Gedruckte Wärmetauscher mit keramischer Innenstruktur

Forscher der Technischen Universität Chemnitz präsentieren einen im 3D-Multimaterialdruck hergestellten Wärmetauscher auf der diesjährigen Hannover Messe. Das Verfahren ermöglicht, mehrere Materialien wie keramische Pulver, Kupfer und Eisen gleichzeitig während eines Druckvorgangs einzusetzen.

Bereits im vergangenen Jahr haben Johannes Rudolph und Fabian Lorenz von der Professur für Elektrische Energiewandlungssysteme und Antriebe an der Technischen Universität Chemnitz bei der Hannover Messe mit ihrem 3D-Multimaterialdruck Aufmerksamkeit erregt. Aus Eisen, Keramik und Kupfer in Form von Pasten, die anschließend gesintert werden, fertigten sie schichtweise den weltweit ersten additiv hergestellten elektrischen Motor. Für diesen Vorgang müssen die Pasten hochviskos sein, es kommen speziell zugeschnittene Bindemittel und hochpräzise Dosiersysteme zum Einsatz. Dieses Jahr waren die Forscher zurück mit dem Druck eines speziellen Wärmetauschers, der über eine keramische Innenstruktur verfügt. 

"Dadurch lässt sich eine elektrische und chemische Isolation des Kühlmediums gewährleisten, was für die Kühlung von leistungselektronischen Bauelementen und in der chemischen Prozessindustrie neue Möglichkeiten eröffnet“, erklärt Rudolph. Die gedruckten Bauteile können Temperaturen von über 300 °C standhalten. Aufgrund des breiten Interesses am 3D-Multimaterialdruck konnten die Chemnitzer Forscher bereits mehrere Industriepartner für eine Zusammenarbeit gewinnen. "Unser Arbeitsschwerpunkt lag vor allem in der Weiterentwicklung des Druckverfahrens, wodurch die Prozesssicherheit und die Qualität der Bauteile gesteigert werden konnte“, sagt Lorenz. Damit seien die beiden Entwickler ihrem Ziel einer industriellen Anwendbarkeit ihres Verfahrens einen weiteren Schritt nähergekommen.