Innovatives 3D-Druck-Verfahren mit Toner für Metalle und Keramik

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Auch Metall und Keramik lassen sich so drucken

Nachdem sie die Herausforderungen des elektrophotographischen 3D-Drucks mit Kunststoffen bewältigt haben, wollen die beiden Projektpartner nun auch den Einsatz in der Metall- und Keramikfertigung anvisieren. Am grundlegenden Verfahren ändere sich dabei nichts. Man stehe jedoch vor der zusätzlichen Schwierigkeit, dass die zu verarbeitenden Metallpartikel elektrisch leitfähig sind, was das Ablösen der Partikel vom Trägermaterial erschwere. Die dauerhafte Verbindung wird bei diesem Verfahren deshalb durch einen Sinterprozess erreicht, bei dem die Schichten unter erhöhtem Druck erhitzt werden. Für die verschiedenen Schichten eines Produkts könnten Toner mit unterschiedlichen Materialien verwendet werden. So ist es etwa denkbar, funktionsfähige Elektronikkomponenten zu drucken, wie man betont. Unterschiedlich gefärbte Keramik- oder Polymerpartikel eröffnen dabei neue gestalterische Möglichkeiten.

Raumfahrtmissionen mit werkstoffflexibler Ersatzteilfertigung

Wenn das Verfahren ausgereift ist, könnte es in der Metallfertigung eine Alternative zu den pulverschmelzenden additiven Fertigungsverfahren werden. Ein besonderer Vorteil sei, dass es unabhängig von der Gravitation funktioniert und keine Partikel im Raum schweben – deshalb kommt auch die Anwendung in der Raumfahrt in Frage, wie die Experten anmerken. So könnten mit nur einem Gerät verschiedene Ersatzteile oder Werkzeuge aus Polymeren, Metallen und Keramiken während einer Mission dann hergestellt werden. Angesichts der sehr hohen Transportkosten ins All sehen die Projektpartner deshalb ein großes Anwendungspotenzial.

Mehr zum Projekt und zur Zukunft dieses Ansatzes ...

Das jetzt abgeschlossene Projekt „Entwicklung eines neuartigen elektrophotographischen 3D-Druck Verfahrens“ wurde von der TH Köln und der mz Toner Technologies GmbH und Co. KG von 2021 bis 2023 durchgeführt und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Förderprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM) unterstützt. Die beiden Projektpartner arbeiten nun im zweijährigen Vorhaben „Entwicklung eines neuartigen 3D-Druckverfahrens für Metallwerkstoffe basierend auf Elektrophotographie“ (ElPhoMet3D) zusammen, das ebenfalls durch das ZIM-Programm gefördert wird.

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Stand: 08.12.2025

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