Aluminiumoxid und 3Y-Zirkonoxid werden beide im technischen keramischen 3D-Druck eingesetzt, eignen sich jedoch für unterschiedliche Anforderungen. Aluminiumoxid ist leichter und bietet eine höhere Steifigkeit, Härte, Wärmeleitfähigkeit und einen höheren elektrischen Widerstand. 3Y-Zirkonoxid weist eine deutlich höhere Biegefestigkeit auf und wird in ausgewählten Anwendungen in der Raumfahrt, Zahnmedizin und anderen anspruchsvollen Bereichen eingesetzt. Die richtige Wahl hängt vom fertigen Bauteil, seinen Einsatzbedingungen und dem qualifizierten Fertigungsprozess ab.
3DCeram entwickelt und verarbeitet beide Materialien mit seinen 3DMIX-Formulierungen, CERAMAKER-Druckern und seiner Anwendungsexpertise. So können Ingenieure Keramik, Bauteilgeometrie und Fertigungsprozess gemeinsam bewerten.
Definieren Sie die Belastungen, die zulässige Verformung, die Betriebstemperatur und die Betriebszyklen, den Kontakt mit Chemikalien, die elektrische Funktion, die Masse, die kritischen Abmessungen, die Oberflächenbeschaffenheit und die Schnittstellen. Wählen Sie anschließend einige Werkstofftypen aus, die diese Anforderungen erfüllen könnten. Die Eigenschaften beziehen sich auf einen Keramikwerkstoff, die Leistung des Bauteils hängt jedoch auch von seiner Geometrie und den Fertigungsbedingungen ab.
Beim SLA-Verfahren bilden Keramikpulver und lichtempfindliches Bindemittel eine Suspension. Beim Drucken entsteht ein empfindliches Grünteil; durch Reinigung, Entbindern und Sintern wird daraus die fertige Keramik. Vergleichen Sie die Eigenschaften nach dem Sintern und validieren Sie anschließend ein repräsentatives Bauteil unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen.
Die folgenden Werte sind typische Referenzwerte von 3DCeram für Materialien, die auf den Druckern des Unternehmens verarbeitet werden. Sie dienen der Vorauswahl eines Werkstoffs, sind jedoch keine Auslegungskennwerte.
| Eigenschaft | Aluminiumoxid | Zirkonoxid 3Y | Bedeutung für das Bauteil |
|---|---|---|---|
| Dichte (g/cm³) | 3,9 | 5,95 | Geringere Masse bei gleichem Bauteilvolumen. |
| Biegefestigkeit im Vierpunktbiegeversuch (MPa) | 300–350 | 950 | Höhere Biegefestigkeit; kein zulässiger Auslegungswert. |
| Theoretischer Elastizitätsmodul (GPa) | 300 | 200 | Höhere Steifigkeit bei gleicher Geometrie und Belastung. |
| Vickershärte (GPa) | 16,4 | 12,6 | Höhere Eindringhärte; Verschleißverhalten validieren. |
| Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur [W/(m·K)] | 23,3 | 3,3 | Höhere Wärmeleitfähigkeit. |
| Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 °C (10⁻⁶ K⁻¹) | 4,98 | 9,10 | Wärmeausdehnungsunterschiede an den Grenzflächen prüfen. |
Hinweis: Die Referenzwerte aus Tests auf 3DCeram-Druckern dienen nur zur Orientierung und sind unverbindlich. Die Ergebnisse variieren je nach Formulierung, Geometrie, Entbinderungs- und Sinterprozess. Validieren Sie das fertige Bauteil für seinen vorgesehenen Einsatz. Die vollständigen Daten finden Sie im Materialleitfaden 2026.
Die geringe Dichte, Steifigkeit, der hohe elektrische Widerstand und die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumoxid können für Weltraumausrüstung, Sensoren sowie optische und elektrische Bauteile geeignet sein. Zu den qualifizierten Anwendungen von 3DCeram gehören Bauteile aus Aluminiumoxid für die Raumfahrt. Ein veröffentlichtes Entwicklungsbeispiel zeigt das Konzept eines Aluminiumoxid-Sensorgehäuses für den Einsatz in der Raumfahrt und unter hypersonischen Bedingungen. Es ist mit internen Kühlkanälen ausgelegt. Fallstudie zum Sensorgehäuse für die Raumfahrt ansehen.
3Y-Zirkonoxid kommt infrage, wenn Biegefestigkeit, Härte und Verschleißbeständigkeit entscheidend sind. Zu den qualifizierten Anwendungen von 3DCeram gehören auch Bauteile aus Zirkonoxid für die Raumfahrt und Zahnmedizin. Im Materialleitfaden wird 3Y-Zirkonoxid für Zahn- und orthopädische Implantate aufgeführt. Die Qualifizierung gilt jeweils für einen bestimmten Werkstofftyp, ein konkretes Bauteil und einen festgelegten Prozess. Medizinprodukte müssen zudem die für ihren Markt geltenden Zulassungen erhalten. Biomedizinische Anwendungen von 3DCeram entdecken.
Das 3DMIX-Sortiment umfasst gebrauchsfertige Suspensionen aus Aluminiumoxid und Zirkonoxid für CERAMAKER-Systeme. Für Projekte mit anderen Anforderungen kann 3DCeram auf Anfrage Formulierungen entwickeln und geeignete Druck- und Brennparameter festlegen. Die Werkstoff- und Prozessteams beurteilen die Keramik gemeinsam mit der Bauteilkonstruktion sowie dem Reinigungs-, Entbinderungs- und Sinterprozess. Das 3DMIX-Werkstoffsortiment entdecken.
Zum erweiterten 3DMIX-Sortiment gehören außerdem 8Y-Zirkonoxid, aluminiumoxidverstärktes Zirkonoxid (ATZ), Hydroxyapatit, Tricalciumphosphat, Cordierit, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid. ATZ ist ein eigenständiger Verbundwerkstoff aus 20 % Aluminiumoxid und 80 % Zirkonoxid.
Das 3DMIX-Sortiment umfasst gebrauchsfertige Suspensionen aus Aluminiumoxid und Zirkonoxid für CERAMAKER-Systeme. Für Projekte mit anderen Anforderungen kann 3DCeram auf Anfrage Formulierungen entwickeln und geeignete Druck- und Brennparameter festlegen. Die Werkstoff- und Prozessteams beurteilen die Keramik gemeinsam mit der Bauteilkonstruktion sowie dem Reinigungs-, Entbinderungs- und Sinterprozess. Das 3DMIX-Werkstoffsortiment entdecken.
Zum erweiterten 3DMIX-Sortiment gehören außerdem 8Y-Zirkonoxid, aluminiumoxidverstärktes Zirkonoxid (ATZ), Hydroxyapatit, Tricalciumphosphat, Cordierit, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid. ATZ ist ein eigenständiger Verbundwerkstoff aus 20 % Aluminiumoxid und 80 % Zirkonoxid.
Aluminiumoxid kommt infrage, wenn eine geringe Masse, Steifigkeit, Härte, Wärmeleitung oder elektrische Isolation besonders wichtig sind. 3Y-Zirkonoxid kann geeignet sein, wenn Biegefestigkeit und Verschleißbeständigkeit entscheidend sind, etwa für ausgewählte Anwendungen in der Raumfahrt und Zahnmedizin. Muss ein Bauteil mehrere konkurrierende Anforderungen erfüllen, sollten Sie die genaue Formulierung und den Prozess anhand eines repräsentativen fertigen Bauteils vergleichen.
Wenn Sie ein Bauteil mit 3DCeram besprechen möchten, übermitteln Sie die CAD-Datei, die Einsatzbedingungen und die Abnahmekriterien. Kontaktieren Sie das Anwendungsteam von 3DCeram, um den Werkstoff, den Fertigungsprozess und den Validierungsbedarf zu beurteilen.
