HERSTELLUNG VON SILICIUMCARBIDHALTIGEN STRUKTUREN

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet generativer Fertigungsverfahren, insbesondere der additiven Fertigung.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur, insbesondere eines siliciumcarbidhaltigen dreidimensionalen Objektes. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung, insbesondere ein SiC-Precursorsol, zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur mittels additiver Fertigung und die Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen siliciumcarbidhaltigen Objekten aus flüssigen Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Precursorsolen.

Unter generativen Fertigungsverfahren, auch unter der Bezeichnung additive Ferti- gung bzw. Additive Manufacturing (AM) bekannt, werden Verfahren zur schnellen Fertigung von Modellen, Mustern, Werkzeugen und Produkten aus formlosen Materialien, wie beispielsweise Flüssigkeiten, Gelen, Pasten oder Pulvern, verstanden.

Ursprünglich wurde für generative Fertigungsverfahren, insbesondere additive Fer- tigung, allgemein die Bezeichnung 3D-Druck bzw. Rapid-Prototyping verwendet; mittlerweile bezeichnen die Ausdrücke jedoch nur noch spezielle Ausgestaltungen der generativen Fertigungsverfahren. Generative Fertigungsverfahren werden sowohl zur Herstellung von Objekten aus anorganischen Materialien, insbesondere Keramiken, als auch aus organischen Materialien, insbesondere thermo- oder duroplastischen Polymeren, verwendet.

Zur Herstellung von Objekten aus anorganischen Materialien werden vorzugsweise hochenergetische Verfahren, wie das selektive Laserschmelzen, Elektronenstrahlschmelzen oder Auftragsschweißen, verwendet, da die verwendeten Edukte oder Precursoren erst bei höherem Energieeintrag reagieren oder schmelzen. Die additive Fertigung ermöglicht prinzipiell die schnelle Fertigung hochkomplexer Bauteile, allerdings stellt insbesondere die Herstellung von Bauteilen aus anorganischen Materialien eine Reihe von Anforderungen sowohl an die Edukt- als auch die Produktmaterialien: So dürfen die Edukte unter der Einwirkung von Energie nur in vorgegebener Art und Weise reagieren; insbesondere müssen störende Nebenreaktionen ausgeschlossen werden. Darüber hinaus darf beispielsweise unter der Energieeinwirkung keine Entmischung der Produkte bzw. Phasenseparierung oder eine Zersetzung der Produkte eintreten. Ein für keramische Materialien und Halbleiteranwendungen äußerst interessantes und vielfältig einsetzbares Material ist Siliciumcarbid, auch Carbokorund genannt. Siliciumcarbid mit der chemischen Formel SiC besitzt eine äußerst hohe Härte sowie einen hohen Schmelzpunkt und wird häufig als Schleifmittel oder als Isolator in Hochtemperaturreaktoren eingesetzt. Siliciumcarbid geht darüber hinaus mit einer Reihe von Elementen und Verbindungen Legierungen bzw. legierungsähnliche Verbindungen ein, welche eine Vielzahl von vorteilhaften Werkstoffeigenschaften besitzen, wie z. B. eine hohe Härte, hohe Beständigkeit, ein geringes Gewicht sowie eine geringe Oxidationsempfindlichkeit selbst bei hohen Temperaturen. Siliciumcarbidhaltige Materialien werden üblicherweise durch Sinterverfahren bei hohen Temperaturen dargestellt, wodurch relativ poröse Körper erhalten werden, welche nur für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen geeignet sind.

Die Eigenschaften des durch Sintern hergestellten porösen Siliciumcarbidmaterials entspricht nicht denen von kompaktem kristallinen Siliciumcarbid, so dass die vorteilhaften Eigenschaften des Siliciumcarbids nicht voll ausgeschöpft werden können.

Darüber hinaus kommt hinzu, dass Siliciumcarbid bei hohen Temperaturen - in Abhängigkeit vom jeweiligen Kristalltyp - im Bereich zwischen 2.300 bis 2.700 °C nicht etwa schmilzt, sondern sublimiert, d. h. vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht. Dies macht Siliciumcarbid insbesondere für additive Fertigungsverfahren, wie das Laserschmelzen, ungeeignet. Aufgrund der vielseitigen Einsetzbarkeit von Siliciumcarbid und seiner Verbindungen wurden trotzdem Versuche genommen, Siliciumcarbid mittels generativer Fertigungsverfahren zu verarbeiten. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2015 105 085.4 ein Verfahren zur Herstellung von Körpern aus Siliciumcarbidkristallen, wobei das Siliciumcarbid insbesondere durch Laserschmelzen aus geeigneten Kohlenstoff und Silicium enthaltenden Precursorverbindungen gewonnen wird. Unter Einwirkung des Laserstrahls zerset- zen sich die Precursorverbindungen selektiv und es wird Siliciumcarbid gebildet, ohne dass das Siliciumcarbid sublimiert.

An derartigen Pulverbettverfahren ist jedoch nachteilig, dass stets eine große Menge des Ausgangspulvers bereitgestellt werden muss, um das dreidimensionale Ob- jekt schichtweise in dem Pulverbett zu erzeugen, d. h. es wird stets mit einem großen Materialüberschuss gearbeitet, welcher vorgehalten werden muss und somit die Verfahrenskosten erhöht.

Darüber hinaus besteht insbesondere bei reaktiven Verfahren, d. h. bei Verfahren, bei welchen die Zielverbindung erst aus den Vorläufersubstanzen bzw. Precurso- ren durch Energieeinwirkung bzw. chemische Reaktion zu den gewünschten Zielverbindungen reagiert, die Gefahr, dass Teile des Pulverbettes verunreinigt werden und anschließend aufwendig gereinigt oder entsorgt werden müssen. Dies bedeutet, dass das eingesetzte Material nicht vollständig zur Zielverbindung umgesetzt werden kann, was gleichfalls die Verfahrenskosten aufgrund des größeren Materialeinsatzes deutlich erhöht.

Im Bereich der additiven Fertigung aus organischen Polymeren gibt es Verfahren, bei welchen Photopolymere lokal begrenzt, insbesondere regioselektiv, schichtwei- se auf ein Substrat aufgetragen und mittels UV-Strahlung zur Reaktion gebracht werden, wodurch schichtweise ein dreidimensionales Objekt aufgebaut wird. Der regioselektive Auftrag des Photopolymers erfolgt üblicherweise durch Druckverfahren, insbesondere Tintenstrahldruck, das sogenannte Ink-Jet-Printing, wodurch ressourcenschonend nur die Menge an Material aufgebracht wird, welche zum Aufbau der nächsten Schicht des dreidimensionalen Objektes benötigt wird. Derartige Tintenstrahldruckverfahren könnten auch im Bereich anorganischer Materialien, insbesondere bei der Herstellung von siliciumcarbidhaltigen Materialien, zu einer deutlichen Einsparung an Material führen und somit eine wirtschaftliche Durchführung der Verfahren ermöglichen.

Des Weiteren erlaubt der Einsatz von Drucktechniken prinzipiell auch die Erzeugung sehr dünner schichtartiger Strukturen, welche beispielsweise für Anwendungen in der Halbleitertechnik interessant sind. Allerdings gibt es im Bereich anorganischer Materialien, insbesondere siliciumcar- bidhaltiger Materialien, bislang keine Entsprechung dieses Konzepts. Eine direkte Übertragung von Tintenstrahldruckverfahren zur Herstellung anorganischer Materialien mittels additiver Fertigung ist üblicherweise nicht möglich, da anorganische Materialien im Gegensatz zu Photopolymeren nicht über photochemisch anregbare funktionelle Gruppen rasch und ohne Wärmezufuhr vernetzen, sondern durch Eintrag höherer Energiemengen geschmolzen oder in reaktive Be- standteile gespalten werden.

Aus diesem Grund werden Objekte aus anorganischen Materialien im Rahmen der additiven Fertigung üblicherweise durch Sinterverfahren hergestellt. Darüber hinaus fehlt es auch an geeigneten Ausgangsmaterialien, insbesondere Precursoren, welche in Druckverfahren, insbesondere Tintenstrahldruckverfahren, verwendet werden können, da im Bereich der additiven Fertigung anorganischer Materialien üblicherweise Pulver vorgelegt werden. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, die zuvor beschriebenen, mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile und Probleme zu vermeiden, zumindest jedoch abzuschwächen.

Insbesondere ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, Verfah- ren zur Herstellung siliciumcarbidhaltiger Materialien mittels additiver Fertigung bereitzustellen, welche nicht auf Pulverbettverfahren beschränkt sind.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein generatives Fertigungsverfahren zur Herstellung siliciumcarbidhaltiger Strukturen bereitzu- stellen, welches den lokal begrenzten bzw. regioselektiven Auftrag von geeigneten Ausgangsmaterialien, d.h. Precursormaterialien, zur Herstellung der siliciumcarbid- haltigen Materialien ermöglicht und somit materialsparend durchgeführt werden kann. Schließlich ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein Precursormaterial bereitzustellen, welches sich einfach universell zu gewünschten siliciumcarbidhaltigen Verbindungen, insbesondere Hochleistungskeramiken oder Materialien für Halbleiteranwendungen, verarbeiten lässt und in Druckverfahren zur additiven Fertigung verwendet werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem ersten Aspekt der vorlie- genden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur nach Anspruch 1 ; weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspektes sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine siliciumcarbidhaltige Struktur nach Anspruch 14.

Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung nach Anspruch 15; weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspektes sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 19.

Schließlich ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung nach Anspruch 20.

Es versteht sich von selbst, dass im Folgenden genannte, besondere Ausgestal- tungen, insbesondere besondere Ausführungsformen oder dergleichen, welche nur im Zusammenhang mit einem Erfindungsaspekt beschrieben sind, auch in Bezug auf die anderen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer ausdrücklichen Erwähnung bedarf. Weiterhin ist bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen, insbesondere gewichtsbezogenen Mengenangaben zu beachten, dass diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass in der Summe der Inhaltsstoffe, Zusatz- bzw. Hilfsstoffe oder dergleichen stets 100 % bzw. 100 Gew.-% resultieren. Dies versteht sich für den Fachmann aber von selbst.

Im Übrigen gilt, dass der Fachmann anwendungsbezogen und einzelfallbedingt von den nachfolgend aufgeführten Zahlen-, Bereichs- oder Mengenangaben abweichen kann, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen ist. Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder aber mit dem Fachmann an sich geläufigen Bestimmungsmethoden bestimmt bzw. ermittelt werden können.

Dies vorausgeschickt, wird nachfolgend der Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer siliciumar- bidhaltigen Struktur, insbesondere mittels additiver Fertigung, wobei

(a) in einem ersten Verfahrensschritt eine kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere ein SiC-Precursorsol, vorzugsweise eine Lage einer kohlenstoff- und siliciumhaltigen Flüssigkeit, insbesondere eines SiC- Precursorsols, auf ein Substrat aufgebracht wird und

(b) in einem auf den ersten Verfahrensschritt (a) folgenden zweiten Verfahrensschritt die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, vorzugsweise die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere zumindest bereichsweise durch Energieeinwirkung zu einer si- liciumcarbidhaltigen Verbindung umgesetzt wird, so dass ein Teil, insbesondere eine Schicht, der siliciumcarbidhaltigen Struktur erzeugt wird,

wobei die Verfahrensschritte (a) und (b) so oft wiederholt werden, dass die silici- umcarbidhaltige Struktur erhalten wird.

Denn, wie nunmehr überraschend gefunden wurde, lässt sich durch Verwendung von Vorläufersubstanzen, insbesondere Precursorsolen, eine geeignete flüssige Zusammensetzung bereitstellen, welche insbesondere mittels üblicher Druckverfahren, insbesondere mittels Tintenstrahldruck, verarbeitet werden kann und zur Herstellung anorganischer Materialien mittels additiver Fertigung genutzt werden kann.

Hierdurch wird es nunmehr möglich, anorganische Materialien, insbesondere silici- umcarbidhaltige Materialien, in generativen Fertigungsverfahren mittels Tinten- strahldruckverfahren, d. h. Ink-Jet-Druckverfahren, herzustellen und zu verarbeiten. Die Verwendung von Druckverfahren erlaubt eine optimierte und ressourcenschonende Materialverwendung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, lediglich die Menge an Material bei der Herstellung von siliciumcarbidhal- tigen Strukturen zu verwenden, welche zur Herstellung der gewünschten Struktu- ren tatsächlich benötigt wird. Es muss folglich nicht mit einem größeren Über- schuss an Material, wie für Pulverbettverfahren üblich, gearbeitet werden.

Dies ist überraschenderweise dadurch möglich, dass geeignete Precursormateria- lien in einer insbesondere flüssigen Lösung oder Dispersion, insbesondere einem Sol, mittels Druckverfahren aufgebracht und anschließend selektiv durch Energieeinwirkung zu den gewünschten siliciumcarbidhaltigen Materialien umgesetzt werden.

Unter einer siliciumcarbidhaltigen Verbindung ist im Rahmen der vorliegenden Er- findung eine binäre, ternäre oder quaternäre anorganische Verbindung zu verstehen, deren Summenformel Silicium und Kohlenstoff enthält. Insbesondere enthält eine siliciumcarbidhaltige Verbindung keinen molekular gebundenen Kohlenstoff, wie beispielsweise Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid; der Kohlenstoff liegt vielmehr in einer Festkörperstruktur vor.

Bei einer siliciumcarbidhaltigen Struktur handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere um eine zwei- oder dreidimensionale Struktur. Die zweidimensionalen Strukturen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich nahezu ausschließlich nur in zwei Raumrichtungen, d. h. in einer Ebene, erstrecken, wäh- rend die Ausdehnung in der dritten Raumrichtung gegenüber der Erstreckung in den beiden anderen Raumrichtungen zu vernachlässigen ist. Derartige zweidimensionale Strukturen eignen sich insbesondere zur Anwendung in der Halbleitertechnik und werden oftmals durch dotierte Siliciumcarbide gebildet. Von besonderem Interesse sind aber auch fein strukturierte dreidimensionale Halbleiterkomponenten aus massivem Siliciumcarbid, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich sind.

Bei den dreidimensionalen Strukturen handelt es sich insbesondere um dreidimensionale Objekte bzw. Körper, welche im Allgemeinen aus siliciumcarbidhaltigen Hochleistungskeramiken bzw. Siliciumcarbidlegierungen bestehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit sowohl die Herstellung von Materialien und detailreichen filigranen Strukturen für die Halbleitertechnik als auch die Herstellung thermisch und mechanisch äußerst robuster und belastbarer dreidimensionaler Objekte bzw. Körper.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere darin zu sehen, dass durch Variation der Precursormaterialien mit dem gleichen Verfahren sowohl Materialien für die Halbleitertechnik als auch mechanisch und thermisch äußerst widerstandsfähige Materialien zugänglich sind. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren bei Durchführung als Tintenstrahldruckverfahren auch den gleichzeitigen Einsatz verschiedener Precursorsole, wodurch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der resultierenden siliciumcarbidhaltigen Strukturen bereichsweise gezielt eingestellt werden können.

Unter einer kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Lösung oder Dispersion, insbesondere ein Precur- sorsol, zu verstehen, welche chemische Verbindungen enthält, die Kohlenstoff und Silicium aufweisen, wobei die einzelnen Verbindungen Kohlenstoff und/oder Silici- um aufweisen können. Vorzugsweise eignen sich die Verbindungen, welche Kohlenstoff und Silicium aufweisen, als Precursoren für die herzustellenden Zielverbindungen.

Unter einem Precursor ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine chemische Verbindung oder eine Mischung chemischer Verbindungen zu verstehen, welche durch chemische Reaktion und/oder unter Einwirkung von Energie zu einer oder mehreren Zielverbindungen reagieren.

Unter einem Precursorsol ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Lösung oder Dispersion von Vorläufersubstanzen, insbesondere Ausgangsverbindungen, vorzugsweise Precursoren, zu verstehen, welche zu den gewünschten Zielverbindungen reagieren. In dem Precursorsol liegen die chemischen Verbindungen bzw. Mischungen chemischer Verbindungen nicht mehr zwingend in Form der ursprünglich eingesetzten chemischen Verbindungen vor, sondern beispielsweise als Hydro- lysate, Kondensate oder anderweitige Reaktions- bzw. Zwischenprodukte. Dies wird insbesondere auch durch den Ausdruck des "Sols" verdeutlicht. Im Rahmen von Sol-Gel-Verfahren werden üblicherweise anorganische Materialien unter Hyd- ro- bzw. Solvolyse in reaktive Intermediate bzw. Agglomerate und Partikel, das sogenannte Sol, überführt, welche anschließend insbesondere durch Kondensationsreaktion zu einem Gel altern, wobei größere Partikel und Agglomerate in der Lösung oder Dispersion entstehen. Durch geeignete Konzentrationswahl bzw. Zuga- be von oder Verzicht auf Reaktorbeschleuniger und Katalysatoren kann das Sol bzw. Gel in seinen physikalischen Eigenschaften derart eingestellt werden, dass es sich in üblichen Druckverfahren verarbeiten lässt. Unter einem Precursorsol können im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit auch Gele gemeint sein. Wie zu- vor bereits dargelegt, kann durch geeignete Auswahl der Bedingungen in der Lösung oder Dispersion die Agglomeration derart gesteuert werden, dass die Agglomerate der Sol- bzw. Gelpartikel Partikelgrößen in einem Größenbereich aufweisen, welche eine Verarbeitung mit Druckverfahren möglich macht. Unter einem SiC-Precursorsol ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Sol, insbesondere eine Lösung oder Dispersion, zu verstehen, welche chemische Verbindungen oder deren Umsetzungsprodukte enthält, aus welchen unter Verfahrensbedingungen siliciumcarbidhaltige Materialien erhalten werden können. Unter einer Lösung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein üblicherweise flüssiges Einphasensystem zu verstehen, in welchem mindestens ein Stoff, insbesondere eine Verbindung oder deren Bausteine, wie beispielsweise Ionen, homogen verteilt in einem weiteren Stoff, dem sogenannten Lösemittel, vorliegen. Unter einer Dispersion ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein zumindest zwei- phasiges System zu verstehen, wobei eine erste Phase, nämlich die dispergierte Phase, in einer zweiten Phase, der kontinuierlichen Phase, verteilt vorliegt. Die kontinuierliche Phase wird auch als Dispersionsmedium oder Dispersionsmittel bezeichnet; die kontinuierliche Phase liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung üblicherweise in Form einer Flüssigkeit vor und Dispersionen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher im Allgemeinen Fest-in-flüssig-Dispersionen. Insbesondere bei Solen oder auch bei polymeren Verbindungen ist der Übergang von einer Lösung zu einer Dispersion oftmals fließend und es kann nicht mehr eindeutig zwischen einer Lösung und einer Dispersion unterschieden werden. Unter einer Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion bzw. einer Schicht des siliciumcarbidhaltigen Materials ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Verteilung von Material mit einer gewissen Schichtdicke auf einer Ebene, insbesondere einer Schnittebene durch die herzustellende Struktur, zu verstehen. Die Ebene muss dabei nicht vollständig mit dem Material bedeckt sein. Üb- licherweise ist die Lage oder Schicht nicht durchgängig auf die Ebene aufgebracht, sondern nur in den Bereichen, in welchen die siliciumcarbidhaltige Struktur, einschließlich etwaiger Stützstrukturen, erschaffen werden soll. Durch den Auftrag einer Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion bzw. einer Schicht der siliciumcarbidhaltigen Struktur werden Ebenen, insbesondere Schnittebenen, durch die Struktur definiert, so dass ein schichtweiser Aufbau der Struktur ermöglicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt darüber hinaus nicht nur den für generative Fertigungsverfahren üblichen schichtweisen Aufbau von Strukturen, insbesondere dreidimensionalen Objekten, sondern bei geeigneter Dreh- bzw. Kipp- und Verfahrbarkeit, beispielsweise der Trägerplatte des Baufeldes zur Herstellung der Struktur oder der Düsen zur Ausbringung des Precursorsols oder der Energiequel- le, die Hinzufügung, d.h. Addition zusätzlichen Materials an nahezu jeder gewünschten Stelle der dreidimensionalen Struktur.

Wie zuvor bereits dargelegt, ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines großen Spektrums an siliciumcarbidhaltigen Verbindungen geeignet.

Üblicherweise ist die siliciumcarbidhaltige Verbindung ausgewählt aus Siliciumcar- bid, nicht-stöchiometrischen Siliciumcarbiden, dotierten Siliciumcarbiden und Silici- umcarbidlegierungen. Unter einer nicht-stöchiometrischen Siliciumcarbidverbindung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Siliciumcarbid zu verstehen, welches Kohlenstoff und Silicium nicht im molaren Verhältnis 1 :1 enthält, sondern in davon abweichenden Verhältnissen. Üblicherweise weist ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcarbid im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen molaren Überschuss an Silicium auf.

Unter einem dotierten Siliciumcarbid ist ein Siliciumcarbid zu verstehen, welches Silicium und Kohlenstoff entweder in stöchiometrischen oder in nicht- stöchiometrischen Mengen enthält, jedoch mit weiteren Elementen, insbesondere aus der 13. und 15. Gruppe des Periodensystems der Elemente, in geringen Men- gen versetzt, insbesondere dotiert, ist. Durch die Dotierung der Siliciumcarbide werden insbesondere die elektrischen Eigenschaften der Siliciumcarbide entscheidend beeinflusst, so dass sich dotierte Siliciumcarbide speziell für Anwendungen in der Halbleitertechnik eignen. Vorzugsweise handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei einem dotierten Siliciumcarbid um ein stöchiometrisches Sili- ciumcarbid der chemischen Formel SiC, welches mindestens ein Dotierungselement im ppm- (parts per million) oder ppb-Bereich (parts per billion) aufweist. Unter Siliciumcarbidlegierungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verbindungen von Siliciumcarbid mit Metallen, wie beispielsweise Titan oder auch anderen Verbindungen, wie Zirconiumcarbid oder Bornitrid, zu verstehen, welche Siliciumcarbid in unterschiedlichen und stark schwankenden Anteilen enthalten. Silici- umcarbidlegierungen bilden oftmals Hochleistungskeramiken, welche sich durch besondere Härte und Temperaturbeständigkeit auszeichnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit universell einsetzbar und eignet sich zur Herstellung einer Vielzahl von unterschiedlichen Siliciumcarbidverbindungen.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcarbid hergestellt wird, so ist das nicht-stöchiometrische Siliciumcarbid üblicherweise ein Siliciumcarbid der allgemeinen Formel (I)

mit

x = 0,05 bis 0,8, insbesondere 0,07 bis 0,5, vorzugsweise 0,09 bis 0,4, bevorzugt 0,1 bis 0,3.

Derartige siliciumreiche Siliciumcarbide besitzen eine besonders hohe mechanische Belastbarkeit und eignen sich für eine Vielzahl von Anwendung als Keramiken.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus gleichfalls vorgesehen sein, dass das nicht-stöchiometrische Siliciumcarbid dotiert ist, insbesondere mit den nachfolgend genannten Elementen. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die siliciumcarbidhaltige Verbindung ein dotiertes Siliciumcarbid ist, so ist das Siliciumcarbid üblicherweise mit einem Element ausgewählt aus der Gruppe von Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Bor, Aluminium, Gallium, Indium und deren Mischungen dotiert. Vorzugsweise ist das Siliciumcarbid mit Elementen der 13. und 15. Gruppe des Periodensystems der Elemente dotiert, wodurch insbesondere die elektrischen Eigenschaften des Silici- umcarbids gezielt manipuliert und eingestellt werden konnten. Derartige dotierte Siliciumcarbide eignen sich insbesondere für Anwendungen in der Halbleitertechnik. Wie zuvor bereits ausgeführt, kann es sich bei dem dotierten Siliciumcarbid um ein stöchiometrisches Siliciumcarbid oder um ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcar- bid handeln, wobei die Dotierung stöchiometrischer Siliciumcarbide bevorzugt ist, da diese vermehrt in der Halbleitertechnik Anwendung finden.

Falls das Siliciumcarbid mit Stickstoff dotiert werden soll, so kann beispielsweise Salpetersäure, Ammoniumchlorid oder Melamin als Dotierungsreagenzien eingesetzt werden. Im Fall von Stickstoff besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, das Verfahren zur Herstellung des Siliciumcarbids in einer Stickstoffatmosphäre durchzuführen, wobei gleichfalls Dotierungen mit Stickstoff erzielt werden können, welche jedoch weniger genau einzustellen sind.

Darüber hinaus kann beispielsweise auch mit Alkalimetallnitraten ein Dotierung erreicht werden, wobei jedoch aufgrund der Alkalimetalle, welche im Precursorgranu- lat verbleiben, und eine derartige Dotierung weniger bevorzugt ist. Falls eine Dotierung mit Phosphor erfolgen soll, so hat es sich bewährt, wenn eine Dotierung mit Phosphorsäure erfolgt.

Falls mit Arsen oder Antimon dotiert wird, so hat es sich bewährt, wenn das Dotierungsreagenz ausgewählt ist aus Arsentrichlorid, Antimonchlorid, Arsenoxid oder Antimonoxid.

Falls Aluminium als Dotierungsreagenz verwendet werden soll, so kann insbesondere beim saurem oder basischem pH-Wert Aluminiumpulver als Dotierung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, Aluminiumchloride zu verwen- den. Generell ist bei der Verwendung von Metallen als Dotierelement immer eine Verwendung der Chloride, Nitrate, Acetate, Acetylacetonate, Formiate, Alkoxide und Hydroxide - mit Aufnahme schwerlöslicher Hydroxide - möglich.

Falls Bor als Dotierelement verwendet wird, so ist das Dotierelement üblicherweise Borsäure.

Falls Indium als Dotierelement verwendet wird, so ist das Dotierungsreagenz üblicherweise ausgewählt aus Indiumhalogeniden, insbesondere Indiumtrichlorid (lnCI ₃ ).

Falls Gallium als Dotierelement verwendet wird, so ist das Dotierungsreagenz üblicherweise ausgewählt aus Galliumhaloginiden, insbesondere GaCU. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein dotiertes Siliciumcarbid hergestellt wird, so hat es sich bewährt, wenn das dotierte Siliciumcarbid das Dotierungselement in Mengen von 0,000001 bis 0,0005 Gew.-%, insbesondere 0,000001 bis 0,0001 Gew.-%, vorzugsweise 0,000005 bis 0,0001 Gew.-%, bevorzugt 0,000005 bis 0,00005 Gew.-%, bezogen auf das dotierte Siliciumcarbid, enthält. Für die gezielte Einstellung der elektrischen Eigenschaften des Siliciumcarbi- des reichen somit äußerst geringe Mengen an Dotierungselementen vollkommen aus.

Wenn die im Rahmen der vorliegenden Erfindung hergestellte siliciumcarbidhaltige Verbindung eine Siliciumcarbidlegierung ist, so ist die Siliciumcarbidlegierung üblicherweise ausgewählt aus MAX-Phasen, Legierungen von Siliciumcarbid mit Elementen, insbesondere Metallen, und Legierungen von Siliciumcarbid mit Metallcar- biden und/oder Metallnitriden. Derartige Siliciumcarbidlegierungen enthalten Siliciumcarbid in wechselnden und stark schwankenden Anteilen. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass Siliciumcarbid den Hauptbestandteil der Legierungen stellt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Siliciumcarbidlegierung Siliciumcarbid lediglich in geringen Mengen enthält.

Üblicherweise weist die Siliciumcarbidlegierung das Siliciumcarbid in Mengen von 10 bis 95 Gew.-%, insbesondere 15 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.- %, bezogen auf die Siliciumcarbidlegierung, auf. Unter MAX-Phasen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere in hexagonalen Schichten kristallisierende Carbide und Nitride der allgemeinen Formel M _n +iAX _n mit n = 1 bis 3 zu verstehen. M steht dabei für ein frühes Übergangsmetall aus der dritten bis sechsten Gruppe des Periodensystems der Elemente, während A für ein Element der 13. bis 16. Gruppe des Periodensystems der Ele- mente steht. X ist schließlich entweder Kohlenstoff oder Stickstoff. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nur derartige MAX-Phasen von Interesse, deren Summenformel Siliciumcarbid (SiC), d. h. Silicium und Kohlenstoff enthält.

MAX-Phasen weisen oftmals ungewöhnliche Kombinationen von chemischen, phy- sikalischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften auf, da sie je nach Bedingungen sowohl metallisches als auch keramisches Verhalten zeigen. Dies beinhaltet beispielsweise eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Be- lastbarkeit gegenüber thermischem Schock, sehr große Härten sowie geringe thermische Ausdehnungskoeffizienten.

Wenn die Siliciumcarbidlegierung eine MAX-Phase ist, wird es bevorzugt, wenn die MAX-Phase ausgewählt ist aus Ti ₄ SiC ₃ und Ti ₃ SiC.

Insbesondere die zuvor genannten MAX-Phasen sind über die bereits beschriebenen Eigenschaften hinaus in hohem Maße beständig gegenüber Chemikalien sowie gegenüber Oxidation bei hohen Temperaturen.

Wenn die siliciumcarbidhaltige Verbindung eine Legierung des Siliciumcarbids ist, so hat es sich bewährt, wenn die Legierung ausgewählt ist aus Legierungen von Si- liciumcarbid mit Metallen aus der Gruppe von AI, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Zn, Zr und deren Mischungen.

Falls die Legierung des Silicumcarbids ausgewählt ist aus Legierungen von Silici- umcarbid mit Metallcarbiden und/oder -nitriden hat es sich bewährt, wenn die Legierungen von Siliciumcarbid mit Metallcarbiden und/oder -nitriden ausgewählt ist aus der Gruppe von Borcarbiden, insbesondere B ₄ C, Chromcarbiden, insbesonde- re Cr ₂ C3, Titancarbiden, insbesondere TiC, Molybdäncarbiden, insbesondere Mo ₂ C, Niobcarbiden, insbesondere NbC, Tantalcarbiden, insbesondere TaC, Va- nadiumcarbiden, insbesondere VC, Zirkoniumcarbiden, insbesondere ZrC, Wolf- ramcarbiden, insbesondere WC, Bornitrid, insbesondere BN, und deren Mischungen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, mit einer Schichtdicke im Bereich von 0, 1 bis 250 μιη, insbesondere 0,2 bis 100 μιη, vorzugsweise 0,5 bis 50 μιη, bevorzugt 1 bis 25 μιη, auf das Substrat aufgebracht wird. Mit den vorgenannten Schichtdicken können siliciumcarbidhaltige Strukturen sowohl für Halbleiteranwendungen als auch in Form von dreidimensionalen Objekten bzw. Körpern erhalten werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden besonders gute Ergebnisse erhal- ten, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, durch ein Beschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht wird. Unter einem Substrat ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Unterlage, insbesondere eine Trägerplatte des Baufeldes oder ein Teil bzw. eine Schicht der siliciumcarbidhaltigen Struktur zu verstehen, auf welche die kohlenstoff- und silici- umhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, aufge- bracht wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es somit üblicherweise vorgesehen, dass das Substrat ein Trägermaterial oder ein Teil, insbesondere eine Schicht, der siliciumhaltigen Struktur ist. Das Trägermaterial ist üblicherweise eine Trägerplatte, auf welcher die erste Schicht der herzustellenden Struktur oder einer Stützstruktur erzeugt wird. Das Substrat kann aber auch eine hochkomplexe Struk- tur sein, welche aus siliciumcarbidhaltigem Material oder anderen geeigneten Materialien besteht und auf welche siliciumcarbidhaltige Materialien aufgebracht werden sollen.

Was nun das Beschichtungsverfahren anbelangt, so kann dieses aus beliebigen geeigneten Verfahren ausgewählt sein. Üblicherweise ist das Beschichtungsverfahren ausgewählt aus Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung, Sprühauftrag und Druckverfahren, insbesondere Tintenstrahldruck, dem sogenannten Ink-Jet- Printing. Bei ausreichender Schichtdicke und Verwendung einer Flüssigkeit mit hoher Oberflächenspannung ist insbesondere auch diffuses feintropfiges Aufsprühen denkbar, wodurch eine glatte Oberfläche erhältlich ist.

Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn das Beschichtungsverfahren ein Tintenstrahldruckverfahren ist, d. h. die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung und Dispersion mittels Ink-Jet-Printing auf das Substrat aufgebracht wird. Die Verwendung von Tintenstrahldruckverfahren erlaubt insbesondere einen hochaufgelösten und lokal scharf begrenzten Auftrag der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung, insbesondere des SiC-Precursorsols, bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz, so dass auch filigrane Strukturen für Halbleiteranwendungen zugänglich sind.

Tintenstrahldruckverfahren werden in Verfahren unterteilt, welche mit einem kontinuierlichen Tintenstrahl arbeiten, den sogenannten Continuous-Ink-Jet-Verfahren (continuous ink jet, cij), und Verfahren, bei welchen einzelne Tropfen gezielt aus den Düsen der Drucker abgesondert werden, den sogenannten Drop-on-demand- Verfahren (drop on demand, dod). Bei den Continuous-Ink-Jet-Verfahren wird der kontinuierliche Tintenstrahl üblicherweise über einen Piezo-elektrischen Schwinger in einzelne Tropfen zerlegt, welche anschließend elektrisch geladen und über Ablenkelektroden auf das Substrat gelenkt werden, wobei überschüssige Druckflüs- sigkeit direkt wieder am Druckkopf aufgefangen wird. Dieses Verfahren arbeitet somit auch mit einem gewissen Überschuss an Precursorsol.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, wenn sogenannte Drop- on-demand-Verfahren bzw. -Drucker eingesetzt werden. Bei Drop-on-demand- Verfahren werden nur die Tropfen an Flüssigkeit erzeugt, welche tatsächlich auch auf das Substrat aufgetragen werden. Üblicherweise handelt es sich bei dem Drop- on-demand-Verfahren um ein Bubble-Jet-Verfahren oder ein Piezo-Druckverfahren. Das Bubble-Jet-Verfahren ist ein Druckverfahren, bei welchem ein Flüssigkeitsvo- lumen in der Düse schlagartig erwärmt wird und so eine Blase aus gasförmigem Löse- oder Dispersionsmittel entsteht, welches den Rest der Druckflüssigkeit, insbesondere eines Precursorsols, aus der Düse presst. Bei dem Piezo-Druckverfahren werden mittels eines inversen Piezo-elektrischen Effektes Flüssigkeiten mechanisch durch Anlegen einer Spannung aus der Düse gepresst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird insbesondere das Piezo-Druckverfahren bevorzugt, da die Eigenschaften der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Flüssigkeit, insbesondere des SiC-Precursorsols, konstant bleiben sollen, d. h. die Viskositäten und Konzentrationsverhältnisse sich nicht ändern sollen, was bei der Durchführung des Bubble-Jet-Verfahrens durch den Übergang eines Teils des Löse- oder Dispersi- onsmittels in die Gasphase zwangsläufig erfolgt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, durch Tintenstrahldruck, vorzugsweise in der Drop-on- demand-Verfahrensweise, mit einer Auflösung von 40 bis 10.000.000.000 Tropfen/cm ² , insbesondere 2.500 bis 400.000.000 Tropfen/cm ² , vorzugsweise 10.000 bis 100.000.000 Tropfen/cm ² , bevorzugt 40.000 bis 25.000.000 Tropfen/cm ² , auf das Substrat aufgebracht wird. Gleichermaßen wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC- Precursorsol, durch Tintenstrahldruck, vorzugsweise in der Drop-on-demand- Verfahrensweise, mit einem Tropfendurchmesser von 0,1 bis 500 μιη, insbesondere 0,5 bis 200 μιη, vorzugsweise 1 bis 100 μιη, bevorzugt 2 bis 50 μιη, aufgebracht wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, sehr feine Auflösungen beim Auftrag der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, zu erzielen, wodurch auch filigrane Struktu- ren für Halbleiteranwendungen und detailreiche, hochaufgelöste Konturen für keramische Bauteile möglich sind.

Da die Druckgeschwindigkeit von der Tropfengröße abhängt und die Verwendung unterschiedlicher kohlenstoffhaltiger und siliciumhaltiger Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Precursorsole, zu unterschiedlichen Schichtdicken der entstehenden SiC-Verbindungen in einem Werkstück führen kann, kann es sinnvoll sein, vorzusehen, an einem Werkstück mit unterschiedlichen Tropfengrößen zu arbeiten. Insbesondere kann es vorgesehen sein, zunächst mit relativ großen Tropfen eine Fläche zu füllen und abschließend mit kleinen Tropfengrößen möglichst glatte Oberflächen herzustellen. Dafür sind in der Vorrichtung gegebenenfalls Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen für unterschiedliche Tropfengrößen vorzusehen. Auch kann es dafür vorteilhaft sein, elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlichen Wirkbereichen, insbesondere Laserstahlen mit unterschiedlichen Durchmes- sern, zu verwenden.

Wenn, wie zuvor beschrieben, zunächst mit größeren Tropfen raue Oberflächen erzeugt werden, die nachher durch kleine Tropfen ausgeglichen werden sollen, dann ist es notwendig, die effektive Beschaffenheit der Oberfläche zu vermessen, um gezielt einen Ausgleich herstellen zu können. Das kann kleinräumig mit kurzfristiger Rückkopplung zum Aufbringen und Bestrahlen geschehen. Eine Vermessung der Oberfläche kann auch der Qualitätskontrolle bzw. Reparaturen auf μιη- Ebene dienen. Zu diesem Zweck kann ein Laserscanner z.B. in unmittelbarer Nähe des Bestrahlungslasers angebracht werden. Insgesamt soll mithilfe der Vermes- sung ein„digital twin" des Werkstücks permanent aktualisiert werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die kohlenstoff- und si- liciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, vollflächig oder lokal begrenzt, insbesondere regioselektiv, auf das Subtrat aufgebracht wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, insbesondere wenn die herzustellende siliciumcarbidhaltige Struktur nur aus einer Schicht besteht, einen Film der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, auf ein Trägermedium aufzubringen, und anschließend die siliciumcarbidhaltige Struktur durch ortsaufgelöste Einstrahlung von Energie zu erzeugen. Bevorzugt wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch, wenn bereits der Auftrag der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, lokal begrenzt, d. h. regioselektiv, erfolgt. Auf diese Weise können Ausgangsmaterialien eingespart werden und die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird deutlich effizienter und kostengünstiger.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es darüber hinaus bevorzugt, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC- Precursorsol, mittels einer oder mehrerer, vorzugsweise mehrerer, Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, aufgebracht wird. Durch die Aufbringung der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC- Precursorsols, mittels mehrerer Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, lässt sich die Verfahrensgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich steigern. Darüber hinaus kann bei Aufbringung unterschiedlicher Precursorsole aus den einzelnen Ausbringungsmitteln, insbesondere Düsen, ein Kompositmaterial oder ein Bauteil erhalten werden, dessen elektrische und mechanische Eigenschaften bereichsweise gezielt eingestellt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer siliciumarbidhaltigen Struktur, insbesondere mittels additiver Fertigung, wie zuvor beschrieben, wobei

(a) in einem ersten Verfahrensschritt eine Lage einer kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere eines SiC-Precursorsols, auf ein Substrat aufgebracht wird und

(b) in einem auf den ersten Verfahrensschritt (a) folgenden zweiten Verfahrens- schritt die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion insbesondere zumindest bereichsweise durch Energieeinwirkung zu einer si- liciumcarbidhaltigen Verbindung umgesetzt wird, so dass eine Schicht der siliciumarbidhaltigen Struktur erzeugt wird,

wobei die Verfahrensschritte (a) und (b) so oft wiederholt werden, dass die silici- umarbidhaltige Struktur erhalten wird.

Auf diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lassen sich alle zuvor genannten Merkmale und Vorteile der zuvor beschriebenen allgemeineren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gleichfalls anwenden. Insbesondere gelten für diese Ausführungsformen alle zuvor genannten Definitionen.

Gemäß dieser Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden dreidimensionale Strukturen, insbesondere dreidimensionale Objekte bzw. Körper, durch die für generative Fertigungsverfahren oftmals typische schichtweise Fertigung erhalten. Überkragende Strukturen werden hierbei entweder durch eine geeignete Einstellung der Viskosität der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, oder mithilfe von Stützstrukturen erhalten.

Insbesondere wird bei dieser Verfahrensführung beispielsweise die herzustellende Struktur, insbesondere ein dreidimensionales Objekt bzw. ein Körper, mittels eines CAD-Programms digitalisiert und in Schichten unterteilt, welche nachfolgend sukzessive mittels additiver Fertigung, insbesondere mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, erzeugt werden, so dass schließlich die gewünschte siliciumcarbidhal- tige Struktur bzw. das siliciumcarbidhaltige dreidimensionale Objekt bzw. der silici- umcarbidhaltige Körper resultiert.

Darüber hinaus ist es gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung insbesondere vorgesehen, dass die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, eine Schichtdicke im Bereich von 0, 1 bis 250 μιη, insbesondere 0,2 bis 100 μιη, vorzugsweise 0,5 bis 50 μιη, bevorzugt 1 bis 25 μιη, aufweist. Gleichermaßen ist es gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, durch ein Beschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht wird. Als Beschichtungsverfahren eignen sich wie zuvor dargestellt, Rotationsbeschich- tungen, Tauchbeschichtungen und Druckverfahren, insbesondere das Tintenstrahl- druckverfahren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, durch Tintenstrahldruck, vorzugsweise in der Drop-on- demand-Verfahrensweise, mit einer Auflösung von 400 bis 10.000.000.000 Tropfen/cm ² , insbesondere 2.500 bis 400.000.000 Tropfen/cm ² , vorzugsweise 10.000 bis 100.000.000 Tropfen/cm ² , bevorzugt 40.000 bis 25.000.000 Tropfen/cm ² , auf das Substrat aufgebracht.

Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, durch Tintenstrahldruck, vorzugsweise in der Drop-on-demand-Verfahrensweise, mit einer Tropfendurchmesser von 0,1 bis 500 μιη, insbesondere 0,5 bis 200 μιη, vorzugsweise 1 bis 100 μιη, bevorzugt 2 bis 50 μιη, auf das Substrat aufgebracht wird. Darüber hinaus ist es gleichfalls möglich, dass die Lage der kohlenstoff- und silici- umhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, vollflächig oder lokal begrenzt, insbesondere regioselektiv auf das Substrat aufgebracht.

Bevorzugt wird auch gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Lage der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, mittels einer oder mehrerer, vorzugsweise mehrerer, Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, auf das Substrat aufgebracht wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es üblicherweise vorgesehen, dass die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC- Precursorsol, durch die Energieeinwirkung zumindest bereichsweise auf Temperaturen im Bereich von 1 .600 bis 2.100 °C, insbesondere 1 .700 bis 2.000 °C, vorzugsweise 1 .700 bis 1 .900 °C, erhitzt wird. Bei diesen Temperaturen wird eine Zersetzung, d. h. Spaltung, der einzelnen Komponenten der silicium- und kohlenstoff- haltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des SiC-Precursorsols, erreicht, und die Spaltprodukte in die Gasphase überführt, so dass in der Gasphase reaktive Silicium- und Kohlenstoffatome sowie gegebenenfalls andere Legierungsbestandteile und Dotierungselemente vorliegen, welche sich in unmittelbarerer Nähe des Entstehungsortes wieder zu der gewünschten siliciumcarbidhaltigen Verbindung zusammenfügen, so dass definierte und lokal begrenzte siliciumcarbidhaltige Strukturen erhalten werden können. Siliciumcarbid und seine Verbindungen können bei gleicher Stöchiometrie in einer Vielzahl von Polytypen kristallisieren, die leicht unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Über die Temperatur (und ggf. den Erhitzungsverlauf) kann eingestellt werden, welcher Polytyp entsteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass in Verfahrensschritt (b) die Energieeinwirkung zeitlich begrenzt erfolgt. Durch eine zeitliche Begrenzung der Energieeinwirkung wird erreicht, dass die gewünschte siliciumcarbidhaltige Verbindung sich in unmittelbarer Nähe des Einwirkungsortes der Energie niederschlägt und nicht etwa weitere Strecken in der Gasphase zurücklegt. Dies würde die Entstehung definierter kompakter Strukturen aus siliciumcarbidhaltigen Verbindungen verhindern. Insbesondere ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass lediglich Reaktionsprodukte des Precursorsols, welche nicht zum Aufbau der siliciumcarbidhaltigen Struktur benötigt werden, dauerhaft in der Gasphase verbleiben. Diese Reaktionsprodukte sind vorzugsweise stabile Verbindungen, wie beispielsweise C0 ₂ , H ₂ 0 etc., welche in der Gasphase verbleiben und entfernt werden können, so dass ausschließlich die ge- wünschte reine siliciumcarbidhaltige Verbindung regioselektiv lokal begrenzt hergestellt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass im zweiten Verfahrensschritt (b) die Energieeinwirkung durch elektromagnetische Strahlung, speziell durch Laserstrahlung, erfolgt. Auf diese Weise lassen sich lokal scharf begrenzt schnell und kurzzeitig sehr hohe Temperaturen in der auf das Substrat aufgebrachten kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion erzeugen, so dass die Precursorverbindungen unmittelbar gespalten werden und zu den Zielverbindungen reagieren können, sich jedoch nahezu instantan wieder am Ort, an welchem die Energieeinwirkung stattfand, als siliciumcarbidhaltige Zielverbindung niederschlagen können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Energieeinwirkung insbesondere mittels elektromagnetischer Strahlung, lokal begrenzt, insbesondere regioselektiv.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass die elektromagnetisch Strahlung einen Wirkbereich von 0,1 bis 1 .000 μιη, insbesondere 0,5 bis 500 μιη, vorzugsweise 1 bis 200 μιη, bevorzugt 2 bis 100 μιη, aufweist. Unter dem Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der kleinste Bereich der gleichzeitigen Strahlungseinwirkung auf dem Substrat zu verstehen. Dies entspricht bei Laserstrahlen insbesondere dem Querschnitt bzw. Durchmesser des Laserstrahls bei Auftreffen auf das Substrat bzw. der sich bei der Verwendung von Masken ergebenden gerings- ten Ausdehnung der Strahlung auf dem Substrat. Je größer der Bereich ist, welcher mindestens von der elektromagnetischen Strahlung erfasst wird, umso geringer ist die Auflösung der elektromagnetischen Strahlung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die elektromagnetische Strahlung ein Wirkbereich auf, welche größer ist als der Tropfendurchmesser der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass selbst bei sehr feinteiligen Strukturen, welche lediglich eine Ausdehnung entsprechend einer Tropfenbreite der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion aufweisen, eine vollständige Umwandlung zu der siliciumcarbidhaltigen Verbindung stattfindet. Es ist zwar auch möglich, mit elektromagnetischer Strahlung zu arbeiten, deren Wirkbereich kleiner ist als der Tropfendurchmesser der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, hier muss jedoch stets überschüssige kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion wieder entfernt werden, falls die Breite der Energieeinwirkung nur dem Wirkbereich entspricht.

Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn der Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung ein Vielfaches des Tropfendurchmessers beträgt. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, wenn der Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung 101 bis 1 .000 %, insbesondere 102 bis 800 %, vorzugsweise 105 bis 700 %, des Tropfendurchmesser der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion beträgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung 101 bis 150 %, insbesondere 102 bis 120 %, vorzugsweise 105 bis 1 15 %, des Tropfendurchmesser der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion beträgt. Beson- ders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung 1 10 % des Tropfendurchmessers der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion beträgt.

Was nun die Viskosität der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersi- on, insbesondere des SiC-Precursorsols, anbelangt, so kann diese in Anbetracht der jeweiligen Auftragsbedingungen und der herzustellenden Strukturen in weiten Bereichen variieren.

Es hat sich jedoch bewährt, wenn die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das SiC-Precursorsol, eine dynamische Viskosität nach Brookfield bei 25 °C im Bereich von 3 bis 500 mPas, insbesondere 4 bis 200 mPas, vorzugsweise 5 bis 100 mPas, aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es somit bevorzugt, wenn hochviskose kohlenstoff- und siliciumhaltige Flüssigkeiten, welche sich jedoch für einen Sprüh- bzw. Druckauftrag eignen, verwen- det werden, da auf diese Weise auch überkragende Strukturen bis zu einem gewissen Grad ohne Stützstrukturen zugänglich sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in Verfahrensschritt (a) mehrere unterschiedliche kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösungen oder Dispersionen, insbesondere SiC-Precursorsole, eingesetzt. Auf diese Weise lassen sich siliciumcarbidhaltige Strukturen erhalten, deren mechani- sehe und elektrische Eigenschaften gezielt eingestellt werden können. Insbesondere können somit beispielsweise mechanisch besonders belastete Zonen von keramischen Bauteilen gezielt verstärkt werden oder beispielsweise Leiterbahnen in einem Bauteil erzeugt werden. Weiterhin kann es gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (a) die unterschiedlichen kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösungen oder Dispersionen, insbesondere die SiC- Precursorsole, mittels unterschiedlicher Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, auf das Substrat aufgebracht werden. Die Verwendung mehrerer, insbesondere un- terschiedlicher Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, zur Aufbringung der verschiedenen kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösungen oder Dispersionen ermöglicht eine sehr schnelle Fertigung einzelner Schichten einer siliciumcarbidhaltigen Struktur mit unterschiedlichen elektrischen oder mechanischen Eigenschaften in einzelnen Teilbereichen der Struktur.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (a) weiterhin mindestens eine kohlenstoff- und/oder siliciumfreie Lösung oder Dispersion, insbesondere ein Precursorsol, verwendet wird. Durch die Verwendung derartiger kohlenstoff- und/oder silici- umfreier Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Precursorsole, lassen sich beispielsweise gezielt andere Materialien in siliciumcarbidhaltige Strukturen einbringen bzw. die Grenzflächeneigenschaften der siliciumcarbidhaltigen Materialien gezielt einstellen. Zur Zusammensetzung dieser kohlenstoff- und/oder siliciumfreien Lösung oder Dispersion wird nachfolgend bei der nachfolgenden Beschreibung der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösungen und Dispersionen eingehender ausgeführt.

In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass in Verfah- rensschritt (a) die kohlenstoff- und/oder siliciumfreie Lösung oder Dispersion, insbesondere das Precursorsol, mittels Ausbringungsmitteln, insbesondere Düsen, auf das Substrat aufgebracht wird. In diesem Zusammenhang kann es weiterhin vorgesehen sein, dass andere Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, zur Aufbrin- gung der kohlenstoff- und/oder siliciumfreien Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, verwendet werden als zur Aufbringung der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung(en) oder Dispersion(en). Unter einem anderen Ausbringungsmittel bzw. unter einer anderen Düse ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt ein andersartig gestaltetes, d. h. konstruktiv anders ausgestaltetes, Ausbringungsmittel zu verstehen, sondern üblicherweise ein Ausbringungsmittel, welches lediglich nicht zur Aus- bzw. Aufbringung der silicium- und kohlenstoffhaltigen Lösung oder Dispersion verwendet wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es darüber hinaus bevorzugt, wenn die kohlenstoff- und/oder siliciumfreie Lösung oder Dispersion gemeinsam mit den kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösungen oder Dispersionen mittels Druckauftrag auf das Substrat aufgebracht wird.

Was nun die Viskosität der kohlenstoff- und/oder siliciumfreien Lösung oder Dis- persion anbelangt, so kann diese gleichfalls in weiten Bereichen variieren. Es hat sich jedoch bewährt, wenn die kohlenstoff- und/oder siliciumfreie Lösung oder Dispersion vergleichbare Viskositäten, wie die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion aufweist. Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn die kohlenstoff- und/oder siliciumfreie Lösung oder Dis- persion, insbesondere das Precursorsol, eine dynamische Viskosität nach Brookfield bei 25 °C im Bereich von 3 bis 500 mPas, insbesondere 4 bis 200 mPas, vorzugsweise 5 bis 100 mPas, aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Lösung oder Dispersion der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere das Precursorsol, auf dem Substrat erzeugt. Gemäß der besonderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt somit eine In-situ-Herstellung der Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, auf dem Substrat. Für diesen Fall kann es vorgesehen sein, dass die einzel- nen Komponenten der silicium- und kohlenstoffhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, in Form von voneinander getrennten Lösungen oder Dispersionen vorgehalten werden und über geeignete Ausbringungsmittel auf das Substrat aufgebracht werden, wobei sich auf dem Substrat erst die silicium- und kohlenstoffhaltige Lösung oder Dispersion, insbesondere das Precursorsol, bildet.

Gleichermaßen kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass unmittelbar vor Aufbringung der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesonde- re des Precursorsols, die einzelnen Komponenten der kohlenstoff- und siliciumhal- tigen Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, gemischt werden, insbesondere in einer dafür vorgesehenen Mischeinrichtung. Durch die Verwendung der einzelnen Komponenten der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung o- der Dispersion, insbesondere des Precursorsols, lässt sich eine Vielzahl von unterschiedlichen siliciumcarbidhaltigen Verbindungen mit einer begrenzten Auswahl an Edukten bzw. Eduktlösungen oder -dispersionen herstellen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es im Allgemeinen vorgesehen, dass zumindest Verfahrensschritt (b) in einer Schutzgasatmosphäre, insbesondere einer Inertgasatmosphäre, durchgeführt wird. Durch die Durchführung des Verfahrens in einer Schutzgasatmosphäre, insbesondere einer Inertgasatmosphäre, wird verhindert, dass insbesondere die kohlenstoffhaltige Verbindung in Anwesenheit von Sauerstoff oxidiert wird, d. h. verbrennt. Vorzugsweise wird im Rahmen der vorlie- genden Erfindung das gesamte Verfahren, d. h. sowohl Verfahrensschritt (a) als auch Verfahrensschritt (b) in einer Schutzgasatmosphäre, insbesondere einer Inertgasatmosphäre, durchgeführt.

Unter einem Schutzgas ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gas zu ver- stehen, welches die Oxidation der Bestandteile der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion durch insbesondere Luftsauerstoff wirkungsvoll verhindert, während ein Inertgas im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gas ist, welches mit den Bestandteilen der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion unter Verfahrensbedingungen keine Reaktion eingeht. So ist Stickstoff im Rahmen der vorliegenden Erfindung zwar als Schutzgas zu verwenden, jedoch kein Inertgas, da gasförmiger Stickstoff insbesondere in Form von Nitriden in die Silici- umcarbidstruktur eingebaut werden kann. Falls jedoch eine Dotierung mit Stickstoff erwünscht ist, ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren in einer Stick- stoffatmosphäre durchzuführen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Schutzgas üblicherweise ausgewählt aus Edelgasen und Stickstoff und deren Mischungen, insbesondere Argon und Stickstoff und deren Mischungen. Besonders bevorzugt wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn das Schutzgas Argon ist. Es zeigen die Figurendarstellungen gemäß

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung entlang einer xz-Ebene,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 , in welchem die kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösung oder Dispersion auf ein Substrat aufgebracht wird,

Fig. 3 gleichfalls einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 , in welchem eine auf ein Substrat aufgebrachte Schicht aus einer kohlenstoff- und silici- umhaltigen Lösung oder Dispersion durch Lasereinstrahlung zu Silici- umcarbid umgewandelt wird,

Fig. 4 eine Anordnung von Bevorratungsgefäßen zur Aufnahme und Abgabe von Precursorsolen oder Komponenten von Precursorsolen und Ausbringungsmitteln zur Ausbringung einer Lösung oder Dispersion,

Fig. 5 eine alternative Anordnung von Bevorratungsgefäßen zur Aufnahme und Abgabe von Precursorsolen oder deren Komponenten und Ausbringungsmitteln zur Ausbringung der Lösung oder Dispersion und

Fig. 6 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher sowohl Ausbringungsmittel zur Auftragung einer Lösung oder Dispersion auf ein Substrat sowie Mittel zur Ausrichtung von Strahlung auf einer Austragseinrichtung angeordnet sind.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine siliciumcarbidhaltige Struktur, erhältlich nach dem zuvor beschriebenen Verfahren.

Wie zuvor bereits dargelegt, kann die siliciumcarbidhaltige Struktur dabei eine zweidimensionale Struktur, beispielsweise eine Leiterbahn, oder auch eine dreidimensionale Struktur, d. h. ein dreidimensionales Objekt bzw. ein Körper, sein.

Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen werden, welche in Bezug auf die siliciumcarbidhaltige Struktur entsprechend gelten. Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Zusammensetzung, insbesondere ein SiC-Precursorsol, in Form einer Lösung oder Dispersion, enthaltend

5 (A) mindestens eine siliciumhaltige Verbindung,

(B) mindestens eine kohlenstoffhaltige Verbindung,

(C) mindestens ein Löse- oder Dispersionsmittel und

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(D) gegebenenfalls Dotierungs- und/oder Legierungsreagenzien.

Was dann die Auswahl des Löse- oder Dispersionsmittels in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung anbelangt, so kann dies aus sämtlichen geeigneten Lösel s oder Dispersionsmitteln ausgewählt werden. Üblicherweise ist das Löse- oder Dispersionsmittel jedoch ausgewählt aus Wasser und organischen Lösemitteln sowie deren Mischungen. Insbesondere bei Mischungen, welche Wasser enthalten, werden die in der Regel hydrolysierbaren bzw. solvolysierbaren Ausgangsverbindungen zu anorganischen Hydroxiden, insbesondere Metallhydroxiden und Kieselsäu- 20 ren, umgesetzt, welche anschließend kondensieren, so dass für Druckverfahren geeignete Precursorsole, aus welchen sich siliciumcarbidhaltige Verbindungen herstellen lassen, erhalten werden.

Die eingesetzten Verbindungen sollten darüber hinaus in den verwendeten Löse- 25 mittein, insbesondere in Ethanol und/oder Wasser, ausreichend hohe Löslichkeiten aufweisen, um feinteilige Dispersionen oder Lösungen, insbesondere Sole, bilden zu können, und dürfen während des Herstellungsverfahrens nicht mit anderen Bestandteilen der Lösung oder der Dispersion, insbesondere des Sols, zu unlöslichen Verbindungen reagieren. Darüber hinaus muss die Reaktionsgeschwindigkeit der 30 einzelnen ablaufenden Reaktionen aufeinander abgestimmt werden, da die Hydrolyse, Kondensation und insbesondere die Gelation nach Möglichkeit ungestört ablaufen sollte, um eine möglichst homogene Verteilung der einzelnen Bestandteile in dem Sol oder Gel zu erhalten. Die gebildeten Reaktionsprodukte dürfen weiterhin nicht oxidationsempfindlich sein und sollten darüber hinaus nicht flüchtig sein.

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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das organische Lösemittel ausgewählt ist aus Alkoholen, insbesondere Methanol, Ethanol, 2-Propanol, Aceton, Essigsäureethylester und deren Mischungen. Besonders bevorzugt wird es in diesem Zusammenhang, wenn das organische Lö- semittel ausgewählt ist aus Methanol, Ethanol, 2-Propanol und deren Mischungen, wobei insbesondere Ethanol bevorzugt ist.

Die zuvor genannten organischen Lösemittel sind mit Wasser in weiten Bereichen mischbar und insbesondere auch für die Dispergierung oder zum Lösen polarer anorganischer Stoffe, wie beispielsweise von Metallsalzen, geeignet.

Wie zuvor bereits ausgeführt, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Mischungen aus Wasser und mindestens einem organischen Lösemittel, insbesonde- re Mischung aus Wasser und Ethanol, bevorzugt als Löse- oder Dispersionsmittel verwendet. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, wenn das Löse- oder Dispersionsmittel ein gewichtsbezogenes Verhältnis von Wasser zu organischem Lösemittel von 1 : 10 bis 20 : 1 , insbesondere 1 : 5 bis 15 : 1 , vorzugsweise 1 : 2 bis 10 : 1 , bevorzugt 1 : 1 bis 5 : 1 , besonders bevorzugt 1 : 3, aufweist. Durch das Verhältnis von Wasser zu organischem Lösemittel kann einerseits die Hydrolysegeschwindigkeit, insbesondere der siliciumhaltigen Verbindung sowie der Dotie- rungs- und Legierungsreagenzien, eingestellt werden, andererseits kann auch die Löslichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit der kohlenstoffhaltigen Verbindung, insbesondere der kohlenstoffhaltigen Precursorverbindungen, wie beispielsweise Zu- cker, eingestellt werden.

Die Menge, in welcher die Zusammensetzung das Löse- oder Dispersionsmittel enthält, kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Auftragsbedingungen sowie der Art der herzustellenden siliciumcarbidhaltigen Verbindung - wie nachfolgend noch ausgeführt wird - in weiten Bereich variieren. Üblicherweise weist die Zusammensetzung das Löse- oder Dispersionsmittel jedoch in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, insbesondere 15 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, auf. Was nun die siliciumhaltige Verbindung anbelangt, so wird es bevorzugt, wenn die siliciumhaltige Verbindung ausgewählt ist aus Silanen, Silanhydrolysaten, Orthokieselsäure sowie deren Mischungen, insbesondere Silanen. Orthokieselsäure sowie deren Kondensationsprodukte können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise aus Alkalisilikaten erhalten werden, deren Alkalimetallionen durch lonenaustausch gegen Protonen ausgetauscht wurden. Alkalimetallverbindungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung nach Möglichkeit nicht in der Zusammensetzung verwendet, da sie auch in die siliciumcarbidhaltige Verbindung eingelagert werden. Eine Alkalimetalldotierung ist im Rahmen der vorliegenden Er- findung jedoch in der Regel nicht erwünscht. Falls diese jedoch erwünscht sein sollte, können geeignete Alkalimetallsalze, beispielsweise der siliciumhaltigen Verbindungen oder auch Alkaliphosphate, verwendet werden.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Silan als siliciumhaltige Verbindung verwendet wird, so hat es sich bewährt, wenn das Silan ausgewählt ist aus Silanen der allgemeinen Formel II

R ₄ - _n SiX _n (Ii)

mit

R = Alkyl, insbesondere d- bis Cs-Alkyl, vorzugsweise C bis C3-Alkyl, bevorzugt d- und/oder C ₂ -Alkyl;

Aryl, insbesondere C ₆ - bis C ₂ o-Aryl, vorzugsweise C ₆ - bis Ci ₅ -Aryl, bevorzugt

Olefin, insbesondere terminales Olefin, vorzugsweise C ₂ - bis C-io-Olefin, bevorzugt C ₂ - bis Cs-Olefin, besonders bevorzugt C ₂ - bis C ₅ -Olefin, ganz besonders bevorzugt C ₂ - und/oder C3-Olefin, insbesondere bevorzugt Vinyl; Amin, insbesondere C ₂ - bis do-Amin, vorzugsweise C ₂ - bis Cs-Amin, bevorzugt C ₂ - bis C ₅ -Amin, besonders bevorzugt C ₂ - und/oder C ₃ -Amin;

Carbonsäure, insbesondere C ₂ - bis C-m-Carbonsäure, vorzugsweise C ₂ - bis Cs-Carbonsäure, bevorzugt C ₂ - bis C ₅ -Carbonsäure, besonders bevorzugt C ₂ - und/oder C ₃ -Carbonsäure;

Alkohol, insbesondere C ₂ - bis C-m-Alkohol, vorzugsweise C ₂ - bis Cs-Alkohol, bevorzugt C ₂ - bis C ₅ -Alkohol, besonders bevorzugt C ₂ - und/oder C ₃ -Alkohol;

X = Halogenid, insbesondere Chlorid und/oder Bromid;

Alkoxy, Insbesondere Cr bis C6-Alkoxy, besonders bevorzugt Cr bis C ₄ - Al- koxy, ganz besonders bevorzugt Cr und/oder C ₂ -Alkoxy; und

n = 1 -4, vorzugsweise 3 oder 4.

Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn das Silan ausgewählt ist aus Silanen der allgemeinen Formel I Ia

R ₄ -nSiX _n (IIa) mit

R = Cr bis C ₃ -Alkyl, insbesondere Cr und/oder C ₂ -Alkyl;

C ₆ - bis Cis-Aryl, insbesondere C ₆ - bis C-io-Aryl; C ₂ - und/oder C ₃ -Olefin, insbesondere Vinyl;

X = Alkoxy, Insbesondere C bis Cö-Alkoxy, besonders bevorzugt C bis C ₄ - Al- koxy, ganz besonders bevorzugt Cr und/oder C ₂ -Alkoxy; und

n = 3 oder 4.

Durch Hydrolyse und anschließende Kondensationsreaktion der zuvor genannten Silane können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise konden- sierte Orthokieselsäuren bzw. Siloxane erhalten werden, welche nur sehr geringe Partikelgrößen aufweisen, wobei auch weitere Elemente, insbesondere Metallhydroxide in das Grundgerüst eingebaut werden können.

Durch die Verwendung von kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösungen oder Dis- persionen, insbesondere von SiC-Precursorsolen, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die Bestandteile der herzustellenden siliciumcarbidhaltigen Verbindung in homogener und feiner Verteilung möglichst räumlich benachbart zueinander anzuordnen, so dass bei Energieeinwirkung die einzelnen Bestandteile der siliciumcarbidhaltigen Zielverbindung in unmittelbarer Nähe zueinander vorlie- gen und nicht erst vergleichsweise weite Strecken durch die Gasphase diffundieren müssen. Auf diese Weise wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, durch die Verwendung geeigneter kohlenstoff- und siliciumhaltiger Lösungen oder Dispersionen, insbesondere von SiC-Precursorsolen, nahezu beliebige siliciumcar- bidhaltige Verbindungen herzustellen.

Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die siliciumhaltige Verbindung ausgewählt ist aus Tetraalkoxysilanen, Trialkoxysilanen und deren Mischungen, vorzugsweise Tetraethoxysilan, Tetrame- thoxysilan oder Triethoxymethylsilan und deren Mischungen.

Was nun die Mengen anbelangt, in welcher die Zusammensetzung die siliciumhaltige Verbindung enthält, so kann diese gleichfalls in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendungsbedingungen in weiten Bereichen variieren. Üblicherweise weist die Zusammensetzung die siliciumhaltige Verbindung jedoch in Mengen von 1 bis 80 Gew.-%, insbesondere 2 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, auf.

Wie zuvor dargelegt, enthält die Zusammensetzung nach der Erfindung mindestens eine kohlenstoffhaltige Verbindung. Als kohlenstoffhaltige Verbindung kommen sämtliche Verbindungen in Betracht, welche sich entweder in den verwendeten Lösemitteln lösen oder zumindest fein dispergieren lassen und unter Energieeinwirkung, insbesondere unter Einwirkung von Laserstrahlen, Kohlenstoff freisetzen können. Bevorzugt ist die kohlenstoffhaltige Verbindung gleichfalls in der Lage, un- ter Verfahrensbedingungen Metallhydroxide zu elementarem Metall zu reduzieren.

Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewährt, wenn die kohlenstoffhaltige Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe von Zuckern, insbesondere Saccharose, Glucose, Fructose, Invertzucker, Maltose; Stärke; Stärkederivaten; organischen Polymeren, insbesondere Phenol-Formaldehydharz und Resorcinol- Formaldehydharz, und deren Mischungen.

Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die kohlenstoffhaltige Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe von Zuckern; Stärke, Stärkederivaten und deren Mischungen, bevorzugt Zuckern, da sich insbesondere durch die Verwendung von Zuckern und Stärke bzw. Stärkederi- vanten die Viskosität der Zusammensetzung einerseits sowie die Klebrigkeit der Zusammensetzung andererseits gezielt einstellen lassen, so dass auch anspruchsvolle Geometrien aufgrund der guten Haftungseigenschaften der erfindungsgemä- ßen Zusammensetzung in additiver Fertigung hergestellt werden können, insbesondere ohne die Verwendung von Stützstrukturen.

Um die Lösung oder Dispersion der kohlenstoffhaltigen Verbindung in der Lösung oder Dispersion zu verbessern, kann es vorgesehen sein, dass die kohlenstoffhal- tige Verbindung, insbesondere ausgewählt aus Zuckern oder Stärke, in einer geringen Menge Löse- oder Dispersionsmittel gelöst bzw. vordispergiert wird, ehe diese Lösung oder Dispersion mit der eigentlichen Zusammensetzung vereinigt wird. In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn die kohlenstoffhaltige Verbindung in einer Lösung oder Dispersion eingesetzt wird, welche die kohlen- stoffhaltige Verbindung in Mengen von 10 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-%, insbesondere 60 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Lösung oder Dispersion der kohlenstoffhaltigen Verbindung, enthält.

Was nun die Menge anbelangt, in welcher die Zusammensetzung die kohlenstoff- haltige Verbindung enthält, so kann diese gleichfalls in Abhängigkeit von den jeweiligen Auftrags- und Anwendungsbedingungen bzw. der herzustellenden Zielverbindungen in weiten Bereich variieren. Üblicherweise enthält die Zusammensetzung die kohlenstoffhaltige Verbindung jedoch in Mengen von 5 bis 50 Gew.-%, insbe- sondere 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist die Zusammensetzung gegebenen- falls ein Dotier- oder Legierungsreagenz auf. Wenn die Zusammensetzung ein Dotier- oder Legierungsreagenz aufweist, so weist die Zusammensetzung das Dotieroder Legierungsreagenz üblicherweise in Mengen von 0,000001 bis 60 Gew.-%, insbesondere 0,000001 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,000005 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 0,00001 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Lösung oder Dispersion, auf. Durch die Zugabe von Dotier- und Legierungsreagenzien können die Eigenschaften der resultierenden siliciumcarbidhaltigen Verbindungen entscheidend verändert werden. Durch Dotierung werden dabei insbesondere die elektrischen Eigenschaften der siliciumcarbidhaltigen Verbindung beeinflusst, wohingegen durch die Herstellung von Siliciumcarbidlegierungen oder nicht-stöchiometrischen Siliciumcarbi- den die mechanischen und thermischen Eigenschaften der siliciumcarbidhaltigen Verbindungen entscheidend beeinflusst werden.

Wie zuvor bereits dargelegt, schwanken die Bestandteile der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in weiten Bereichen in Abhängig- keit von den jeweiligen Auftragsbedingungen und der jeweils herzustellenden siliciumcarbidhaltigen Verbindungen. So ergeben sich große Unterschiede, ob beispielsweise ein stöchiometrisches, gegebenenfalls dotiertes, Siliciumcarbid, ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcarbid oder eine siliciumcarbidhaltige Legierung hergestellt werden soll.

Falls mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcarbid, insbesondere ein Siliciumcarbid mit einer Überschuss an Silicium, hergestellt werden soll, so enthält die Zusammensetzung die siliciumhaltige Verbindung üblicherweise in Mengen von 20 bis 70 Gew.-%, insbesondere 25 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung.

Gemäß dieser Ausführungsform kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung die kohlenstoffhaltige Verbindung in Mengen von 5 bis 40 Gew.- %, insbesondere 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält. Darüber hinaus kann es für den Fall, dass ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcar- bid hergestellt werden soll, vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung das Löse- oder Dispersionsmittel in Mengen von 30 bis 80 Gew.-%, insbesondere 35 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 65 Gew.-%, bezo- gen auf die Zusammensetzung, enthält.

Gleichermaßen hat es sich bewährt, wenn die Zusammensetzung zur Herstellung eines dotierten Siliciumcarbides die siliciumhaltige Verbindung in Mengen von 20 bis 70 Gew.-%, insbesondere 25 % bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.- %, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Darüber hinaus kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Lösung oder Dispersion gemäß dieser Ausführungsform die kohlenstoffhaltige Verbindung in Mengen von 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 12 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Darüber hinaus kann es gleichfalls vorgesehen sein, dass für den Fall, dass ein dotiertes Siliciumcarbid hergestellt werden soll, die Lösung oder Dispersion das Löse- oder Dispersionsmittel in Mengen von 30 bis 80 Gew.-%, insbesondere 35 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Darüber hinaus werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die Zusam- mensetzung gemäß dieser Ausführungsform ein Dotierungsreagenz in Mengen von 0,000001 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,000005 bis 0, 1 Gew.-%, bevorzugt 0,00001 bis 0,01 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Falls das Siliciumcarbid mit Stickstoff dotiert werden soll, so kann beispielsweise Salpetersäure, Ammoniumchlorid oder Melamin als Dotierungsreagenzien eingesetzt werden. Im Fall von Stickstoff besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, das generative Fertigungsverfahren in einer Stickstoffatmosphäre durchzuführen, wobei gleichfalls Dotierungen mit Stickstoff erzielt werden können, welche jedoch weniger genau einzustellen sind. Weitere Dotierungsreagenzien sind insbesondere im Zusammenhang mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sein, dass das dotierte Silici- umcarbid ein stöchiometrisches oder ein nicht-stöchiometrisches Siliciumcarbid ist, vorzugsweise ist das dotierte Siliciumcarbid jedoch ein stöchiometrisches Siliciumcarbid.

Falls im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung zur Herstellung einer Siliciumcarbidlegierung bereitgestellt werden soll, so hat es sich bewährt, wenn die Zusammensetzung die siliciumhaltige Verbindung in Mengen von 1 bis 80 Gew.-%, insbesondere 2 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Weiterhin kann es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung die kohlenstoffhaltige Verbindung in Mengen von 5 bis 50 Gew.- %, insbesondere 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Gleichermaßen kann es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung das Löse- oder Dispersionsmittel in Mengen von 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 15 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-%, be- vorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Darüber hinaus kann es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung das Legierungsreagenz in Mengen von 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Besonders bevorzugt wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn das Legierungsreagenz ausgewählt ist aus den entsprechenden Chloriden, Nitraten, Acetaten, Acetylacetonaten und Formiaten der Legierungselemente, insbesondere Legierungsmetalle. Das Legierungselement bzw. -metall ist dabei üblicherweise ausgewählt aus der Gruppe von AI, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Zn, Zr und deren Mischungen.

Falls im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein stöchiometrisches Siliciumcarbid bereitgestellt werden soll, so hat es sich bewährt, wenn die Zusammensetzung die siliciumhaltigen Verbindungen in Mengen von 20 bis 40 Gew.-%, insbesondere 25 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält. Weiterhin kann es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Lösung oder Dispersion die kohlenstoffhaltige Verbindung in Mengen von 20 bis 40 Gew.-%, insbesondere 25 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-%, be- vorzugt 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Weiterhin kann es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung das Löse- oder Dispersionsmittel in Mengen von 30 bis 80 Gew.- %, insbesondere 35 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Weiterhin ist es möglich, dass die Zusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform ein Dotierungsreagenz enthält, insbesondere ausgewählt aus den zuvor genannten Verbindungen und/oder in den im Zusammenhang mit den dotierten Silici- umcarbiden erwähnten Mengen.

Weiterhin kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung mindestens ein Additiv aufweist. In diesem Zusammenhang werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die Zusammensetzung das Ad- ditiv in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthält.

Falls die Zusammensetzung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Additiv enthält, so hat es sich bewährt, wenn das Additiv insbesondere ausgewählt ist aus Verdickern, Rheologiestellmitteln und pH-Einstellmitteln, insbesondere Säuren und Basen.

Durch die Zugabe von Säuren und Basen können insbesondere Kondensationsprozesse in der Zusammensetzung, insbesondere dem Precursorsol, beeinflusst werden, so dass die Partikelgrößen der resultierenden Sol- bzw. Gelpartikel gezielt eingestellt werden können. Darüber hinaus können Säuren und Basen auch beispielsweise als Katalysatoren für die Inversion von Saccharose zu Invertzucker verwendet werden. Wie zuvor bereits ausgeführt, ist es möglich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch silicium- und/oder kohlenstofffreie Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Precursorsole, verwendet werden. Derartige Precursorsole sind den zuvor beschriebenen Zusammensetzungen entsprechend aufgebaut, wobei jedoch die siliciumhaltige und/oder die kohlenstoffhaltige Verbindung nicht enthalten sind, d. h. es werden beispielsweise allein Lösungen oder Dispersionen möglicher Legierungsreagenzien oder weitere Elementverbindungen zugegeben, um spezielle Eigenschaften in der resultierenden siliciumcarbidhaltigen Struktur zu erzeugen.

Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann auf die obigen Ausführungen zur den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung entsprechend gelten.

Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem v i e r t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung, insbesondere einer Lösung oder Dispersion, vorzugsweise wie zuvor beschrieben, zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur mittels ad- ditiver Fertigung, insbesondere nach dem zuvor beschriebenen Verfahren.

Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen Ausführungen zur den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.

Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem f ü n f t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Vorrichtung zur Herstellung siliciumcarbidhaltiger Strukuren aus flüssigen Ausgangsmaterialien mittels additiver Fertigung, wobei die Vorrichtung

(a) ein Baufeld,

(b) mindestens eine Austragseinrichtung zur Ausbringung einer flüssigen Lösung oder Dispersion, insbesondere auf das Baufeld, und

(c) mindestens eine Strahlungseinrichtung zur Bestrahlung der ausgebrachten Lösung oder Dispersion

umfasst.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es üblicherweise vorgesehen, dass das Baufeld eine Trägerplatte oder eine Trägerstruktur umfasst. Auf dem Baufeld, insbesondere der Trägerplatte bzw. der Trägerstruktur, wird vorzugsweise die silici- umcarbidhaltige Struktur erzeugt. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, wenn das Baufeld eine Trägerplatte ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es im Allgemeinen vorgesehen, dass sich die Trägerplatte bzw. Trägerstruktur in einer Ebene, insbesondere einer horizontalen Ebene bzw. einer xy-Ebene, erstreckt und beweglich ausgebildet ist, ins- besondere zumindest in x- und y-Richtung verfahrbar ist. Vorzugsweise ist die Trägerplatte bzw. Trägerstruktur in x-, y- und z-Richtung verfahrbar, insbesondere jeweils unabhängig voneinander. Unter einem Baufeld ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich der Vorrichtung zu verstehen, auf welchem die silici- umcarbidhaltigen Struktur erzeugt wird. X-, y- und z-Richtung geben dabei die drei Raumrichtungen an.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Trägerplatte bzw. Trägerstruktur aus der xy-Ebene verkippbar ist, insbesondere in z-Richtung.

Darüber hinaus kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte drehbar ist, insbesondere in der xy-Ebene drehbar ist. Eine derartig verfahrbare, verkippbare und/oder drehbare Trägerplatte bzw. Trägerstruktur kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn die siliciumcarbidhaltige Struktur, insbesondere ein siliciumcarbidhaltiger Körper, nicht schichtweise aufgebaut wird, sondern wenn an nahezu beliebigen Stellen der siliciumcarbidhaltigen Struktur oder eines komplexen Substrates neues Material aufgebracht werden soll. Diese spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise bei der Reparatur beschädigter siliciumcarbidhaltiger Bauteile verwendet werden oder bei der bereichsweisen Beschichtung von metallischen oder siliciumcarbidhaltigen Substraten.

Üblicherweise wird jedoch eine klassische schichtweise Herstellung der siliciumcarbidhaltigen Struktur, wie sie in generativen Fertigungsverfahren üblich ist, vorgenommen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Austragseinrichtung mindestens ein Ausbringungsmittel, insbesondere eine Düse, zur Ausbringung einer Lösung oder Dispersion aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Austragseinrichtung 1 bis 500.000, insbesondere 10 bis 200.000, vorzugsweise 100 bis 100.000, bevorzugt 500 bis 100.000, Ausbringungsmittel, auf. Die Austragseinnchtung weist somit üblicherweise eine Vielzahl von Ausbringungsmitteln, insbesondere Düsen, auf, wodurch ein schneller Auftrag einer insbesondere kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersion, insbesondere eines SiC-Precursorsols, ermöglicht wird. Unter einem Ausbringungsmittel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Mittel zu verstehen, welches zur Abgabe einer Lösung oder Dispersion, insbesondere durch Druckauftrag, geeignet ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Austragseinrichtung, verfahrbar ist, insbesondere zumindest in einer Ebene, insbesondere in xy-Richtung verfahrbar ist, vorzugsweise jedoch in x-, y- und z-Richtung verfahrbar ist. Die Austragseinrichtung ist vorzugsweise in Form eines Schlittens ausgebildet, welcher eine Vielzahl von Ausbringungsgemitteln, insbesondere Düsen, aufweist, welcher rasch über den Baufeldbereich bewegt wird und dabei eine Lösung oder Dispersion, insbesondere ein SiC-Precursorsol, auf ein Substrat aufbringt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Austragseinrichtung, insbesondere das Ausbringungsmittel, Tropfen einer Flüs- sigkeit, insbesondere einer Lösung oder Dispersion, mit einer Auflösung von 100 bis 10.000.000.000 Tropfen/cm ² , insbesondere 2.500 bis 400.000.000 Tropfen/cm ² , vorzugsweise 10.000 bis 100.000.000 Tropfen/cm ² , bevorzugt 40.000 bis 25.000.000 Tropfen/cm ² , erzeugt. Gleichermaßen kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Austragseinrichtung, insbesondere das Ausbringungsmittel, Tropfen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Lösung oder Dispersion, mit einem Tropfendurchmesser von 0,1 bis 500 μιη, insbesondere 0,5 bis 200 μιη, vorzugsweise 1 bis 100 μιη, bevorzugt 2 bis 50 μιη, erzeugt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann somit eine Lösung oder Dispersion in hoher Auflösung auf ein Substrat bzw. die Trägerplatte oder eine Schicht der siliciumcarbidhaltigen Struktur aufgebracht werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Austragseinrichtung, insbesondere dem Ausbringungsmittel, üblicherweise mindestens eine Bevorratungseinrichtung, insbesondere ein Vorratsgefäß, zur Bevorratung einer Lösung oder Dispersion, insbesondere eines Precursorsols oder einer Komponente eines Precursorsols, zugeordnet. In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass einzelnen Ausbringungsmitteln oder Gruppen von Ausbringungsmitteln unterschiedliche Bevorratungseinrichtungen, insbesondere mit jeweils unterschiedlichen Precursorsolen oder unterschiedlichen Komponenten von Precursorsolen, zugeordnet sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es somit sein, dass unterschiedliche Lösungen oder Dispersionen, insbesondere unterschiedliche Precursorsole oder auch deren Komponenten in verschiedenen Bevorratungseinrichtungen bereitgestellt werden und jeweils über fest oder variabel zugeordnete Ausbringungsmittel, insbe- sondere Düsen, getrennt ausgebracht werden. Durch die Ausbringung verschiedener Precursorsole können die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der siliciumcarbidhaltigen Struktur bereichsweise gezielt eingestellt werden, so dass beispielsweise komplexe Bauteile mit bereichsweise unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften bereitgestellt werden können.

Darüber hinaus ist es auch möglich, dass nicht kohlenstoff- und siliciumhaltige Lösungen oder Dispersionen bzw. SiC-Precursorsole, welche sämtliche Komponenten der siliciumcarbidhaltigen Verbindung bereits enthalten, eingesetzt werden, sondern Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Precursorsole, welche nur einzelne Komponenten des SiC-Precursorsols enthalten. Diese lediglich Komponenten enthaltende Lösungen oder Dispersionen können entweder in einer Misch- und Dosiereinrichtung vor Aufbringung auf das Substrat gemischt werden oder als getrennte Komponenten auf das Substrat aufgebracht werden, wobei die Vermischung und die Bildung der kohlenstoff- und siliciumhaltigen Lösung oder Dispersi- on dann erst auf dem Substrat erfolgt. Für eine In-situ-Mischung auf dem Substrat ist es erforderlich, dass mehrere sehr kleine Tropfen geeigneter Viskosität auf die gleiche Stelle des Substrats aufgebracht werden und sich insbesondere bei geeigneter Temperatur zu einem Tropfen vermischen, ehe unter Energieeinwirkung eine Umsetzung zur entsprechenden siliciumcarbidhaltigen Verbindung stattfindet.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen der Austragseinrichtung, insbesondere dem Ausbringungsmittel, und der Bevorratungseinrichtung eine Misch- und Dosiereinrichtung angeordnet ist, insbesondere zur Mischung verschiedener Komponenten eines Precursorsols aus unterschiedlichen Bevorratungseinrichtungen. Zwischen dem Bevorratungsgefäß und dem Ausbringungsmittel ist in diesem Fall somit eine Misch- und Dosiereinheit anzubringen, in welcher genauer dosierte Mengen ver- schiedener Lösungen oder Dispersionen, insbesondere Komponenten eines Precursorsols, in den richtigen Verhältnissen gemischt werden.

Im Allgemeinen wird es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn die unter- schiedlichen Löse- oder Dispersionsmittel der einzigen Komponenten miteinander mischbar sind und sich die Komponenten folglich ineinander lösen können, so dass eine optimale Durchmischung und eine homogene Dotierung oder Legierung möglich ist. Für den Fall, dass MAX-Phasen hergestellt werden sollen, kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn Löse- oder Dispersionsmittel gewählt werden, welche sich nicht ineinander lösen, so dass die Durchmischung zu kolloidalen Suspensionen führt. Durch die variable Bereitstellung der Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, in Form mehrerer Komponenten kann die additive Fertigung mit einer kleinen Anzahl an Bevorratungseinrichtungen zur Herstellung einer großen Variationsbreite von Materialeigenschaften realisiert werden, welche gege- benenfalls in einem Werkstück kombiniert werden. Die Materialeigenschaften werden dabei einerseits durch die bereitgestellten Mischungen in den Bevorratungseinrichtungen und andererseits durch die in der Vorrichtung umgesetzten Verfahrensparameter bestimmt, welche sowohl die Mischung vor Ort als auch die Prozessparameter umfassen. Hierdurch wird es möglich, dezentral hochkomplexe Werkstü- cke nach lokalen Anforderungen an Geometrie und Materialeigenschaften herzustellen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Ausbringung der Lösung oder Dispersion mittels der Austragseinrichtung, insbe- sondere der Ausbringungsmittel, durch eine Steuereinheit gesteuert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Strahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung mit einem punktförmigen Wirkbereich emittiert. Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn die Strahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung mit einem punktförmigen Wirkbereich eines Durchmessers im Bereich von 0,1 bis 1 .000 μιη, insbesondere 0,5 bis 500 μιη, vorzugsweise 1 bis 200 μιη, bevorzugt 2 bis 100 μιη, emittiert. Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die Strahlungseinrichtung Laserstrahlung emittiert. Insbesondere durch Laserstrahlung lassen sich lokal scharf begrenzt hohe Energiemengen eintragen, welche zur Zersetzung bzw. Spaltung der eingesetzten Precursorverbindung benötigt werden.

Wenn die Strahlungseinrichtung Laserstrahlung emittiert, so weist die Strahlungs- einrichtung üblicherweise Mittel zur Erzeugung von Laserstrahlen und/oder Mittel zur Ausrichtung von Laserstrahlen, insbesondere Mittel zur Ablenkung von Laserstrahlen auf.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Strahlungseinrichtung Mittel zur Ausrichtung von Strahlung aufweist, insbesondere wobei die Strahlungseinrichtung 1 bis 200, insbesondere 5 bis 100, vorzugsweise 10 bis 50, Mittel zur Ausrichtung von Strahlung, aufweist. Unter einem Mittel zur Ausrichtung von Strahlung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Mittel zu verstehen, welches die punktgenaue Ausrichtung eines Strahls aus elektromagnetischer Strahlung ermöglicht, insbesondere in Form eines Lichtleiters oder in Form von Ablenkmitteln, wie beispielsweise einer Spiegelanordnung. Insbesondere kann durch die Mittel zur Ausrichtung von Strahlung Laserstrahlung, welche mit einem Mittel zur Erzeugung von Laserstrahlung erzeugt wird, flexibel und ohne Ablenkmittel an den jeweiligen Einsatzort gelenkt werden.

Insbesondere ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Strahlungseinrichtung, insbesondere die Mittel zur Ausrichtung von Strahlung, der Austragseinrichtung zugeordnet sind, insbesondere an oder in der Austragseinrichtung angebracht sind. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Austragseinrichtung nicht nur Ausbringungsmittel, insbesondere Düsen, zur Ausbringung einer Lösung oder Dispersion, insbesondere eines Precursorsols, auf, sondern auch Mittel zur Ausrichtung von Strahlung, durch welche der mit der Lösung oder Dispersion, insbesondere dem Precursorsol, bedeckte Bereich unmittelbar nach Aufbringung der Lösung oder Dispersion, insbesondere des Precursorsols, sofort mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, zu der entsprechenden siliciumcarbidhaltigen Verbindung umgesetzt werden kann.

Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf die obigen Ausführungen zu den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend gelten. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen in nicht beschränkender Weise durch die Figurendarstellungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt entlang einer xz-Ebene durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung einer siliciumcarbidhaltigen Struktur 2. In der Figurendarstellung ist die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 als dreidimensionales Objekt, d. h. als Körper, dargestellt, dessen Herstellung noch nicht vollendet ist. Die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 ist auf einem Baufeld 3, insbesondere einer Bauplatte in Form einer Trägerplatte, angeordnet und insbesondere an diesem befestigt. Die Vorrichtung 1 weist üblicherweise mindestens eine Austragseinrichtung 4 mit einem oder mehreren Ausbringungsmitteln 5, insbesondere einer oder mehrerer Düsen, zur Ausbringung einer Lösung oder Dispersion, insbesondere ei- nes Precursorsols, auf. Vorzugsweise weist die Austragseinrichtung 4 1 bis 500.000, insbesondere 10 bis 200.000, vorzugsweise 100 bis 100.000, vorzugsweise 500 bis 100.000, Ausbringungsmittel 5, insbesondere Düsen, zur Ausbringung einer Lösung oder Dispersion, insbesondere eines Precursorsols, auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass entweder das Baufeld 3 und/oder die Austragseinrichtung 4 verfahrbar, insbesondere in einer xy-Ebene verfahrbar sind, vorzugsweise sowohl in x-, y- und z- Richtung verfahrbar sind. Üblicherweise ist es jedoch ausreichend, wenn nur die Austragseinrichtung 4 oder das Baufeld 3 verfahrbar ist, um jeweils einen optima- len Auftrag einer Lösung oder Dispersion auf das Baufeld 3 oder die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 zu ermöglichen.

Es kann jedoch beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Austragseinrichtung 4 in einer xy-Ebene verfahrbar ist, während das Baufeld 3 in z-Richtung ver- fahrbar ist, so dass beim sukzessiven schichtweisen Aufbau der siliciumcarbidhaltigen Struktur 2 stets ein optimaler Abstand zwischen der Austragseinrichtung 4 und dem Substrat, d. h. der siliciumcarbidhaltigen Struktur 2 oder dem Baufeld 3, gegeben ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass insbesondere das Baufeld 3 verkippbar, insbesondere in z-Richtung verkippbar, ausgebildet ist und/oder um eine Achse, insbesondere eine Achse in z- Richtung, drehbar ist. Auf diese Weise kann an nahezu beliebigen Stellen der siliciumcarbidhaltigen Struktur 2 neues Material aufgetragen werden. Diese Ausführungsform eignet sich beispielsweise für Spezialanwendung, wie beispielsweise der bereichsweisen Beschichtung komplexer Bauteile oder zur Reparatur und Ausbesserung von Materialdefekten und Beschädigungen in einer silici- umcarbidhaltigen Struktur 2.

Die Ausbringungsmittel 5, insbesondere Düsen, sind üblicherweise derart ausgestaltet, dass sie eine Lösung oder Dispersion mit einer Auflösung von 400 bis 10.000.000.000 Tropfen/cm ² , insbesondere 2.500 bis 400.000.000 Tropfen/cm ² , vorzugsweise 10.000 bis 100.000.000 Tropfen/cm ² , bevorzugt 40.000 bis 25.000.000 Tropfen/cm ² , auf die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 oder das Baufeld 3 aufbringen können.

Vorzugsweise ist die Austragseinrichtung 4, sind insbesondere die Ausbringungsmittel 5, derart ausgestaltet, dass eine Lösung oder Dispersion durch ein Tinten- Strahldruckverfahren auf ein Substrat, insbesondere eine siliciumcarbidhaltige Struktur 2 oder ein Baufeld 3, aufgebracht wird.

Die Vorrichtung 1 weist darüber hinaus üblicherweise mindestens eines Strahlungseinrichtung 6 auf, welche gemäß dem in der Figurendarstellung dargestellten Beispiel aus einem Mittel zur Erzeugung von Laserstrahlen 7, in welchem Laserstrahlen 8 erzeugt werden, und Mittel 9 zur Ausrichtung von Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, wie Ablenkmitteln zur Ablenkung von Laserstrahlen, insbesondere einer Spiegelanordnung, besteht. Daneben sind jedoch beispielsweise noch andere Aufbauten möglich, bei denen beispielsweise das in dem Mittel zur Erzeu- gung von Laserstrahlen erzeugte Laserlicht 8 mittels anderer Mittel 9 zur Ausrichtung von beispielsweise Lichtleitern, insbesondere Glasfaserdioden, flexibel auf eine zu bestrahlende Oberfläche gelenkt wird.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 , in welchem der obere Teil der in Fig. 1 dargestellten siliciumcarbidhaltigen Struktur 2 dargestellt ist. Auf die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 wird mittels der an der Austragseinrichtung 4 ange- ordneten Ausbringungsmittel 5, insbesondere Düsen, eine Lösung oder Dispersion 10, insbesondere ein SiC-Precursorsol, auf die siliciumcarbidhaltige Struktur 2 aufgebracht, so dass eine Schicht 1 1 der Lösung oder Dispersion 10, insbesondere des Precursorsols, entsteht. Die in der Figurendarstellung dargestellte Herstellung von siliciumcarbidhaltigen Strukturen erfolgt somit durch den klassischen schichtweisen Aufbau, insbesondere gegebenenfalls unter Erzeugung von Stützstrukturen. Bei geeigneter Einstellung der Viskosität und/oder Klebrigkeit der Lösung oder Dispersion 10, insbesondere des Precursorsols, können auch überkragende Struk- turen ohne Stützstrukturen geschaffen werden. In den Figurendarstellungen ist die Austragseinrichtung 4 zur Verdeutlichung lediglich mit einem Ausbringungsmittel 5, insbesondere einer Düse, dargestellt. Üblicherweise weist die Austragseinrichtung 4 jedoch eine Vielzahl von Ausbringungsmitteln 5, insbesondere Düsen, auf. Nachdem eine Schicht 1 1 der Lösung oder Dispersion 10, insbesondere des Precursorsols, aufgetragen wurde, wird die Austragseinrichtung vorzugsweise in eine Ruheposition gefahren, so dass das Baufeld 3 und/oder die siliciumcarbidhal- tige Struktur 2 bestrahlt werden können. Hierzu werden in dem Mittel zur Erzeugung von Laserstrahlen 7 Laserstrahlen 8 erzeugt, welche mittels der Mittel zur Ausrichtung von Strahlung 9, insbesondere der Ablenkmittel, auf die Schicht 1 1 der Lösung oder Dispersion 10 geleitet werden. An den Stellen, an welchen der Laserstrahl 8 auf die Schicht 1 1 trifft, wird die Lösung oder Dispersion 10, insbesondere das SiC-Precursorsol, zu einer siliciumcarbidhaltigen Verbindung umgewandelt und ein weiterer Teil, insbesondere eine weitere Schicht, der siliciumcarbidhaltigen Struktur 2 wird erzeugt.

Fig. 4 zeigt wie eine Mehrzahl von Ausbringungsmitteln 5a bis 5e mit einer Mehrzahl von Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e verbunden ist. Die Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e enthalten Lösungen oder Dispersionen, insbesondere unterschiedliche SiC-Precursorsole oder Komponenten zur Herstellung von Precursorsolen, insbesondere SiC-Precursorsolen. Die Ausbringungsmittel 5a bis 5e sind mit den Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e über Leitungen 13 verbunden. Die Dosierung und Steuerung der einzelnen Düsen wird über eine Steuereinrichtung 14 vorgenommen.

Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform kann es nunmehr sein, dass in sämtlichen Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e die gleiche Lösung oder Dispersion, insbesondere das gleiche Precursorsol, vorgehalten ist, es kann jedoch auch sein, dass jeweils unterschiedliche Komponenten von Precursorsolen oder unterschiedliche Precursorsole in den einzelnen Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e vorgehalten sind. Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Ausbringungsmittel 5a bis 5e einer Austragseinrichtung 4 zugeordnet sind und mit den Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e über eine Mischeinrichtung 15 verbunden sind. In diesem Fall enthalten die Bevorratungseinrichtungen 12a bis 12e jeweils vorzugsweise unterschiedliche Komponenten von Precursorsolen, welche in der Mischeinrichtung 15 gemischt und anschließend zu den Ausbringungsmitteln 5a bis 5e geleitet werden. Die Steuerung wird dabei gleichfalls wieder über eine Steuereinrichtung 14 vorgenommen.

Figur 6 zeigt schließlich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Austragseinrichtung 4 zum einen mehrere Ausbringungsmittel 5a bis 5d aufweist und darüber hinaus mindestens eine Strahlungseinrichtung 6. Bei der Strahlungseinrichtung 6 handelt es sich insbesondere üblicherweise nicht um die vollständige Strahlungseinrichtung 6, sondern beispielsweise um Mittel zur Ausrichtung von Strahlung, beispielsweise einen Lichtleiter. Durch diese spezielle Ausführungsform wird es möglich, dass über die Ausbringungsmittel 5a bis 5d eine oder mehrere Lösungen oder Dispersionen 10, insbesondere ein Precursorsol oder Komponenten eines Precursorsols, auf eine siliciumcarbidhaltige Struktur 2 oder ein Baufeld 3 aufgebracht werden und unmittelbar nach dem Auftrag der Lösung oder Dispersion 10 diese durch Bestrahlung mit Laserstrahlen 8 in eine siliciumcarbidhaltige Verbindung umgewandelt wird. Insbesondere ist es möglich, dass die Austragsungseinrichtung 4 nicht nur eine Mehrzahl von Ausbringungsmitteln 5, insbesondere Düsen, aufweist, sondern auch eine Mehrzahl von Strahlungseinrichtungen 6 bzw. eine Mehrzahl von Mitteln zur Ausrichtung von Strahlung, insbesondere Lichtleitern, welche mit einer Strahlungsquelle verbunden sind.

Bezugszeichenliste: Vorrichtung 8 Laserstrahlen

Struktur 9 Mittel zur Ausrichtung von Baufeld Strahlung

Austragseinrichtung 10 Lösung/Dispersion

a-e Ausbringungsmittel 1 1 Schicht des Precursorsols Strahlungseinrichtung 12a-e Bevorratungseinrichtung Mittel zur Erzeugung von 13 Leitung

Laserstrahlen 14 Steuereinrichtung

15 Misch- und Dosiereinrichtung