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First time additively manufactured advanced ceramics by using two-photon polymerization for powder processing

  • Methods and materials are presented here, which enable the manufacturing of fine structures using a 3D-printing method known as two-photon polymerization (2PP). As traditional photolithography methods for structuring ceramic slurries do not function with 2PP, due to light scattering on ceramic particles, a novel water-based photoresist with high ceramic loading of extremely well dispersed ceramic nano particles was developed. This photoresist is basically a ceramic slurry containing a photocurable agent and a photoinitiator to be crosslinkable with the 780 nm wavelength femtosecond laser light source of the 2PP machine. It is demonstrated that it is possible to gain a highly transparent and low viscous slurry suitable for 2PP processing. This work shows the development of the slurry, first printing results and the post-printing processes required to form three dimensional ceramic microstructures consisting of alumina toughened zirconia (ATZ).

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Autor*innen:Johanna Christiane Sänger, Brian Richard PauwORCiD, Heinz SturmORCiD, Jens GünsterORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Open Ceramics
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse
6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
6 Materialchemie / 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Jahrgang/Band:4
Erste Seite:100040
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:2PP; 3D-printing; ATZ; Additive manufacturing; Alumina toughened zirconia; Ceramic nano particles; Nano-ceramic-additive-manufacturing photoresin; NanoCAM; SchwarzP cells; Slurry; Two-photon polymerization
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Additive Fertigung
Material / Nano
DOI:10.1016/j.oceram.2020.100040
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-517441
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:07.12.2020
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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