Rapid Prototyping von mikrotechnischen Bauteilen aus Keramik und Metall mittels Powder Fused Deposition Modeling

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Hanemann
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283446569

Ziel des hier beantragten Vorhabens mit dem Titel Rapid Prototyping von mikrotechnischen Bautei-len aus Keramik und Metall mittels Powder Fused Deposition Modeling (P-FDM) ist die Entwicklung einer neuen werkzeugfreien Prozesskette zur kostengünstigen Direktfertigung von Bauteilen aus Keramik oder Metall mit strukturellen Details kleiner 100 µm. Zentraler Aspekt des Vorhabens ist die Weiterentwicklung des bisher nur in der Makrowelt und für Kunststoffbauteile etablierten Rapid Prototyping-Verfahrens Fused Deposition Modeling (FDM), zur direkten Herstellung dreidi-mensionaler keramischer und metallischer Bauteile. Im Rahmen dieser Prozesskette des Powder Fused Deposition Modeling sollen daher Formmassen, bestehend aus einem polymeren Binder-gemisch, feinskaligen Keramik- oder Metallpulvern, sowie Dispergatoren, entwickelt werden, die die Realisierung von Bauteilen mit geometrischen Details kleiner 100 µm über P-FDM erlauben. Diese Formmassen müssen als Filament wickelbar und dem 3D-Drucker über Andruckrollen zuführbar sein. Dazu sind umfassende Untersuchungen zur Formmasseentwicklung, der eigentlichen Freiformgebung sowie der sich anschließenden thermischen Nachbehandlung notwendig. Am Ende des Projektes soll eine neue Prozesskette, bestehend aus den Einzelschritten Formmasse- und Filamentherstellung, Freiformgebung (3D-Druck) über P-FDM, Entbindern und Sintern aufgestellt sein. Darüber hinaus soll die systematische Ermittlung von Prozessparameter-Bauteileigenschafts-Korrelationen den P-FDM Prozess in der nötigen wissenschaftlichen Tiefe erforschen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen