Evaluierung von Thiol-Alkin-Methacrylat-Systemen für die Additive Fertigung von keramischen Komposit-Strukturen

Eine Weiterentwicklung des stereolithographischen Verfahrens ermöglicht die Additive Fertigung von komplexen, dreidimensionalen, keramischen Komposit-Strukturen. Grundlage dieser Technologie sind Photopolymere die im Gegensatz zur klassischen Stereolithographie mit keramischen Partikeln gefüllt sind. Die Zusammensetzung des Photopolymers hat einen entscheidenden Einfluss, sowohl auf die späteren Eigenschaften des gedruckten Bauteils als auch auf den Druckprozess selbst. Das Ziel dieser Masterarbeit war die Evaluierung eines 3-Komponenten-Monomersystems bestehend aus Thiol-, Alkin- und Methacrylat-Verbindungen für die Additive Fertigung von keramischen Komposit-Strukturen. Bei diesem System wird der Kettenwachstumsmechanismus der Methacrylat-Monomere mit dem Thiol-In Stufenwachstumsmechanismus der Thiol- und Alkin-Monomere kombiniert. Der dabei generierte homogene Netzwerkaufbau bewirkt im Vergleich zu reinen Methacrylat- oder Acrylat-Systemen einen höheren Monomerumsatz und hat eine höhere thermische Stabilität. Des Weiteren sind die Schrumpfspannungen bei der Photopolymerisation vergleichsweise gering, wodurch eine höhere Duktilität erzielt werden kann. Basierend auf der relativ niedrigen Viskosität des evaluierten Systems konnte der 3D-Druck eines Komposit-Bauteiles mit 65 Gew.-% keramischen Partikeln realisiert werden.