Stereolithografie CeraFab7500

CeraFab7500 der Firma Lithoz GmbH zur additiven Herstellung von Keramikbauteilen (Bildquelle:Lithoz)

Die stereolithografische additive Fertigung ist das präziseste Verfahren, das das Additive Manufacturing (AM) zu bieten hat. Das Institut für Produktionstechnik verfügt über die Anlage CeraFab7500 der Firma Lithoz GmbH, die das Verfahren des Digital Light Processing (DLP) nutzt, eine Unterform der Stereolithografie. In der folgenden Abbildung ist das DLP-Verfahren schematisch dargestellt. Das Herzstück der Anlage ist der Digital Mirror Device (DMD)-Chip, dabei handelt es sich um ein System mit einzeln ansteuerbaren Spiegeln, die die Information des zu druckenden Querschnitts abbilden. Entsprechend wird das Licht der LED-Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 460 nm von den angesteuerten Spiegeln weitergeleitet und an die Bauplattform projiziert. Durch den Kippmechanismus der Schlickerwanne wird die so erzeugte Schicht schonend vom Wannenboden gelöst. Die Achse der Bauplattform verfährt anschließend um die Schichthöhe nach oben.

Neuer Schlicker wird durch die Rotationsbewegung der Schlickerwanne aufgetragen. Eine gleichmäßige Schichthöhe des Materials wird durch die Rakel gewährleistet. Der Schlicker bezeichnet eine Mischung aus Werkstoffpulver, Monomer und photosensitivem Material, das bei Belichtung mit blauem Licht polymerisiert. Am Ende des Baujobs hängt das gedruckte Bauteil auf dem Kopf gedreht an der Bauplattform. Das Bauteil liegt im grünen Zustand vor und muss abschließend durch einen Entbinderungs- und Sinterprozess in ein belastbares Bauteil versetzt werden.

Das Projekt ActivePower hat zum Ziel, die 3D-MID Technologie auf Keramiksubstrate zu übertragen. Für den Anwender bedeutet dies hochfunktionale, mechatronische Baugruppen für die Hochleistungselektronik. Die Begrenzung für die heutige Technologie ist die Schmelztemperatur des thermoplastischen Grundsubstrats. Vor diesem Hintergrund wird die additive Fertigung genutzt, um Probekörper zu fertigen und eine Individualfertigung zu etablieren. Die Herausforderung steckt anschließend in der Anbindung der Metalle für die Leiterbahnherstellung und somit der elektrischen Funktionalisierung der Oberfläche.

Prinzipskizze des DLP-Verfahrens

Projekte

AiF ActivePower

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Elisa Götze

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