Das 3DK befindet sich derzeit noch im Projektstatus und umfasst bis Ende 2022 den Aufbau einer Infrastruktur und die Erarbeitung eines Know-hows zur Additiven Fertigung von anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen, was im ersten Kompetenzzentrum für die Additive Fertigung, also dem 3D-Druck von Keramik in Rheinland-Pfalz resultieren wird. Ermöglicht wird das Projekt durch Mittel des Wirtschaftsministeriums Rheinland-Pfalz (MWVLW) sowie des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) in Höhe von rund 5,3 Mio. Euro. Gemeinsam mit der Hochschule Koblenz sowie der Universität Koblenz-Landau bündelt das Forschungsinstitut für Glas | Keramik (FGK) dabei all seine Expertise am Hauptstandort des 3DK in den Räumlichkeiten des CeraTechCenters. Diese erstreckt sich dabei über die gesamte Bandbreite keramischer Werkstoffe – von der Silikatkeramik, über die Feuerfestkeramik, die technische Keramik und Transparentkeramik bis hin zum Multimaterialdruck.
Was ist die Kernaufgabe Ihrer Einrichtung und (wo) treffen bei Ihnen Tradition und Zukunft aufeinander?
Mit dem Aufbau des Kompetenzzentrums haben wir es uns zum Ziel gesetzt, künftig insbesondere die heimische Industrie, aber auch Unternehmen über die Landesgrenzen hinaus, in allen Belangen rund um das Thema 3D-Druck von Keramik zu unterstützen. Sei es bei der gemeinsamen Bearbeitung konkreter Fragestellungen, der Evaluierung einer geeigneten additiven Fertigungstechnologie, eines passenden Werkstoffs oder der Optimierung der Bauteilkonstruktion. Durch Schulungsmaßnahmen und die Einbindung der Inhalte in die studentische Ausbildung wollen wir aktiv dem Fachkräftemangel begegnen.
Dazu müssen wir zunächst die verschiedenen Druckverfahren besser an die Vielzahl von Werkstofftypen anpassen. Herstellungsverfahren müssen dabei grundsätzlich entlang der gesamten Prozesskette betrachtet werden, was die Rohstoffe, die Bindergruppen und das Sintern gleichermaßen berücksichtigt wie die Druckverfahren. Nur so gelingt es, der Wirtschaft eine Technologie zur Verfügung zu stellen, die wirtschaftlich und damit zukunftsweisend ist und nur so gelingt es, ein Verständnis dafür zu schaffen, welche ungeahnten Möglichkeiten sich zum Beispiel durch den 3D-Druck unserer heimischen Tone ergeben.
Tel.: +49 2624 186-54
E-Mail: marcus.emmel@fgk-keramik.de
Was ist für Sie aktuell das spannendste Thema im Arbeitsalltag?
Das Spannendste ist tatsächlich die gesamte Prozesskette selbst. Es ist faszinierend zu sehen, wie genau jedes einzelne Rädchen ins andere greifen muss, damit wir am Ende ein defektfreies Bauteil in den Händen halten können. Haben wir zu Beginn die richtige Korngröße unseres keramischen Pulvers und den geeigneten Binder gewählt? Sind die Ausgangsmaterialien ausreichend homogen vermischt oder haben wir während des Aufbereitungsprozesses Verunreinigungen eingebracht? Sind alle Druckparameter richtig eingestellt, sodass es nicht zu Delaminationen kommt und haben wir uns für die richtige Sintertemperatur entschieden, die uns die finalen Bauteileigenschaften sicherstellt? Es sind all jene Fragen, die wir tagtäglich zu beantworten versuchen und die keine Langeweile aufkommen lassen.
Wo sehen Sie im Zusammenhang mit Ihrem Tagesgeschäft die größte Herausforderung in der Zukunft?
Eine Herausforderung besteht darin, den hype-bedingten Gedanken, dass künftig alle Bauteile additiv gefertigt werden, zu zerstreuen. Keramische Bauteile, die heute über konventionelle Fertigungsverfahren wie Pressen, Schlicker- oder Spritzgießen hergestellt werden, werden auch in Zukunft so gefertigt. Vielmehr versteht sich die Additive Fertigung als neue, ergänzende Technologie, die weitere Möglichkeiten und Anwendungsfelder eröffnet.
Daraus ergibt sich eine zweite Herausforderung, mit der wir uns konfrontiert sehen. Der 3D-Druck von Keramik ist ein vergleichsweise junges Feld, das beackert wird und entsprechend weit ist der aktuelle Stand der Entwicklungen. So entsprechen oftmals die finalen Eigenschaften gedruckter Bauteile, wie z.B. die Festigkeit, noch nicht denen konventionell hergestellter Keramiken. So arbeiten wir jeden Tag daran, die Prozesse besser zu verstehen und zu optimieren, sodass es nur noch eine Frage der Zeit ist, bis sich 3D-gedruckte Teile auf gleichem Niveau befinden.
Was begeistert Sie persönlich an Ihrer Aufgabe?
Zu wissen, dass man Teil eines noch jungen Bereiches der Keramik ist und so aktiv dessen Zukunft mitgestalten kann, ist sehr begeisternd. Der Gedanke, dass nahezu jede erdenkliche Geometrie in eine Keramik überführt werden kann und dabei womöglich ein Bauteil darunter ist, das es so noch nie gegeben hat, ist unsere Motivation.
Würden Sie Jugendlichen empfehlen beruflich die Richtung Keramik/Feuerfest/Glas zu gehen? Was genau? Warum/Warum nicht?
Auch wenn man als Keramik-Ingenieur zunächst ausschließlich mit Blumentöpfen und Waschbecken in Verbindung gebracht wird, lautet meine Empfehlung eindeutig „Ja, zur Keramik“! Schließlich können Sie Ihrem Gegenüber sehr schnell begreiflich machen, wie vielseitig und spannend die Keramik doch eigentlich ist und wo man sie im Alltag überall finden kann. Erklären Sie, dass ein Space Shuttle nur dank keramischer Hitzeschutzkacheln den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre übersteht oder wie keramische Bremsscheiben für mehr Sicherheit bei Luxussportwagen sorgen. Hier hilft übrigens auch die Keramik in Form der Lambdasonde die Verbrennung des Motors zu optimieren oder mittels eines Piezosensors den Abstand zu Hindernissen richtig einzuschätzen. Dass wir all diese Fortbewegungsmittel aus Metall überhaupt fertigen können, verdanken wir ebenfalls der Keramik. Es ist die Feuerfestkeramik, die aufgrund ihrer hervorragenden Thermoschock- und Korrosionsbeständigkeit sogar den Kontakt von flüssigen Metallschmelzen problemlos übersteht. Und sollten Sie irgendwann den keramischen Abstandssensor nicht ausreichend gewürdigt haben, stellt Keramik einen adäquaten Zahn- oder Knochenersatz dar, der wahlweise bioinert oder bioresorbierbar sein kann.
So vielseitig wie die Einsatzgebiete der Keramik, sind eben auch die Berufsaussichten als Keramiker. Dabei spielt es keine Rolle, ob Sie heimatverbunden sind oder die weite Welt erkunden wollen. Keramiker braucht es überall!
