Dr. Johannes Homa/CEO Lithoz GmbH

TF: Die Lithoz GmbH ist weltweit das erste und bisher einzige Unternehmen, das Hochleistungskeramik für 3D-Drucktechnologie anbietet – wie ist es dazu gekommen?

Die Lithoz Gmbh hat sich als Spin-Off der Technischen Universität Wien (TU) entwickelt. Wir sind ein Systemanbieter spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Materialien und Generativen Fertigungssystemen (3D-Druck) für die einfache und kostengünstige Produktion von Prototypen, Kleinserien und komplexen Bauteilen aus Hochleistungskeramik.

TF: Was sind in den nächsten 10 Jahren die größten Veränderungen, die 3D-Printing mit sich bringen wird?

Durch das Einsetzen der 3D –Printing Technologie ist es plötzlich möglich einfach und schnell verschiedene Designs zu testen. Gerade in unserem Bereich, der Hochleistungskeramik, war das aufgrund der hohen Werkstoffanforderungen bisher nicht möglich. Aus technologischen Gründen musste man sofort in Serie gehen und hatte nicht die Möglichkeit am Design zu feilen und so die optimale Funktionalität zu erreichen. Durch die werkzeuglose Parallelfertigung die durch den 3D-Druck möglich ist, konnte einer unserer Kunden zum Beispiel 10 verschiedene Designs testen, bis er mit der Serienproduktion gestartet ist. Das war vorher nicht möglich.
Durch 3-D Printing wird Innovation vorangebracht, das wiederum wird der Industrie ganz klare Vorteile bringen.
Durch die einfache und prompte Herstellung erster Bauteile wird es möglich das fertigungsorientierte Design zu funktionsorientiertem Design zu verändern. Auf diese Art wird ein Zusatznutzen für den Anwender kreiert.

TF: Können Sie dazu ein Beispiel nennen?

In der Luftfahrt ist es nun zum Beispiel möglich Leichtbauweisen einzuführen, die bis dato nicht vorstellbar waren. Durch die Möglichkeit Bauteile mit beliebiger Komplexität aus einem Stück herzustellen, können wir das Design der Funktion anpassen und neue Materialen verwenden, die vorher noch nicht zur Anwendung kommen konnten. Keramik wird häufig nicht zusammengeschraubt, aber jetzt kann das Bauteil mittels 3D-Druck in einem Stück gefertigt werden. Durch bioinspirierte Strukturen kann das Gewicht im Flugzeug reduziert werden. Die Gewichtsreduktion bringt eine Kosternersparnis von 80.000$ pro Kilo und zusätzlich eine niedrigere Umweltbelastung durch den geringeren Kerosinverbrauch.

Auch in anderen Bereichen, die hochkomplex sind und in denen nur eine geringe Stückzahl benötigt wird, wird es zu einem Innovationssprung kommen, da man hier durch die 3D-Drucktechnologie relativ günstig und schnell optimale Teile herstellen kann.

TF: Was ist der Vorteil bei der Verwendung von Keramik als Druckmaterial?

Keramik wird dort eingesetzt wird, wo andere Werkstoffe versagen. Das heißt unter extremen Bedingungen, wie extreme Temperaturen, extreme korrosive Bedingungen, sehr starke Beanspruchung durch die Aggressivität diverser Säuren und Basen oder wo Abriebe ein Thema sind.
Mit diesen Themen beschäftigen wir uns im Alltag normalerweise nicht, daher sind Anwendungen in der Biomedizin, also zum Beispiel bei Zähnen, geläufiger.Der Knochen zum Beispiel, besteht eigentlich aus anorganischem Stoff, also aus Keramik. Daher sind keramische Implantate besser verträglich als metallische Implantate, denn Metall ist für den Körper ein unnatürlicher Stoff. Nachdem sich im Knochen selbst auch Keramik befindet, haben wir beispielsweise Knochenersatzmaterial entwickelt. Das wird bei größeren Defekten in den Knochen eingefügt. Durch die Verträglichkeit des Materials wächst der Knochen in dieses Implantat hinein und frisst es regelrecht auf. Das heißt er verarbeitet das Material (Calciumphosphat, ein Baustein des Knochens), das man ihm zur Verfügung stellt und integriert es in den Körper.

TF: Keramik, wie sie im Alltag bekannt ist, hat allerdings die Eigenschaft relativ leicht zu zerbrechen.

Ein Nachteil der Keramik ist, dass sie sehr spröde ist. Das Häferl, das herunterfällt, ist natürlich kaputt. In der Hochleistungskeramik sind es aber ganz andere Materialien, die deutlich höhere Festigkeiten aufweisen. .
Zusätzlich ist die Erstellung eines Prototypen im 3-D Druck so günstig, dass man verschiedene Designs testen kann.
Die Keramik selbst bekommt durch 3-D Druck einen größeren Stellenwert und es eröffnen sich ständig weitere Anwendungsbereiche. In der Automobilindustrie wird sehr oft Keramik verwendet, wie z.B. im Dieselpartikelfilter. Weitere Anwendungsgebiete sind Ofenauskleidungen oder Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, z.B. bei Hitzeschilden für den Wiedereintritt in die Atmosphäre.

TF: Gibt es bestimmte Berufsbilder, die sich in den nächsten 10 Jahren vermehrt durchsetzen werden?

Ich glaube nicht, dass komplett neue Berufsbilder entstehen. Die bestehenden Berufsbilder, wie Konstrukteur und Techniker, werden sich verändern. Es gibt eine Verschiebung vom Handwerk ins Digitale. Zum Beispiel werden Hörgeräte mittlerweile zu 99% gedruckt. Die Herstellung von Hörgeräten war früher Modellierungsarbeit und ist jetzt eine CAD Arbeit. D.h. sie werden nicht vom Handwerker, sondern von einem technisch geschulten Designer mittels eigener Software produziert.

TF: Es wird als noch mehr Bedarf an Softwareentwicklung geben?

Ja. Gerade im Designbereich, zum Beispiel bei bioinspirierten Strukturen, die auf zellularen Strukturen und Schaumstrukturen aufbauen. Auch im Knochen sind Hohlräume, um ein gutes Verhältnis von Steifigkeit und geringem Gewicht zu erreichen. Daher gibt es eigene Software für 3D Technologien.

TF: Haben Sie eine Vision?

Unsere Vision im Unternehmen ist die generative Fertigungstechnologie, zumindest für den Bereich Keramik, soweit zu bringen, dass sie als etablierte Fertigungstechnologie angesehen wird. Es soll keinen Unterschied zwischen konventionell gefertigt und 3D- Druck geben, sondern einfach gefertigt werden. Wir sind auf einem guten Weg diese Vision auch umsetzen zu können.

www.lithoz.com