Untersuchung des Auftrags von Silberpartikeltinte zur Erzeugung von leitfähigen Strukturen für die Einbettende Stereolithographie

Abstract

Die Anforderungen für mechatronische Systeme in Bezug auf Funktionalität, Integrationsdichte und Kosten unter Berücksichtigung unterschiedlicher Anwendungsgebiete sind in den letzten Jahren gestiegen, wodurch eine Nachfrage an komplexen mechatronischen Modulen existiert. Additive Verfahren bieten gerade im Bereich der Einzel- oder Kleinserienfertigung die Möglichkeit für eine kostengünstige Produktion von hochkomplexen Bauteilen, da eine teure Herstellung des Werkzeugs gegenüber der konventionellen Fertigung entfällt. Um den wirtschaftlichen und technologischen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte entgegen zu treten, müssen zukünftige Fertigungsverfahren nicht nur flexibel den geforderten Variantenreichtum abdecken können, sondern auch eine direkte Integration von mechanischen, elektrischen und informatorischen Komponenten in die zu produzierenden Aggregate beinhalten. Die Stereolithographie (SLA) ist in diesem Zusammenhang eine Technologie, die sich sowohl durch die Generierung von Bauteilen mit einer hohen Oberflächengüte im Vergleich zu anderen Rapid Prototyping Verfahren abhebt, als auch die Integration von elektronischen Funktionskomponenten in Bauteile ohne thermische Belastung ermöglicht. Der folgende Artikel beschreibt eine hybride Fertigungstechnologie, die sogenannte Einbettende Stereolithographie, mit dieser die Erzeugung von mechatronischen Baugruppen durch Einbetten elektronischer Komponenten realisiert werden kann. Die Experimente umfassen die Untersuchung zur Applizierung von Silberpartikeltinte mittels Dispenssystem auf SLA-Bauteile. Hierbei werden das Benetzungsverhalten des Leitmediums im flüssigen Zustand sowie das Fließverhalten auf 2½D- und 3D-Geometrien grundlegend beleuchtet. Anschließend werden die Prozessgrenzen des Verfahrens und darauf aufbauende Lösungsansätze erläutert.