Die CeraFab von Lithoz sind zuverlässige und benutzerfreundliche Netzwerk-Drucker, die im Stand-alone-Betrieb arbeiten. Sie ermöglichen die Fertigung von Hochleistungskeramik mit Materialeigenschaften wie in der konventionellen Fertigung. © Lithoz

 

Von der TU zum Weltmarktführer

Wien ist eine weltweit anerkannte Wissenschaftshochburg. In den letzten Jahren entwickelte sich die Stadt auch zu einem Hotspot für 3D-Druck. Das Unternehmen Lithoz, dessen Wurzeln an der TU Wien liegen, ist ein Paradebeispiel.

Am Anfang war das Studium in Wien. Johannes Homa hatte während seines Studiums an der TU Wien die Idee, einen Keramikdrucker zu entwickeln. Johannes Benedikt, heute technologischer Leiter von Lithoz, entwarf im nächsten Schritt die benötigten Maschinen. 

Die meisten 3D-Drucker arbeiten mit Metall und Kunststoff. Gerade das war eine Chance, aber auch eine Herausforderung bei der Gründung. „Wir sind Anbieter in einer Nische einer Nische und daher mussten wir unseren Markt selbst aufbauen. Aber dafür sind wir mit 60 Mitarbeitern in neun Jahren weit gekommen“, sagt Lithoz-Geschäftsführer Homa. Gerade in Keramik sah das Team aber trotz Nischendaseins enormes Potenzial. „Keramik darf man nicht auf das Kaffeehäferl reduzieren, das beim Runterfallen in tausend Teile zerbricht“, sagt Homa. „Die Materialien, mit denen wir arbeiten, sind fester und härter als Stahl.“ Daher ist Keramik perfekt dafür geeignet, in unwirtlichen Bedingungen, zum Beispiel in Turbinen, eingesetzt zu werden.

Hart, härter, Keramik

Nach dreijähriger Arbeit mit der TU-Forschung und -Entwicklung wurde 2011 das erste Keramikbauteil gedruckt. Lithoz arbeitet mit einem Photopolymerisationsverfahren. Ausgangspunkt ist ein durch Licht aushärtbarer Kunststoff, der mit Keramikpulver vermischt und in dünnen Schichten im Drucker belichtet wird. Anschließend wird der Kunststoffbinder im Ofen bei bis zu 1.600 Grad herausgebrannt. Am Ende bleibt Keramik übrig.

Die für industrielle Fertigung konzipierten 3D-Drucker von Lithoz basieren auf der Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM)-Technologie, also einer Keramikfertigung, die auf dem Druckverfahren aufbaut. „Unsere 3D-Drucker erfüllen die höchsten Anforderungen an Hochleistungskeramiken. Die mechanische Leistung, die Maßhaltigkeit und die Reproduzierbarkeit von Keramikbauteilen erfüllen oder übertreffen sogar die der Bauteile aus herkömmlicher Produktion“, sagt Homa. Die LCM-Technologie nutzt jahrzehntelange Erfahrung in der Verarbeitung von Keramikpulvern. Durch den Einsatz der gleichen Pulver und Öfen wie bei Spritzguss werden Keramikbauteile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualitäten hergestellt.

 

Knochen aus dem Drucker

Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig, von der Industrie bis zur Raumfahrt. Gerade in der Medizin sorgt das Verfahren aber für besonders viel Furore. Bei schweren Brüchen etwa kann man Knochen aus dem 3D-Drucker als Ersatz verwenden. Die Keramikimplantate werden auch schon mit Erfolg bei Menschen eingesetzt. Auch die Herstellung von patientinnen- und patientenspezifischen Herzpumpen ist möglich. Neben neuen spannenden Einsatzgebieten gelang es Lithoz auch, den Preis für die Herstellung von Einzelstücken und Kleinserien erheblich zu reduzieren und so auch dringend benötigte Implantate erschwinglicher zu machen. Dadurch konnten sie viel Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Mittlerweile hat Lithoz auch einen Sitz in den USA, einem der wichtigsten Märkte in Sachen 3D-Druck, eröffnet.

Die Welt ist nicht genug

Ein spannendes Projekt, an dem Lithoz arbeitet, widmet sich der künftigen Besiedelung des Monds. Auch wenn das noch Zukunftsmusik ist, wird schon an umsetzbaren Ideen gearbeitet. Gemeinsam mit der European Space Agency hat Lithoz Schrauben und weitere Bauteile aus Mondstaubsimulat, auch eine Art Keramik, hergestellt. Falls sich die Menschheit auf dem Mond niederlässt, könnte mit diesem Verfahren direkt aus Mondstaub Werkzeug hergestellt werden. „Die Idee war, direkt Ressourcen aus dem Mond zu verwenden, um Bauteile herzustellen“, sagt Homa.

Ein Erfolg, der für Homa kein Zufall ist. „Man sieht, dass alljährlich etliche Patente von der TU aus angemeldet werden. Dort wird sehr gute Arbeit geleistet. Auch die Stadt Wien hat die 3D-Druck-Entwicklung bei uns massiv unterstützt.“

Für die Zukunft ist man bei Lithoz optimistisch. „Wir wollen weiter organisch wachsen und haben noch viele Ideen, was den 3D-Druck für Keramik betrifft. Wir freuen uns, wenn die Grenzen ausgereizt und neue Rekorde aufgestellt werden.“