10 Mrz Hybride additive Multimaterialbearbeitung
Hybrides Verfahren für die additive Multimaterialbearbeitung von individualisierten Produkten mit hoher Auflösung
Teilprojekt:
Entwicklung und Synthese von Monomeren, Test geeigneter Initiatoren, Integration von Füllstoffen und Aufskalierung in industrielle Maßstäbe
Zusammenfassung
Zur Ermittlung des Standes der Technik und zur orientierenden Durchführung erster Vorversuche zu anwendungsoptimierten Monomeren wie Acrylaten und Oligomeren aus der Gruppe der Alkoxysilane wurde eine eingehende Literaturrecherche durchgeführt1). Damit wurde sichergestellt, dass prinzipiell eine wirtschaftliche Bereitstellung der Zielverbindungen möglich ist, erforderliche Eigenschaften realisierbar sind und in Bezug auf Patente keine Rechte Dritter verletzt werden. Es wurde Literatur zusammengetragen zu Modell-Systemen zur Viskosität2) und anderen Eigenschaften wie der Wärmeleitfähigkeit24), zu den Möglichkeiten die spektralen Anforderungen der beiden Belichtungssysteme Laser (355 nm) und DLP (405 nm) optimal bei der Auswahl der Photoinitiatoren22) zu berücksichtigen. Es wurde eine große Palette etablierter Polymermaterialien3), die auch als Beschichtungen und bei verschiedenen Druckverfahren verwendet werden, im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit untersucht. Als funktionale Additive wurden Koordinationsverbindungen, makrocyclische Systeme und Thiol-/En-systeme20) diskutiert. Zur Herstellung der Pasten wurde die Verwendung vieler verschiedener Materialklassen untersucht, wie z.B. Partikel aus Aluminiumverbindungen4), in Bezug auf ihre hohe Dichte Bismut und seine Verbindungen5), borhaltige Materialien6), Edelstahlpartikel8), Wolfram26), Zinn27), als Pigmente Phthalocyanine7), als Materialien für latente Markierungen Materialien auf Basis Seltener Erden9), in Bezug auf die Leitfähigkeit28) und insbesondere bezüglich der Wärmeleitfähigkeit Graphen10), Hochtemperatur-Superleiter11), hier besonders die Gruppe der Perowskite21), und schließlich lag der Fokus auf Lanthanverbindungen12) wie La2CuO4. Zur Herstellung der Pasten eignen sich am besten nanoskalige19), sphärische Partikel, allerdings ist die kommerzielle Verfügbarkeit äußerst gering, was auch auf die schlechte populärwissenschaftliche Beurteilung von Nanopartikeln zurückzuführen ist. Im Zentrum unseres Interesses standen deshalb Partikel auf Siliciumbasis23), wobei auch hier sphärische Partikel weder verfügbar noch besonders einfach herstellbar sind. Als Basis für die Tinten und Pasten war zunächst aufgrund der bereits vorhandenen Erfahrungen in der Hauptsache der Einsatz von Acrylaten geplant. Zur Erweiterung dieser Polymerbasis17) wurden zahlreiche Monomere13) mit Allyl14)– und Propargyl16)-Gruppen untersucht sowie die Möglichkeit zum Einbau von Thiopheneinheiten25) überprüft. Als Biobasierte Polymere15) galt unser Interesse vor allem Terpenen18) und hier insbesondere in Bezug auf die Thiol-En-Systeme
Veröffentlichung:
C. Seifarth, et al.: “Hybride additive Multimaterialbearbeitung Hochauflösende Hybrid-Additive Multimaterialfertigung von individualisierten Produkten” wt Werkstatttechnik online 109 (2019), No.6, pp.415-420
Das Forschungsprojekt wurde gemeinsam mit folgenden Projektpartnern bearbeitet:
cirp GmbH (Heimsheim)
BURMS –3D Druck Jena GmbH & Co.KG (Jena)
PORTEC GmbH ( Zella-Mehlis)
Materialise GmbH (Gilching)
Glatt Ingenieurtechnik GmbH (Weimar)
Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung IAP (Potsdam)
Technische Universität Ilmenau (Ilmenau)
Ernst–Abbe–Hochschule Jena (Jena)
Ansprechpartner:
Dipl-Ing. Karin Rauch
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