DE10200313B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers (1), der präkeramisches Polymer aufweist,
mit den Schritten:
Einkoppelung von Strahlungsenergie in den teilgelierten oder festen Vorformkörper (1) und Teilabsorption der Strahlung in dem Vorformkörper (1);
Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsenergie auf ausgewählte Punkte (P) im Volumen des Vorformkörpers (1) derart, dass in den ausgewählten Punkten (P) über eine Reaktionszeit mindestens eine zur vollständigen Polymerisation erforderliche Polymerisationstemperatur (Tpoly) wirkt und die Temperatur in den übrigen Bereichen des Vorformkörpers (1) kleiner als die Polymerisationstemperatur (Tpoly) ist;
Herauslösen der vollständig polymerisierten Struktur aus dem Vorformkörper (1); und
Pyrolyse des in den ausgewählten Bereichen polymerisierten Vorformkörpers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers, der präkeramisches Polymer aufweist, mittels Einkoppelung von Strahlungsenergie in den Vorformkörper und Teilabsorption der Strahlung in dem Vorformkörper.
  • Bei der Entwicklung neuer Produkte werden industrielle Rapid-Prototyping-Verfahren eingesetzt, um nach digitalem Entwurf eines Prototypen mit einem CAD-Rechner einen Prototypen möglichst ohne weitere aufwendige Formherstellung automatisch zu fertigen. Hierdurch kann der Entwicklungszyklus bis zur Markteinführung des neuen Produktes verkürzt werden. Im allgemeinen arbeiten diese generativen Fertigungsverfahren schichtweise. Hierbei wird der digitale Konstruktionsentwurf des Prototypen in Schichten realisiert, die z. B. im Pulverbett oder mittels laminierter Schichten sukzessive aufgebaut werden. Bei den bekannten generativen Rapid-Prototyping-Verfahren werden in der Regel Kunst stoffe oder Metalle als Ersatzmaterialien eingesetzt. Für den optimalen Generierprozess ist die Verwendung dieser Materialien in den handelsüblichen Anlagen zwingend. Der Einsatz anderer Materialien, insbesondere keramischer Massen, ist in aller Regel nicht oder nur sehr eingeschränkt im Hinblick auf die Qualität des Bauteils möglich. Ein Problem bei der schichtweisen Herstellung eines Prototypens mit keramischen Materialien sind die Materialeigenschaften, wobei insbesondere die Oberflächenrauhigkeit und die Gefahr einer Rissbildung schwer beherrschbar ist.
  • Rapid-Prototyping-Verfahren sind z. B. in Jensen, K.: State-of-the Art of Different Available and Coming RP-Systems, Proceedings of „ 2nd Scandinavian Rapid-Prototyping-Conference, Exhibition and Course", Aarhus, 1993, und Sheng, X., Rucholke, U.: On Triangulating Surface Models for SLA, Proceedings of the 2nd International Conference on Rapid Prototyping, Dayton, Ohio, 23.-26.6.1991 hinreichend beschrieben. Die wesentlichen Merkmale dieser Verfahren sind die Erstellung von Prozesssteuerdaten aus CAD-Geometrie-Daten eines Formkörpers mit anschließender Steuerung von Bearbeitungseinrichtungen. Die Formgebung erfolgt nicht durch Materialabtrag, sondern durch Zugabe von Material oder durch den Phasenübergang eines Materials von z. B. flüssig nach fest oder durch Kompaktierung eines pulverförmigen Ausgangsmaterials. Alle Rapid-Prototyping-Verfahren bauen Teilgeometrien aus Schichten endlicher Dicke, die durch einen sogenannten Slice-Prozess realisiert werden, direkt aus CAD-Geometrie-Daten auf.
  • In der EP 0 854 764 B1 ( DE 696 07 975 T2 ) ist ein Verfahren zur Herstellung von Prototyp-Gegenständen beschrieben, bei dem polymerbeschichtete Metallteilchen durch selektive Aufschmelzung mit einem Laserstrahl aneinander geheftet werden. Anschließend wird durch Erhitzung des derart gebildeten Vorkörpers das Polymer ausgetrieben und die Metallteilchen aneinander gebunden.
  • Aus der DE 197 27 677 A1 ist die schichtweise Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch Mikrowellenbestrahlung eines geeigneten Substrats bekannt. Dabei ist die Auflösungsgenauigkeit nachteilig durch die Wellenlänge begrenzt.
  • In diesem Dokument ist auch ein Fotopolymerisationsverfahren beschrieben, bei dem ein Objekt schichtweise durch strahleninduzierte Polymerisierung aufgetragener Monomer- oder Oligomer-Schichten hergestellt wird. Bei einem schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Strukturen sind gegebenenfalls Stützstellen erforderlich, die später mechanisch beseitigt werden müssen.
  • In der DE 100 24 618 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Kunststoffgegenständen aus Harzmaterial durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers beschrieben. Die Polymerisation ausgewählter Punkte in dem Harzvolumen erfolgt mit Hilfe thermosensitiver Materialien, die außerhalb der Gesetze der Reziprozität und linearen Superposition arbeiten. Damit wird verhindert, dass sich Belichtungszeiten entlang des Lichtstrahls im Volumen integrieren und letztendlich zu einer unerwünschten Polymerisation führen. Es werden mindestens zwei Strahlengänge in den zu polymerisierenden Punkten gekreuzt, um dort eine erheblich größere Energie bereitzustellen.
  • Das Verfahren hat die Schritte:
    • – Einkoppelung von Strahlungsenergie in das Harzvolumen und Teiladsorption der Strahlung in dem Harzvolumen;
    • – Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsenergie auf ausgewählte Punkte im Volumen des Harzvolumens derart, dass in den ausgewählten Punkten über eine Reaktionszeit mindestens eine zum Aufbau eines festen Körpers erforderliche Polymerisationstemperatur wirkt und die Temperatur in den übrigen Bereichen des Harzvolumens kleiner als die Polymerisationstemperatur ist.
  • Durch die Polymerisation wird das Harz unmittelbar in den Kunststoff des gewünschten Kunststoffproduktes umgewandelt.
    •
  • Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch:
    • – Einkoppelung von Strahlungsenergie in einen teilgelierten oder festen Vorformkörper aus präkeramischen Polymer und Teilabsorption der Strahlung in dem Vorformkörper;
    • – Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsenergie auf ausgewählte Punkte im Volumen des Vorformkörpers derart, dass in den ausgewählten Punkten über eine Reaktionszeit mindestens eine zur vollständigen Polymerisation erforderliche Polymerisationstemperatur (Tpoly) wirkt und die Temperatur in den übrigen Bereichen des Vorformkörpers kleiner als die Polymerisationstemperatur (Tpoly) ist;
    • – Herauslösen der vollständig polymerisierten Struktur aus dem Vorformkörper; und
    • – Pyrolyse des in den ausgewählten Bereichen polymerisierten Verformkörpers.
  • Erfindungsgeäß wird somit eine dreidimensionale keramische Struktur nicht schichtweise, sondern durch räumliche Einkoppelung von Strahlungsenergie in einen Vorformkörper und Ausnutzung der Teilabsorption der Strahlung in dem Vorformkörper hergestellt. Hierzu wird die Strahlungsenergie in den auszubilden den ausgewählten Punkten des Vorformkörpers zur Schaffung einer Struktur derart fokussiert, dass in den Punkten eine Polymerisation stattfindet. Die übrigen Bereiche des Vorformkörpers, in denen die Strahlung ebenfalls teilabsorbiert wird, haben dann eine unterhalb der Polymerisationstemperatur liegende Temperatur.
  • Durch den teilgelierten oder festen Vorformkörper wird eine Konvektion im Volumen des Vorformkörpers mit der Folge einer Verteilung der eingebrachten thermischen Energie unterbunden und gewährleistet, dass eine Polymerisation lediglich in dem ausgewählten Punkt stattfindet, in dem die eingekoppelte Strahlungsleistung fokussiert ist. Das Gelieren sollte derart erfolgen, dass die Lösbarkeit des teilpolymerisierten Vorformkörpers erhalten bleibt.
  • Das Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsenergie kann beispielsweise durch Kreuzen mehrerer Strahlengänge in den ausgewählten Punkten erfolgen. Der pro Strahlengang eingebrachte Energieeintrag muss hierbei so gering sein, dass keine Polymerisation im Strahlengang stattfindet. Erst durch Kreuzen mehrerer Strahlengänge ist der Energieeintrag in dem Kreuzungspunkt so hoch, dass die zur Polymerisation erforderliche Polymerisationstemperatur über eine Reaktionszeit wirkt.
  • Alternativ hierzu kann das Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsleistung auch durch Rotation des Vorformkörpers um einen ausgewählten Rotationspunkt erfolgen. Der Energieeintrag des mindestens einen Strahlengangs, der durch den Rotationspunkt verläuft, ist hierbei so groß, dass eine Polymerisation erfolgen kann. Hierzu wirkt über eine Reaktionszeit in dem Rotationspunkt mindestens die erforderliche Polymerisationstemperatur. Aufgrund der Rotation des Vorformkörpers ist hingegen in den übrigen Bereichen der Energieeintrag über die Reaktionszeit betrachtet nicht ausreichend, um eine vollständige Polymerisation zu bewirken, da der Energieeintrag im Strahlengang mit Ausnahme des Rotationspunktes nur kurzzeitig auf einzelne Punkte im Vorformkörper wirkt.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der mindestens eine Strahlengang senkrecht in den Vorformkörper eindringt, so dass Brechungsverluste und/oder optische Abbildungsfehler reduziert werden. Hierzu sollte die Form des Vorformkörpers geeignet ausgewählt werden.
  • So sollte für das Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsleistung durch Kreuzen mehrerer Strahlengänge ein quaderförmiger Vorformkörper ausgewählt werden, bei dem die Strahlengänge senkrecht in die Flächen des Quaders eindringen. Der Quader wird dann relativ zu den feststehenden Strahlengängen parallel zu den Strahlengängen verlagert, um die Struktur durch Polymerisation ausgewählter Punkte zu bilden.
  • Für den rotierenden Vorformkörper ist es vorteilhaft, einen zylinder- oder kugelförmigen Vorformkörper zu verwenden.
  • Alternativ zu einem feststehenden Strahlengang kann die Ansteuerung ausgewählter Punkte mehrerer gekreuzter Strahlengänge auch durch Umlenken der Strahlengänge erfolgen.
  • Die Fertigungsgenauigkeit und der eingebrachte Energieeintrag kann durch Variation der Wellenlänge der eingekoppelten Strahlung in Abhängigkeit von dem Absorptionskoeffizienten des Vorformkörpers optimiert werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Abbildungsgenauigkeit von der Wellenlänge der eingebrachten Strahlung und die Eindringtiefe und die im Strahlengang wirkende Temperatur von dem Absorptionskoeffizienten des Vorformkörpers abhängt.
  • Zur Durchführung des Verfahrens hat eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen:
    • – mindestens ein Strahlenemissionsgerät,
    • – eine Halteeinrichtung für den Vorformkörper, wobei die Halteeinrichtung um einen beliebigen innerhalb des Vorformkörpers gelegenen Rotationspunkt rotierbar ist, und
    • – eine Steuerungseinrichtung zur Positionierung eines ausgewählten Rotationspunktes in dem emittierten Strahlengang und Rotation des Vorformkörpers um den Rotationspunkt für eine definierte Reaktionszeit.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 – Skizze einer Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen mit zwei Strahlenemissionsgeräten mit gekreuztem Strahlengang;
  • 2 – Skizze einer Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen mit einem Strahlenemissionsgerät und einen um einen Rotationspunkt rotierenden Vorformkörper.
    •
  • Die 1 lässt eine Skizze einer Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen, beispielsweise für die Prototypenherstellung, aus einem aus präkeramischem Polymer bestehenden Vorformkörper 1 erkennen. Der Vorformkörper 1 ist quaderförmig und es sind zwei Strahlenemissionsgeräte 2a, 2b vorgesehen, die jeweils einen Strahlengang 3 in den Vorformkörper 1 einkoppeln. Die Strahlenemissionsgeräte 2a, 2b sind vorzugsweise als Lasereinrichtung ausgebildet. Alternativ können jedoch vergleichbare Strahlenemissionsgeräte verwendet werden, die Strahlen mit anderen Wellenlängen, wie z. B. Mikrowellen, UV-Licht, etc. erzeugen. Die Wellenlängen sollten jedoch so gewählt sein, dass die Abbildungsgenauigkeit ausreichend hoch und der von den Materialeigenschaften des Vorformkörpers 1 abhängige Absorptionsgrad zum Erreichen der Polymerisationstemperatur Tpoly ausreichend ist.
  • Die Strahlengänge 3 werden jeweils senkrecht in die Oberflächen des Vorformkörpers 1 eingekoppelt, um Brechungsverluste und/oder optische Abbildungsfehler zu reduzieren. Die Strahlengänge 3 sind in einem ausgewählten Punkt P gekreuzt.
  • Erfindungswesentlich ist, dass in diesem ausgewählten Punkt P die Absorption des durch die Strahlengänge 3 eingebrachten Energieeintrags zu einer Erwärmung auf eine Polymerisationstemperatur Tpoly führt, welche mindestens zur vollständigen Polymerisation des Vorformkörpers 1 in dem ausgewählten Punkt P notwendig ist.
  • Da jedoch auch in dem vollständigen Strahlenverlauf der Strahlengänge 3 Energie teilabsorbiert wird, erfolgt grundsätzlich auch eine Erwärmung des Vorformkörpers 1 in dem vollständigen Strahlengang 3. Die Strahlungsdichte der eingebrachten Strahlengänge 3 ist daher so gering gewählt, dass die Temperatur in den Strahlengängen 3 für eine definierte Reaktionszeit nicht ausreicht, um eine vollständige Polymerisation im Strahlengang 3 zu bewirken. Lediglich in dem Kreuzungspunkt P ist der Energieeintrag für eine vollständige Polymerisation ausreichend hoch.
  • Hierzu sind die Strahlungsdichte, die Wellenlänge und der Absorptionskoeffizient des Vorformkörpers 1 entsprechend aufeinander abgestimmt.
  • Die maximale Auflösung, mit der die dreidimensionale Struktur aufgebaut werden kann, wird durch die minimale Größe des Volumens, in dem die Erwärmung des aus präkeramischen Polymer bestehenden Vorformkörpers 1 zu einer Aushärtung führt, bestimmt.
  • Die 2 lässt eine alternative Ausführungsform erkennen, bei der ein Strahlengang 3 mit einem Strahlenemissionsgerät 2 in den Vorformkörper 1 eingebracht wird. Die Strahlungsdichte des Strahlengangs 3 ist hierbei so groß, dass über eine Reaktionszeit eine vollständige Polymerisation erfolgt. Um nun die Strahlungsenergie auf einen ausgewählten Punkt P zu fokussieren, wird der Vorformkörper um einen beliebigen ausgewählten Rotationspunkt R innerhalb des Vorformkörpers 1 rotiert, wobei der Strahlengang 3 ebenfalls durch den Rota tionspunkt R verläuft. Dann erfolgt eine Erwärmung des Rotationspunktes R über die Reaktionszeit mindestens auf die Polymerisationstemperatur Tpoly, so dass der Rotationspunkt R aushärtet. Aufgrund der ständigen Rotation ist der Energieeintrag in den übrigen Bereichen des Vorformkörpers 1 hingegen nicht ausreichend, um eine Polymerisation zu bewirken.
  • Wiederum ist es zur Vermeidung von Brechungsverlusten und/oder optischen Abbildungsfehlern hilfreich, wenn der Strahlengang 3 senkrecht auf die Grenzoberfläche des Vorformkörpers 1 auftrifft. Bei einem rotierenden Vorformkörper 1 sollte daher der Vorformkörper 1 zylinderförmig oder kugelförmig sein, so dass jederzeit ein senkrechtes Eindringen des Strahlengangs 3 in den Vorformkörper 1 technisch realisierbar ist.
  • Mit Hilfe einer geeigneten Steuerungseinrichtung wird das Volumen des Vorformkörpers 1 im Strahlengang 3 derart positioniert, dass der Aufbau komplexer Strukturen durch Aushärten entsprechender ausgewählter Punkte P, R erfolgt. Anschließend wird in bekannter Weise eine Pyrolyse des derart in Teilbereichen polymerisierten Vorformkörpers 1 zur Schaffung einer hochdichten keramischen Struktur durchgeführt.
  • Die Vorformkörper 1 können z. B. aus präkeramischen Polymeren in unvernetzter flüssiger Form, wie z. B. anorganischer Polymere, wie Silazane, Siloxane, Bor und/oder Titan-haltige Polymere etc., sogenannte anorganisch-organische Hybridpolymere, die durch ihre Substituenten aufgrund der Kombination der Eigenschaften von anorganischen Gläsern mit denen von organischen Kunststoffen optimal an das geforderte Eigenschaftsprofil angepasst werden können, gebildet sein. Da die Erwärmung eines Teilvolumens im Volumen des Vorformkörpers 1 eine Verteilung der eingebrachten thermischen Energie durch Konvektion der Flüssigkeit bewirkt, sollte vor der Einkopplung der Strahlungsenergie ein Gelieren des flüssigen Vorformkörpers 1 erfolgen. Das Gelieren kann durch Teilpolymeri sation in dem Maße erfolgen, dass zwei Konvektionsprozesse im Volumen des Vorformkörpers 1 unterdrückt werden, aber ein Auflösen des teilpolymerisierten Vorformkörpers 1 mit Lösungsmitteln noch möglich ist. Nach dem Gelieren durch Teilpolymerisation können dann mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren durch Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsleistung ausgewählte Teilbereiche im Volumen des Vorformkörpers 1 ausgehärtet werden. Nach der vollständigen Polymerisation der ausgewählten Bereiche kann der teilpolymerisierte Restbereich dann mit Lösungsmitteln aus dem Vorformkörper 1 herausgelöst werden und die so erhaltene ausgehärtete Struktur zur Bildung eines hochfesten Keramikkörpers pyrolisiert werden.
  • Alternativ zu einem flüssigen gelierten Vorformkörper 1 können auch feste präkeramische Polymere für den Vorformkörper 1 eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen konkretisiert.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Polyureamethylvinylsilazan als präkeramisches Polymer in einem handelsüblichen Glaskolben teilpolymerisiert. Nach der Teilpolymerisation wird das in dem Glaskolben befindliche präkeramische Polymer von einem ND:YAG-Laser durchstrahlt. Der Glaskolben ist für die Wellenlänge des ND:YAG-Lasers (1,06 μm) transparent und das teilpolymerisierte Polyureamethylvinylsilazan teiltransparent. Der Fokus des durch eine Laseroptik konvergierenden Laserstrahls liegt hierbei im Volumen des Vorformkörpers 1 aus präkeramischen Polymer. Um eine Erwärmung des Vorformkörpers 1 in einem ausgewählten Fokuspunkt, der ausgehärtet werden soll, auf eine zur vollständigen Polymerisation ausreichende Polymerisationstemperatur Tpoly ausschließlich in diesem Fokuspunkt zu erreichen, wird der Glaskolben mit dem Vorformkörper 1 um eine Achse rotiert, auf der sich der Fokuspunkt des Lasers befindet. Der Fokuspunkt entspricht somit dem Rotationspunkt R des Vorformkör pers 1. Die Laserleistung, die Brennweite der Laseroptik und die Rotationsgeschwindigkeit des Vorformkörpers 1 sowie die Reaktionszeit werden so eingestellt, dass eine Erwärmung auf die Polymerisationstemperatur Tpoly im Rotationspunkt R ohne Blasenbildung durch Verdampfen von Polymerisationsnebenprodukten erreicht wird.
  • Durch Verlagern des Rotationspunkts P auf die zur Bildung einer Struktur gewünschten Punkte im Volumen des Vorformkörpers 1 wird die derart in den ausgewählten Teilbereichen ausgehärtete Struktur mit Toluol aus dem teilpolymerisierten Rest des Vorformkörpers 1 herausgelöst. Anschließend erfolgt eine Pyrolyse, um eine hochdichte keramische Struktur zu erhalten.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Polyureamethylvinylsilazan als präkeramisches Polymer in einem handelsüblichen Glaskolben über eine bestimmte Zeit zunächst teilpolymerisiert. Nach der Teilpolymerisation wird der in dem Glaskolben befindliche Vorformkörper 1 von mehreren ND:YAG-Laserquellen aus unterschiedlichen Richtungen derart durchstrahlt, dass sich die Laserstrahlen in einem Fokuspunkt kreuzen. Der Glaskolben ist für die Wellenlänge der ND:YAG-Laser (1,06 μm) transparent und das teilpolymerisierte Polyureamethylvinylsilazan teiltransparent. Für die Fokussierung der Laserstrahlen wird eine Laseroptik mit langer Brennweite eingesetzt. Der Fokuspunkt der jeweiligen Laserstrahlen ist gleichzeitig deren gemeinsamer Kreuzungspunkt und liegt im Volumen des präkeramischen Polymers. Der Vorformkörper 1 wird nun durch Verfahren des Volumens des Vorformkörpers 1 im Kreuzungspunkt der Laserstrahlen an ausgewählten Punkten P des Vorformkörpers 1 mindestens auf eine zur Polymerisation erforderliche Polymerisationstemperatur Tpoly über eine definierte Reaktionszeit erwärmt und die ausgewählten Punkte damit ausgehärtet. In den übrigen Bereichen des Strahlengangs der Laserstrahlen ist der Energieeintrag hingegen nicht ausreichend, um innerhalb der Reaktionszeit eine vollständige Polymerisation zu bewirken. Wiederum sind die Prozessgrößen der Laserleistung der Brennweite der Laseroptik und die Anzahl der Laserquellen so angepasst, dass eine Erwärmung des Vorformkörpers 1 auf die Polymerisationstemperatur Tpoly im gewünschten Teilvolumen des Vorformkörpers 1 ohne Blasenbildung durch Verdampfen von Polymerisationsnebenprodukten erreicht wird.
  • Nach dem Aushärten des Vorformkörpers in den ausgewählten Teilbereichen wird die derart geschaffene Teilstruktur mit Toluol aus dem teilpolymerisierten Rest des Vorformkörpers 1 herausgelöst und die herausgelöste Teilstruktur anschließend einer Pyrolyse unterzogen.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers (1), der präkeramisches Polymer aufweist, mit den Schritten: Einkoppelung von Strahlungsenergie in den teilgelierten oder festen Vorformkörper (1) und Teilabsorption der Strahlung in dem Vorformkörper (1); Fokussieren der eingekoppelten Strahlungsenergie auf ausgewählte Punkte (P) im Volumen des Vorformkörpers (1) derart, dass in den ausgewählten Punkten (P) über eine Reaktionszeit mindestens eine zur vollständigen Polymerisation erforderliche Polymerisationstemperatur (Tpoly) wirkt und die Temperatur in den übrigen Bereichen des Vorformkörpers (1) kleiner als die Polymerisationstemperatur (Tpoly) ist; Herauslösen der vollständig polymerisierten Struktur aus dem Vorformkörper (1); und Pyrolyse des in den ausgewählten Bereichen polymerisierten Vorformkörpers (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kreuzen mehrerer Strahlengänge (3) in den ausgewählten Punkten (P) zur Fokussierung der eingekoppelten Strahlungsenergie.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Rotation eines Vorformkörpers (1) aus präkeramischem Polymer um einen ausgewählten Rotationspunkt (R), wobei mindestens ein Strahlengang (3) der eingekoppelten Strahlungsenergie durch den Rotationspunkt (R) verläuft.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsenergie senkrecht auf die Grenzfläche des Vorformkörpers (1) auftrifft.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verlagern des Vorformkörpers (1) relativ zu einem feststehenden Strahlengang (3) zur Bildung der Struktur durch Polymerisation ausgewählter Punkte (P).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Umlenken der Strahlengänge (3) zur Fokussierung auf die ausgewählten Punkte (P).
  7. Verfahren nach einem der vorgehergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelieren des Vorformkörpers (1) mittels Teilpolymerisa tion derart erfolgt, dass die Lösbarkeit des teilpolymerisierten Vorformkörpers (1) erhalten bleibt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Variation der Wellenlänge der eingekoppelten Strahlung in Abhängigkeit von dem Absorptionskoeffizienten des Verformkörpers (1).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformkörper (1) zylinder- oder kugelförmig ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformkörper (1) ein Quader ist.
  11. Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Polymerisation eines Vorformkörpers (1), der präkeramisches Polymer aufweist, gekennzeichnet durch – mindestens ein Strahlenemissionsgerät (2); – eine Halteeinrichtung für den Vorformkörper (1), wobei die Halteeinrichtung um einen beliebig innerhalb des Vorformkörpers (1) gelegenen Rotationspunkt (R) rotierbar ist, und – eine Steuerungseinrichtung zur Positionierung eines ausgewählten Rotationspunktes (R) in den emittierten Strahlengang (3) und Rotation des Vorformkörpers (1) um den Rotationspunkt (R) für eine definierte Reaktionszeit.
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