Rapid Prototyping von Funktionsmustern für integrierte keramische Bauelemente mittels Mikrofluidik und elektrophoretischer Abscheidung

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk G. Kurth; Dr. Friedrich Raether
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 231009993

Integrierte, keramische Bauteile können mit existierenden Rapid Prototyping (RPT) Verfahren in komplexer Geometrie hergestellt werden. Alle Rapid Prototyping Verfahren weisen jedoch deutliche Nachteile gegenüber den Herstellverfahren für Serienbauteile auf (z.B. zur Mehrlagentechnik). Dies hat zur Folge, dass zwar Labormuster für neue Bauteile rasch hergestellt, deren Funktionsqualität aber nicht mit der von Serienbauteilen vergleichbar ist. Im vorliegenden Vorhaben soll diese Lücke durch einen neuen Ansatz, die Kombination von Mikrofluidik mit elektrophoretischer Formgebung, beseitigt werden. Mit Verfahren der Mikrofluidik soll die räumliche Strukturierung und Materialdifferenzierung erfolgen, während die elektrophoretische Abscheidung für die Ausbildung einer homogenen Mikrostruktur verantwortlich ist. Die Leistungsfähigkeit des neuen Verfahrens soll anhand der Herstellung von Modellproben aus verschiedenen Materialien demonstriert werden. Dafür sollen eine Laboranlage entwickelt und geeignete Prozessparameter identifiziert werden. Die Mikrostrukturgenese bei der elektrophoretischen Abscheidung soll durch eine Multiskalensimulation beschrieben und optimiert werden. Das Sinterverhalten der strukturierten Modellproben soll Aufschluss über Sinterphänomene beim Co-Firing geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen