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Post-machining strategies for additively manufactured silicon carbide ceramic components

Rapp, Maximilian und Gottschalk, Nicole und Schneider, Matthias und Möhring, Hans-Christian (2025) Post-machining strategies for additively manufactured silicon carbide ceramic components. In: Procedia CIRP, 131, Seiten 44-49. Elsevier Ltd.. 3rd CIRP Conference on Composite Material Parts Manufacturing, 2024-09-25 - 2024-09-27, Braunschweig, Deutschland. doi: 10.1016/j.procir.2024.09.010. ISSN 2212-8271.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827125000459

Kurzfassung

Additive Manufacturing offers a high level of freedom in design. Higher functionality can be achieved through more complex shapes which can only be manufactured by 3D printing. To achieve the desired surface quality and dimensional accuracy, it is necessary to post-machine the components. In the case of 3D printed silicon carbide (SiC) ceramic components, machining becomes extremely challenging not only due to its high hardness and wear resistance but also due to its complex shape. Polycrystalline diamond tools with geometrically defined cutting edges are used to meet these challenges. To obtain these components, a thermoplastic compound is shaped using the extrusion-based 3D printing technology. The green body is transformed to a SiC-based ceramic using the Liquid Silicon Infiltration process. Different feedstocks lead to different microstructures. The phase compositions range from monolithic two-phase-material SiSiC (approx. 88 % SiC, 12 % silicon) to C-SiSiC with short carbon fibres (approx. 50 % SiC, 20 % carbon, 30 % silicon). These compositions not only affect (thermo-) mechanical properties but also subsequent machining processes. In order to overcome the high hardness and the challenges posed by the brittle behavior of SiC-based ceramics, machining with geometrically defined cutting edges is systematically investigated. For this purpose, machining tests are conducted in a linear-orthogonal cutting configuration. In this configuration, the macro geometry of the polycrystalline diamond tools and the cooling lubricant strategy are tested. 2D cutting simulations, employing a ceramic material model based on the Drucker-Prager criterion, complement the experimental findings. The collected results contribute to the machining of complex additively manufactured ceramic components.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223844/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Post-machining strategies for additively manufactured silicon carbide ceramic components
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rapp, Maximilianmaximilian.rapp (at) ifw.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gottschalk, NicoleNicole.Gottschalk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3303-5600211630441
Schneider, Matthiasmatthias.schneider (at) ifw.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Möhring, Hans-Christianhc.moehring (at) ifw.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:Procedia CIRP
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:131
DOI:10.1016/j.procir.2024.09.010
Seitenbereich:Seiten 44-49
Verlag:Elsevier Ltd.
Name der Reihe:Procedia CIRP
ISSN:2212-8271
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Machining, Additive manufacturing, Ceramic
Veranstaltungstitel:3rd CIRP Conference on Composite Material Parts Manufacturing
Veranstaltungsort:Braunschweig, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:25 September 2024
Veranstaltungsende:27 September 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - keine Zuordnung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Keramische Verbundstrukturen
Hinterlegt von: Gottschalk, Nicole
Hinterlegt am:14 Apr 2026 09:39
Letzte Änderung:14 Apr 2026 09:39

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