Vorteile von 3D gedrucktem Kohlenstoff
- Kosteneffiziente Herstellung von Komponenten mit komplexen Strukturen
- Spezifische Materialeigenschaften von Kohlenstoff (z.B. geringes Gewicht, elektrische und thermische Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit, chemische und Hochtemperaturbeständigkeit, geringe thermische Ausdehnung)
- Anwendungsspezifische Materialeigenschaften durch Polymer- oder Flüssigsiliziuminfiltration möglich
- Integration von intelligenten Funktionen wie z.B. Wärmemanagement möglich
Möglichkeiten der Veredelung
Die poröse Struktur von CARBOPRINT C bietet die ideale Voraussetzung für neue, auf Sie individuell abgestimmte Materialeigenschaften durch Polymer- (CARBOPRINT P) oder Flüssigsiliziuminfiltration (CARBOPRINT Si). Auch können die Materialeigenschaften durch weitere Temperaturbehandlung (z.B. Carbonisierung oder Graphitierung) maßgeblich verändert werden.
CARBOPRINT® C
Harz-gebundener Kohlenstoff
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von CARBOPRINT C dienen Kohlenstoff- und Graphitpulver, welche im Binder-Jetting Verfahren durch chemisch und thermisch stabile duroplastische Bindemittelsysteme (Harze) verbunden werden. Gerade wenn in Ihren Anwendungen Porosität und Formstabilität bei hohen Temperaturen (z.B. bei Gießvorgängen) eine Rolle spielen, ist die Verwendung von CARBOPRINT C besonders geeignet. Ein weiterer Vorteil welcher beispielsweise bei Gießkernen und -formen von Bedeutung ist, ist die besonders niedrige Wärmekapazität von CARBOPRINT C. Dadurch lassen sich die Zykluszeiten für Aufheiz- und Abkühlprozesse im Vergleich zu Gießkernen oder -formen aus Sand deutlich reduzieren.
Vorteile von CARBOPRINT® C
- Geringes Gewicht durch geringe Dichte und offene Porosität
- Formstabilität bei hohen Temperaturen
- Veredelung durch z.B. Nachverdichten und/ oder Wärmebehandlung möglich
Typische Materialdaten von CARBOPRINT® C
| Eigenschaft | Einheit | C-1 |
| Dichte | g/cm3 | 1 |
| Porosität | % | 40-50 |
| E-Modul | GPa | 2 |
| Biegefestigkeit | MPa | 5 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/(mK) | <1 |
| Elektrischer Widerstand | μΩm | >105 |
| Thermischer Ausdehnungskoeffizient (RT/200°C) | μm/(mK) | 5,5 |
CARBOPRINT® P
Polymer-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe
Durch die Verwendung von CARBOPRINT P werden vor allem Anwendungen, bei denen der Einsatz nichtmetallischer Materialien erforderlich ist, profitieren. Dieses Material ist bis zu 200 °C temperaturbeständig – ohne die bekannten Kriecheffekte, wie sie bei anderen, unverstärkten Polymeren auftreten können. CARBOPRINT P-Komponenten werden durch Infiltration der CARBOPRINT C-Körper mit Polymeren hergestellt. Je nach Wahl des Polymers lassen sich Eigenschaften wie mechanische oder chemische Stabilität an Ihre individuellen Bedürfnisse anpassen.
Vorteile von CARBOPRINT® P
- Individuell anpassbare Materialeigenschaften (Festigkeit, chemische Beständigkeit und thermische Ausdehnung) durch Veredelung mit unterschiedlichen Polymeren
- Geringes Gewicht
- Temperaturbeständigkeit bis 200 ⁰C
Typische Materialdaten von CARBOPRINT® P
| Eigenschaft | Einheit | P-1 | P-2 | P-3 |
| Dichte | g/cm3 | 1,6 | 1,4 | 1,5 |
| E-Modul | GPa | 6 | 6 | 6 |
| Biegefestigkeit | MPa | 15 | 45 | 20 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/(mK) | 40 | <1 | 1 |
| Elektrischer Widerstand | μΩm | 35 | >105 | >105 |
| Thermischer Ausdehnungskoeffizient (RT/200°C) | μm/(mK) | 12 | 40 | 20 |
CARBOPRINT® Si
Keramik-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe
Keramik-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe bieten ideale Eigenschaften, wenn es um zuverlässige Funktion und Langlebigkeit in abrasiven Umgebungen sowie bei hohen Temperaturen geht. Unsere jahrzehntelange Erfahrung bei der Herstellung keramischer Verbundwerkstoffe bringen wir in den 3D-Druck mit ein. Dadurch ermöglichen wir es Ihnen, nahezu jedes Design zu realisieren. Durch Infiltration von CARBOPRINT C-Körpern mit flüssigem Silizium werden CARBOPRINT Si-Komponenten hergestellt.
Vorteile von CARBOPRINT® Si
- Geringes Gewicht durch geringe Dichte
- Hohe Verschleißfestigkeit
- Hohe Biegefestigkeit
- Hohe Temperaturwechselbeständigkeit
Typische Materialdaten von CARBOPRINT® Si
| Eigenschaft | Einheit | Si-1 | Si-2 | Si-3 |
| Dichte | g/cm3 | 2,2 | 2,4 | 2,3 |
| E-Modul | GPa | 70 | 95 | 100 |
| Biegefestigkeit | MPa | 65 | 75 | 110 |
| Universalhärte | MPa | 2500 | 3000 | 2000 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/(mK) | 40 | 60 | 80 |
| Elektrischer Widerstand | μΩm | 30 | 100 | 40 |
| Thermischer Ausdehnungskoeffizient (RT/200°C) | μm/(mK) | 3 | 3 | 3 |
