Ruppel, Artur (2016)
Prozess zur Herstellung von Verformungskörpern für polymere elektrothermische Aktoren basierend auf generativen Fertigungsverfahren.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Im Institut für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) an der Technischen Universität Darmstadt wird die Herstellung polymerer elektrothermischer Aktoren erforscht. Die Herstellungsprozesse umfassen photolithographische und mikromechanische Prozesse, durch welche die Herstellung auf 2,5-D-Strukturen limitiert ist. Mit dem Ziel, eine höhere Gestaltungsfreiheit bei der Entwicklung elektrothermischer Aktoren zu ermöglichen, wird daher in der vorliegenden Arbeit die Eignung additiver Fertigungsverfahren für die Herstellung polymerer Verformungskörper erforscht.
Die Anlage „ProJet 3510“ von 3DSystems, die das Multi-Jet-Modelling (MJM) Verfahren nutzt, wird für weitere Untersuchungen ausgewählt, da diese in Vorversuchen im Vergleich mit den anderen getesteten Anlage die geringste Sollwertabweichung, den größten Bauraum und die kleinsten druckbaren Spaltgrößen aufweist. Der Herstellungsprozess für polymere Verformungskörper wird für die am Institut vorhandene Digital-Light-Processing (DLP) Modelling Anlage „B9Creator“ von B9Creations optimiert. An beiden Verfahren wird eine Charakterisierung der Strukturtreue, sowie der thermischen Ausdehnung und des dynamischmechanischen Verhaltens bei Temperatureinfluss der verwendeten Materialien VisiJetX von 3DSystems und Industrial Blend (IB) schwarz von FunToDo vorgenommen.
Eine große Herausforderung bei der Strukturierung der Aktorgeometrien ist die Herstellung kleiner Spaltmaße. Mit der ProJet 3510 sind Spaltmaße von bis zu 70μm Breite ohne mechanische Nachbearbeitung herstellbar. Mit dem B9Creator sind nach der durchgeführten Prozessoptimierung Spaltmaße von bis zu 80 μm, bzw. bis zu 240μm Breite mit, bzw. ohne mechanische Nachbearbeitung möglich. Um ein gleichmäßiges Maß entlang eines mechanisch nachbearbeiteten Spaltes gewährleisten zu können, sind weitere Optimierungsschritte notwendig.
Zum Vergleich der Verfahren werden Untersuchungen an bis zu drei Aktorgeometrien (siehe Abbildung) durchgeführt. Die Tabelle zeigt die wesentlichen Untersuchungsergebnisse.
| Typ des Eintrags: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 2016 |
| Autor(en): | Ruppel, Artur |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Prozess zur Herstellung von Verformungskörpern für polymere elektrothermische Aktoren basierend auf generativen Fertigungsverfahren |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Schlaak, Prof. Helmut F. |
| Berater: | Schlaak, Prof. Helmut F. |
| Publikationsjahr: | 24 März 2016 |
| Datum der mündlichen Prüfung: | 24 März 2016 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Im Institut für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) an der Technischen Universität Darmstadt wird die Herstellung polymerer elektrothermischer Aktoren erforscht. Die Herstellungsprozesse umfassen photolithographische und mikromechanische Prozesse, durch welche die Herstellung auf 2,5-D-Strukturen limitiert ist. Mit dem Ziel, eine höhere Gestaltungsfreiheit bei der Entwicklung elektrothermischer Aktoren zu ermöglichen, wird daher in der vorliegenden Arbeit die Eignung additiver Fertigungsverfahren für die Herstellung polymerer Verformungskörper erforscht. Die Anlage „ProJet 3510“ von 3DSystems, die das Multi-Jet-Modelling (MJM) Verfahren nutzt, wird für weitere Untersuchungen ausgewählt, da diese in Vorversuchen im Vergleich mit den anderen getesteten Anlage die geringste Sollwertabweichung, den größten Bauraum und die kleinsten druckbaren Spaltgrößen aufweist. Der Herstellungsprozess für polymere Verformungskörper wird für die am Institut vorhandene Digital-Light-Processing (DLP) Modelling Anlage „B9Creator“ von B9Creations optimiert. An beiden Verfahren wird eine Charakterisierung der Strukturtreue, sowie der thermischen Ausdehnung und des dynamischmechanischen Verhaltens bei Temperatureinfluss der verwendeten Materialien VisiJetX von 3DSystems und Industrial Blend (IB) schwarz von FunToDo vorgenommen. Eine große Herausforderung bei der Strukturierung der Aktorgeometrien ist die Herstellung kleiner Spaltmaße. Mit der ProJet 3510 sind Spaltmaße von bis zu 70μm Breite ohne mechanische Nachbearbeitung herstellbar. Mit dem B9Creator sind nach der durchgeführten Prozessoptimierung Spaltmaße von bis zu 80 μm, bzw. bis zu 240μm Breite mit, bzw. ohne mechanische Nachbearbeitung möglich. Um ein gleichmäßiges Maß entlang eines mechanisch nachbearbeiteten Spaltes gewährleisten zu können, sind weitere Optimierungsschritte notwendig. Zum Vergleich der Verfahren werden Untersuchungen an bis zu drei Aktorgeometrien (siehe Abbildung) durchgeführt. Die Tabelle zeigt die wesentlichen Untersuchungsergebnisse. |
| Freie Schlagworte: | 3D-Druck, Generavtive Fertitungsverfahren, Elektrothermische Aktoren |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv Institut EMK. Anfrage über Sekretariate Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKB 1927 Art der Arbeit: Bachelorarbeit Beginn Datum: 26-10-2015 Ende Datum: 24-03-2016 |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme |
| Hinterlegungsdatum: | 21 Apr 2017 08:04 |
| Letzte Änderung: | 09 Mär 2022 10:17 |
| PPN: | |
| Referenten: | Schlaak, Prof. Helmut F. |
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 24 März 2016 |
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