Verbundprojekt "EnerForminG: Senkung des Energieverbrauches und des CO2-Ausstoßes durch endformnahe Fertigungsverfahren für Glaskeramiken"

Abstract

Im Vorhaben wurden der Spritzguss und der lithographische 3D-Druck als pulverbasierte, endformnahe Formgebungsverfahren für die glaskeramischen Materialien auf Basis hochfester Lithiumdisilikat-Glaskeramiken (LS2) und extrem niedrigdehnende Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramiken (LAS) untersucht. EnerForminG ist aus den Potenzialen zur Einsparung von Energie, Emissionen und Kosten durch Substitution von technischer Keramik durch Glaskeramik und der verminderten Bearbeitungsaufwand konventionell hergestellter Glaskeramiken motiviert worden. Im Unterschied zu konventionellen Herstellungsverfahren von Glaskeramiken über die Keramisierung massiver Glasformkörper mit subtraktiver Nachbearbeitung wurden in EnerForminG Sinter-Kristallisationsprozesse auf endformnahe Pulverformkörper angewendet. Im Ergebnis wurde gezeigt, dass sich die Technologien auf beide Materialtypen anwenden lassen und die relevanten Materialeigenschaften darstellen lassen. Als Demonstratorkomponenten wurden zum einen Fadenführer für industrielle Textilmaschinen aus LS2-Glaskeramiken hergestellt und charakterisiert, für die normalerweise Al2O3-Keramiken zur Anwendung kommen. Zum anderen wurden kleinformatige Spiegelträger für technische Optiken aus LAS-Glaskeramiken über den 3D-Druck realisiert, die regulär über die konventionelle Formgebung aus diesen Glaskeramiken hergestellt werden. Eine projektbegleitend durchgeführte Ökoeffizienzanalyse und Abfallbewertung hat ergeben, dass insbesondere bei kleinformatigen Komponenten die Substitution von Al2O3 als technische Keramik durch LS2-Glaskeramik ein Potenzial zur Energieeinsparung von bis zu 71% ermöglicht.