Additive Fertigung, Laserdirektstrukturierung und chemische Metallisierung von Duroplasten: Material- und Prozessentwicklung

Die Produktion von Komponenten mittels additiver Fertigung erlangt im Rahmen der zunehmenden Individualisierung von Produkten immer größere Bedeutung.[1] Im Gegensatz zu konventionellen Herstellungsprozessen ist die additive Fertigung als werkzeugloses Verfahren auch bei kleinen Stückzahlen bis hin zur Losgröße eins wirtschaftlich, [2] da der Initialaufwand sehr gering und die Designflexibilität sehr hoch ist. In diesem Projekt soll für die additive Fertigung mittels Stereolithographie ein laseraktivierbares Material entwickelt und Verfahren zum Aufbau, zur Laseraktivierung und se-lektiven Metallisierung additiv gefertigter 3D-Kunststoffbauteile untersucht werden. ... mehrDie Kombination von additiver Fer-tigung des 3D-Kunststoffbauteils und laserbasierter Strukturierung ermöglicht eine komplett werkzeuglose Fertigung mit auf der Oberfläche aufgebrachten Leiterbahnstrukturen für kunststoffbasierte mechatronische oder mikrosystemtechni-sche Baugruppen. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auch auf der Herstellung von Polymer-Keramik-Kompositen mit hoher Wärmeleitfähigkeit ≥ 1 W/(mK). Diese garantiert den raschen Abtransport der Abwärme von elektrischen Bautei-len und ermöglicht im Verbund mit der hohen mechanischen und chemischen Stabilität von Duroplasten den Einsatz in technisch anspruchsvollen Umgebungen.

The production of components by means of additive manufacturing is becoming increasingly important in the context of the growing demand for the individualization of products. [1] In contrast to conventional manufacturing processes, addi-tive manufacturing as a tool-free process is economical even for small quantities up to a lot size of one, [2] since the initial effort is very low and the design flexibility is very high. In this project, a laser-activatable material is to be developed for additive manufacturing by means of stereolithography. In addition, methods for the construction, laser activation and selective metallization of additively manufactured 3D plastic components are to be investigated. ... mehrThe combination of additive manufacturing of the 3D plastic component and laser-based structuring enables completely tool-free production with conductor track structures applied to the surface for plastic-based mechatronic or microsystem-technical assemblies. Particular attention is also paid to the production of polymer-ceramic composites with high thermal conductivity ≥ 1 W/(mK). This guarantees the rapid removal of waste heat from electrical components and, in combination with the high mechanical and chemical stability of thermosets, enables utilization in technically demanding environments.