QEP3D: Keramik 3D-Druck für große Teile

Die Anwendungsfelder der von QEP3D angebotenen Leistungen sind vielfältig. Beim LSD-Verfahren sind höhere Auflösungen schon direkt im Bauzustand möglich.

Hinter QEP3D verbirgt sich ein junges Startup, das den keramischen 3D-Druck-Markt revolutionieren möchte. Gegründet wurde QEP3D Ende 2021 und eröffnete im Februar 2022 ihren ersten Standort vor den Toren Berlins, im Green Park in Stahnsdorf. Gegründet wurde die Firma von Dr.-Ing. Thomas Mühler und Manja Seebe.

Beim LIS-Verfahren werden keramische Materialien zu einer wasserbasierten Suspension aufbereitet. Diese Suspension (Schichtdicke zwischen 250 bis 500 µm) wird schichtweise aufgetragen und mittels Laserstrahl gezielt getrocknet und somit ein dreidimensionales Bauteil generiert (Grünkörper).

Keramik-Erfahrung im 3D-Druck

Thomas Mühler beschäftigt sich schon mehr als 14 Jahre mit dem keramischen 3D-Druck. Durch sein Studium im Bereich der Materialwissenschaften hat er schon früh damit begonnen, sich mit den entscheidenden Bereichen des 3D-Drucks zu beschäftigen. Hinzu kamen Schwerpunkte wie Ingenieurskeramik, direkte und Additive Fertigung sowie Lasertechnologien. Als technischer und wissenschaftlicher Angestellter der TU-Clausthal-Zellerfeld hat er sich mit den entsprechenden Prozessentwicklungen für das LSD- und LIS-Druckverfahren beschäftigt.

Keramische Hochleistungsbauteile sind häufig versteckt verbaut und für den Nutzer selten direkt sichtbar. Jedoch ist die Keramik aus kaum einer Branche wegzudenken. „Keramik ist ein faszinierender Werkstoff. Hat man sie erst mal unter Kontrolle, bietet sie Materialeigenschaften, die in vielen Bereichen zum Einsatz kommen können. Technische Keramiken sind tolle Isolatoren, hoch- und niedrigtemperaturbeständig und auch in der Chemie ein Werkstoff, der es ermöglicht, Komponenten herzustellen, die widerstandsfähig gegen die meisten Chemikalien sind. Von den Möglichkeiten im Bereich tribologischer Anwendungen ganz zu schweigen“, erzählt Mühler begeistert.

Grünteile aus dem LIS-Prozess weisen eine hohe Grundfestigkeit auf und können gut zerspanend bearbeitet werden. Dadurch sind hohe Oberflächengüten nach dem Sintern möglich.

Dienstleistung rund um 3D-Keramik

Ergänzt wird das technische Know-how durch die betriebswirtschaftlichen Kompetenzen von Manja Seebe. In mehr als 16 Jahren durchlief sie fast alle wirtschaftlichen Bereiche, mit denen man in Berührung kommen kann. Als geprüfte Handelsfach- und Betriebswirtin deckt sie alle wirtschaftlichen Bereiche wie bspw. Vertrieb & Marketing, Buchführung & Controlling, Projekt- und Prozessmanagement ab. QEP3D versteht sich als Dienstleister entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Bereich des keramischen 3D-Drucks. Sie begleiten und unterstützen ihre Kunden, egal an welcher Stelle der Kette diese stehen. Ob klassische Beratungsleistung, Erweiterung des Kundenportfolios durch neue Drucksysteme, neue Materialien oder die Integration neuer Drucker in die bestehenden Produktionseinheiten, QEP3D ist an jeder Stelle der passende Partner. „Wir haben in Beratungsgesprächen festgestellt, dass es häufig bei den Kunden nicht darum geht, das passende Produkt zu ihren Prozessen zu finden, sondern den passenden Prozess für die Produkte der Kunden und deren Anforderungen. Uns ist es dabei besonders wichtig, Wissen rund um den keramischen 3D-Druck in den Markt zu tragen und zu vermitteln, was Keramik im technischen Umfeld alles leisten kann“, so Manja Seebe.

Unternehmensgründer Dr.-Ing. Thomas Mühler und Manja Seebe sind davon überzeugt, dass technische Keramik zukünftig in viel breiteren Anwendungsfeldern zu finden sein wird.

Auftragskeramik schnell und günstig

Ein weiterer wichtiger Leistungsbaustein ist die Erstellung von Bauteilen im Kundenauftrag. QEP3D bietet mit dem LSD- und LIS-Verfahren eine neue Freiheit im Bauteildesign bei geringen Produktionskosten und kurzen Herstellungszeiten von größeren Keramik-Bauteilen. „Mit unseren Verfahren sind wir in der Lage, relativ schnell auch größere Bauteilvolumina zu realisieren. Dabei setzen wir auf das Laser-Induzierte-Schlickerguss-Verfahren (kurz LIS) und das Lagenweise-Schlicker-Depositions-Verfahren (kurz LSD). Mit der Erweiterung um diese beiden Druckprozesse werden die Grenzen in der Produktion von keramischen Bauteilen neu gesteckt. Das LIS-Verfahren ist im Vergleich zum LSD-Verfahren ein lasergestützter 3D-Druck-Prozess“, erklärt Mühler.

Der Schlüssel zu größeren Keramikteilen

Mit beiden Verfahren lassen sich, im Gegensatz zum stereolithografischen 3D-Druck von Keramik, der eher für dünnwandige hochkomplexe Teile geeignet ist, schnell und unkompliziert dichte, dickwandige keramische Bauteile erzeugen und das ganze unabhängig von Material und dessen Partikelgrößen. Dies wird durch die Verarbeitung von wasserbasierten und nahezu organikfreien Suspensionen ermöglicht. Grundsätzlich steht das LSD-Verfahren für eine höhere Auflösung und Detailgenauigkeit. LIS ist jedoch für die schnelle Herstellung von einzelnen mittelgroßen Prototypen mit hoher Wandstärke ideal.

„Wir sind überzeugt, dass wir mit unseren Verfahren in der Lage sind, den keramischen 3D-Druck auch für Bereiche zu erschließen, in denen bislang verfahrensbedingte Größenrestriktionen ein Hindernis waren“, gibt sich Seebe überzeugt und Mühler fasst zusammen: „Industrielle Keramik wird gern als etwas exotisch angesehen. Unser Ziel ist es, sie aus dieser Nische herauszuholen. Denn Keramik hat für die Industrie viel zu bieten und wir helfen Unternehmen gerne dabei, die Möglichkeiten auszuloten und diesen tollen Werkstoff für sich zu erschließen. Durch den keramischen 3D-Druck mit unseren hochperformanten Verfahren gilt das auch für komplexe Geometrien bei höheren Bauteilvolumen. Ich bin sicher, dass wir technische Keramik künftig in viel breiteren Anwendungsfeldern finden werden.“