Stuckert, Alexander (2017)
Materialien zur Herstellung polymerer elektrothermischer Aktoren in Leiterplattentechnologie.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Am Institut für Elektromechanische Konstruktion an der Technischen Universität Darmstadt wird die Herstellung polymerer elektrothermischer Aktoren erforscht. Bisher umfasst sich die Materialauswahl für die Verformungskörper der elektrothermischen Aktoren auf das photostrukturierbare Material SU-8, das photostrukturierbare Trockenlaminat SUEX und den Hochtemperaturkunststoff PEEK. Zur Herstellung der 2½ -D-Strukturen der elektrothermischen Aktoren werden photolithographische und mikromechanische Prozesse verwendet. Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung von elektrothermischen Aktoren mittels kommerziell erhältlicher polymerer Folienmaterialien. An der staatlichen Materialprüfungsanstalt Darmstadt (MPA) werden geeignete Kunststoffe geprüft. Eine dynamisch-mechanisch-thermische Analyse (DMTA) der Materialproben liefert einen temperaturabhängigen Verlauf des komplexen Schubmoduls und des mechanischen Verlustfaktors, der die maximale Betriebstemperatur bestimmt. Die untersuchten Kunststoffe werden hinsichtlich ihrer Glastemperatur und der maximalen Betriebstemperatur untersucht. Testaktoren aus PEEK und SUEX zeigen, dass die polymeren Folienmaterialien zur Herstellung elektrothermischer Aktoren geeignet sind. Die Charakterisierung der PEEK-Testaktoren zeigt, dass die Auslenkungen von 60 µm bei einer Leistungsaufnahme von 330 mW mit einem durchschnittlichen Widerstand von 120 O erreichbar sind. Dabei entsteht eine maximale Nulllagenverschiebung von 2 µm. Das dynamische Verhalten während des Betriebes eines PEEK-Aktors beträgt 2,35 s, die bei einer Oberflächentemperatur von 119 °C erreicht wird.

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