Schunk wil zelf 3D-printer voor keramiek gaan bouwen

Schunk Carbon Technology uit het Duitse Heuchelheim pakt uit met nieuwe carbon en keramische oplossingen voor verschillende industrieën: lichtgewicht bouw, e-mobiliteit, milieu, ...

Trefwoorden: #3D printer, #CVD, #IntrinSiC, #keramiek, #Latent Heat Carbon, #Schunck

Lees verder

Magazine

( Foto: LDS )

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Denk aan koolborstels voor motoren, ultra-harde en zelfsmerende materialen voor pompen en compressoren en materialen die bestand zijn tegen de hoge temperaturen in ovens en toepassingen in de halfgeleider- en de fotovoltaïsche industrie. Het 3D-print ook keramieken en verwerkt ultralichte composieten en nieuwe functionele diamantcoatings.

Lichtgewicht carbon/koolstofcomposieten vervangen metalen. Met zijn IntrinSIC 3D-print technologie bouwt Schunk dunwandige keramische stukken in silicium carbide, één van de hardste materialen -een Vickers hardheid van 2800- die er zijn.

Met alle designvrijheid die 3D-printing biedt. «Wij ontwikkelden de binder waarmee we silicium carbide 3D-printen. We spreken van ‘jet binding’», zegt Dr. Hartmut Gross, directeur Advanced Solutions. De binder ‘bindt’ de SiC poederpartikels als was het lijm maar verdwijnt later wanneer het stuk de oven ingaat.

«We sinteren op temperaturen hoger dan 1.300°C. In hetzelfde sinterproces wordt het stuk geïnfiltreerd met gesmolten silicium. Er is nauwelijks tot geen krimp vast te stellen». Het eindproduct is zeer hard en inert voor zuurstof, dus ideaal voor toepassingen bij hoge temperaturen, zoals in een brander. Met deze technologie kunnen koelkanalen ingebouwd worden.

3D printen van IntrinSiC
De O&O begon in 2013. De SIK - Schunk Ingenieurkeramik GmbH in Willich ontwikkelde de IntrinSiC-technologie. Schunk startte met een commerciële 3D-printer die het nu een jaar in huis heeft. De printer kan stukken aan tot een kubieke meter die 2 ton wegen en tot tienden van een millimeter nauwkeurig zijn.

Daarmee is de machine een dag bezig. Laden, printen en ontladen van een volledige print -2 ton- vergt twee shifts, samen een 16 uur. «Vorig jaar begonnen we de technologie te commercialiseren en nu breiden we de toepassingen uit. De productiviteit van de ene printer is goed maar we hebben in de fabriek al plaats gereserveerd voor een tiental printers». Gross is stellig: «In de toekomst bouwen we onze eigen 3D-printers».

CVD en Latent Heat Carbon
Het bedrijf liet ook contactelektrodes zien die ingezet worden voor het behandelen van industrieel afvalwater. Bij hoge elektrische spanning -overvoltage- produceren de met diamant bekleedde grafiet en keramische substraten OH radicalen die bacteriën doden. Schunk ontwikkelde het CVD- of chemisch opdampproces voor de 10 micron dikke diamantlaag. De oplossing, die goedkoop en industrieel te realiseren is in vergelijking met de bestaande dure niobiumsubstraten, is al in gebruik voor farma-toepassingen.

Schunk ontwikkelde ook wat het ‘Latent Heat Carbon’ noemt, een composiet van een faseveranderend materiaal en geëxpandeerd grafiet. Het wordt gebruikt als een coating om de hitte van batterijen en elektronische componenten -in elektrische voertuigen, bijvoorbeeld- af te leiden. Het pakt uit met een nieuw aardingscontact voor elektrische motorassen die de capacitatieve signalen en stromen dempt die rollagers beschadigen.

Voorts ontwikkelde Schunk eigen ‘slimme laadsystemen’ voor elektrische bussen en… remblokken voor windturbines. Die houden het veel langer dan de klassieke organische remblokken -en vervuilen dus minder- maar maken ook minder lawaai, veroorzaken geen stick-slip trillingen en zijn bestand tegen smeermiddelen.

Kortom: de turbines van de klant hoeven veel minder maintenance. Voor rollagers van pompen, dichtingen en glijringen ontwikkelde Schunk een nieuw SiC30-materiaal dat de eigenschappen van grafiet met silicium carbide verbindt. Het impregneert poreus elektrografiet met gesmolten silicium.


door Luc De Smet, Engineeringnet