Additive Fertigung 3D-Druck von großformatigen Bauteilen aus siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid 

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Die Kyocera Fineceramics Europe GmbH hat zum vierten Mal in Folge das Siegel der Bescheinigungsstelle Forschungszulage (BSFZ) erhalten. Im Fokus der begünstigten Projekte steht ein neues Verfahren zur additiven Fertigung großformatiger Bauteile aus siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid (SiSiC).

Im Fokus der aktuellen Auszeichnung steht die Entwicklung eines hochinnovativen Verfahrens zur additiven Fertigung von siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid (SiSiC), für das Kyocera nun auch das BSFZ-Siegel für 2026 erhalten hat. Mit dem am Standort Selb etablierten Binder-Jetting-Verfahren erweitert das Unternehmen sein Portfolio im Bereich technischer Hochleistungskeramik und schafft neue Möglichkeiten für die Herstellung komplexer und großformatiger Bauteile.  „Dass wir erneut mit dem BSFZ-Siegel ausgezeichnet worden sind, unterstreicht unsere kontinuierliche Innovationskraft in Forschung und Entwicklung“, betont Dr. Nikolaos Katsikis, CTO bei Kyocera. „Additive Fertigung von SiSiC-Keramikbauteilen stellt einen wichtigen Meilenstein für uns dar, der unsere technologische Position im Bereich Hochleistungsprodukte stärkt.“
Siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid (SiSiC) ist ein keramischer Hochleistungswerkstoff, der für seine außergewöhnliche mechanische Festigkeit, thermische Stabilität, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist und sich daher ideal für Anwendungen in rauen Umgebungen wie Luft- und Raumfahrt, Halbleiterindustrie und industrielle Fertigung eignet.

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Mit den Fortschritten der additiven Fertigungstechnologien hat sich der 3D-Druck als revolutionärer Ansatz für die Herstellung komplexer keramischer SiSiC-Bauteile erwiesen. Im Vergleich zu konventionellen Formgebungsmethoden, wie isostatischem Pressen oder Schlickerguss bietet die additive Fertigung eine größere Designfreiheit und kürzere Vorlaufzeiten. Der 3D-Druck von SiSiC umfasst in der Regel einen zweistufigen Prozess: Zunächst wird ein Grünkörper aus Siliziumkarbidpulver und einem Polymerbindemittel mit  Binder-Jetting gedruckt. Dieses Grünteil wird dann mit geschmolzenem Silizium infiltriert, das mit dem restlichen Kohlenstoff reagiert, um die endgültige SiSiC-Struktur zu bilden. Kyocera arbeitet im Rahmen seiner Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten kontinuierlich daran, Materialien und Prozesse weiter zu optimieren, um die Einsatzmöglichkeiten additiv gefertigter SiSiC-Komponenten künftig noch breiter auszubauen.

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Weitere Projekte: Hochdruck-Spalttöpfe und Halbleiterkomponenten 

Neben dem für 2026 ausgezeichneten Projekt im Bereich 3D-Druck wurden auch zwei weitere Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Rahmen der BSFZ-Siegelvergabe 2025 berücksichtigt – beide mit Blick auf besonders herausfordernde Anwendungsbedingungen. Eines davon betrifft Spalttöpfe aus Magnesiumoxid-stabilisiertem Zirkonoxid, die als drucktragende Trennelemente in magnetgekuppelten Pumpen zum Einsatz kommen – unter anderem bei der Förderung verflüssigter Gase. Ziel ist die Entwicklung eines ressourceneffizienten Verfahrens zur Herstellung dünnwandiger, hochdruckstabiler Spalttöpfe für kryogene Anwendungen mit ansteigenden Anforderungen hinsichtlich der Hochdruckstabilität bis -200 °C bei bis zu 94,5 bar.
Das zweite Projekt fokussiert sich auf die Optimierung von Siliziumnitrid-Platten als Führungselemente in Prüfkarten für die Halbleiterfertigung. Bei über 100.000 Prüfnadeln pro Karte steigen die Anforderungen an Festigkeit, Planarität und Oberflächenhomogenität erheblich. Die neue Prozessroute ermöglicht die Herstellung hochfester Si₃N₄-Keramiken mit über 1150 MPa Biegefestigkeit.