Abstract
In diesem Beitrag werden die Herausforderungen und Lösungen zur kosteneffizienten additiven Herstellung von keramischen Mikrostrukturen dargestellt. Indem bereits während des Design-Prozesses die Gestalt an die fertigungsspezifischen Anforderungen angepasst wird, kann ein Bauteil mit hohen Qualitätsanforderungen ohne notwendige nachfolgende Bearbeitungsverfahren wie Schleifen additiv hergestellt werden. Durch den Einsatz der badbasierten Photopolymerisation können so Maschinen- und Werkzeugkosten vermieden und der Vorteil der geometrischen Flexibilität ausgenutzt werden.
Abstract
This technical paper describes the challenges and solutions for the cost-efficient additive manufacturing of ceramic microstructures. By adapting the design to the manufacturing-specific demands already during the design process, a component with high quality requirements can be manufactured additively without necessary post-processing procedures such as grinding. By using vat-based photopolymerization, machine and tooling costs can thus be avoided and the advantage of geometric flexibility can be exploited.
Hinweis
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWFAdvisory Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).
About the authors
Marcus Rosen, M. Sc., studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe und forscht seit 2018 an der badbasierten Photopolymerisation in dem Bereich der Keramikfertigung, Multimaterialfertigung und Elektronik-Integration am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.
Dr.-Ing. Markus Klaiber war lange Zeit im Bereich der Getriebe- und Zahnradherstellung tätig, u. a. 17 Jahre als Werksleiter bei SEW Eurodrive, bevor er bei der Schunk GmbH als CTO tätig wurde. Heute leitet er den Bereich Betriebstechnik am Max-Plack-Institut für Kernphysik in Heidelberg
Johannes Schubert, M. Sc., forscht an der additiven Herstellung von Multimaterialkeramiken und ist seit 2022 Teamleiter Additive Fertigung am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.
Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze promovierte und habilitierte in den Werkstoffwissenschaften. Er ist Mitglied der Institutsleitung am Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde und Sprecher der Institutsleitung am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.
Dr.-Ing. Frederik Zanger promovierte im Bereich der Zerspanung und leitet seit 2019 als KIT-Industry Fellow die KIT-Nachwuchsforschungsgruppe Additive Fertigung am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.
Literatur
1 Gebhardt, A.: Additive Fertigungsverfahren: Additive Manufacturing und 3D-Drucken für Prototyping-Tooling-Produktion. Carl Hanser Verlag, München 2016, S. 457–560 DOI: 10.3139/978344644539010.3139/9783446445390Search in Google Scholar
2 Von Hahn, R.; Becker, A.; Berg, F. et al.: The Cryogenic Storage ring CSR. Review of Scientific Instruments 87 (2016) 063115, S. 1–17 DOI: 10.1063/1.495388810.1063/1.4953888Search in Google Scholar
3 Ullrich, J.; Moshammer, R.; Dorn, A.; Dörner, R.; Schmidt, L. Ph. H.; Schmidt-Böcking, H.: Recoil-ion and Electron Momentum Spectroscopy: Reaction-microscopes. Reports on Progress in Physics 66 (2003) 9, S. 1463–1545 DOI: 10.1088/0034-4885/66/9/20310.1088/0034-4885/66/9/203Search in Google Scholar
4 Dörner, R.; Mergel, V.; Jagutzki, O.; Spielberger, L.; Ullrich, J.; Moshammer, R.; SchmidtBöcking, H.: Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy: A Momentum Microscope to View Atomic Collision Dynamics. Physics Reports 330 (2000), S. 95–192 DOI: 10.1016/S0370-1573(99)00109-X10.1016/S0370-1573(99)00109-XSearch in Google Scholar
5 Fechner, L.: High Resolution Experiments in Strong-field Ionization of Atoms and Molecules: Test of Tunneling Theory, the Role of Doubly Excited States and Channel-selective Electron Spectra. Dissertation, Ruperto-Carola-University of Heidelberg, 2014 DOI: 10.11588/heidok.0001771510.11588/heidok.00017715Search in Google Scholar
6 Bártolo, P. J.: Stereolithography – Materials, Processes and Applications. Springer-Verlag, New York, London 2011 DOI: 10.1007/978-0-387-92904-010.1007/978-0-387-92904-0Search in Google Scholar
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