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Vortrag

Prozessentwicklung zur Integration von dispensgedruckten elektrischen Funktionalitäten in additiv gefertigte Metallbauteile

Donnerstag (26.04.2018)
14:45 - 15:05 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:


Die Entwicklung der additiv generativen Fertigungsverfahren (AM) verläuft in den letzten Jahren rasant. Freiheiten und Kreativität im Design ermöglichen es komplexe Geometrien und Funktionsmerkmale zu fertigen. AM-Bauteile können durch Materialkombination und zusätzlich integrierte Sensoren oder elektronische Bauelemente aufgewertet werden.


Mit unterschiedlichen Drucktechnologien wie dem Aerosol- oder Dispensdruck können verschiedene elektronische Strukturen, d.h. RFID-Antennen oder andere Sensoren zur Erkennung von Dehnung, Temperatur oder Druck, hergestellt werden. Auch die Herstellung von Sensoren zur chemischen Analyse, von Feuchtigkeit sowie Strahlung ist möglich. So bietet die Kombination von klassisch additiv gefertigten Komponenten mit konventionellen Drucktechnologien eine attraktive und effiziente Möglichkeit komplexe Strukturen aufzubauen.


Um die Kombination verschiedener Verfahren zu implementieren und die Bauteilqualität zu steigern, wurde ein FFF-Drucker (Fused Filament Fabrication) mit offenem Quellcode um einen zusätzlichen Extruder, der bis zu 400°C heizt, erweitert. So können Hochtemperatur Polymere wie z.B. PEEK additiv gefertigt werden. Außerdem wurde ein zusätzlicher Dispenskopf zum Drucken von Leiterbahnen in den FFF-Drucker eingebaut. Aufgrund der Schichtstruktur der 3D-Druckteile kann die Funktionspaste auf jede gedruckte Schicht aufgebracht werden. Folglich können Funktionsstrukturen auf der Oberfläche von FFF-Bauteilen aufgebracht und zusätzlich auch vollständig in die 3D-Druckteile planar oder dreidimensional in den Bauteilraum integriert werden. Ziel ist es den Herstellungsprozess mit anderen additiven Fertigungsprozessen zu kombinieren. So wird derzeit die Kombination von FFF mit Dispensdruck und LPA erprobt.


Die Kombination aus FFF und Dispensdruck bietet die Integration von Funktionalitäten in nur einem Bauteil und steigert damit den Wert und die Funktion der Elemente. Darüber hinaus ist die neue kombinierte Methode zeit- und materialsparend und kann mit jedem anderen additiven Herstellungsprozess kombiniert werden.

 

Sprecher/Referent:
Elisa Starruß
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Weitere Autoren/Referenten:
  • Lukas Stepien
    Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik - IWS