Titelaufnahme

Titel
Lithographiebasierte Herstellung metallischer Bauteile / von Peter Dorfinger
VerfasserDorfinger, Peter
Begutachter / BegutachterinStampfl Jürgen
Erschienen2013
UmfangVI, 72 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Lithographie, Generative Fertigung, 316L, Photopolymerisation,
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-73220 Persistent Identifier (URN)
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Lithographiebasierte Herstellung metallischer Bauteile [5.26 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Diplomarbeit widmet sich der Frage, ob es möglich ist metallische Bauteile mittels lithographiebasierter generativer Fertigung herzustellen. Mit dem an der Technischen Universität Wien entwickelten Blueprinter, der auf der Digital Light Processing Technologie beruht, ist eine schnelle schichtweise Fertigung eines dreidimensionalen Baukörpers möglich. Der sogenannte Schlicker, eine Suspension aus einem lichtempfindlichen Harz und einem feinen Metallpulver, ist das Ausgangsmaterial. Das gewünschte Bauteil muss als CAD-Datei vorliegen, das softwareunterstützt in einzelne Schichten zerlegt wird, welche im Anschluss Schicht für Schicht belichtet werden. Der Blueprinter belichtet eine gesamte Maske in einem Schritt und startet somit die Photopolymerisation, die den Schlicker an der beleuchtenden Fläche aushärten lässt. Mit dünnen Schichten sind auch sehr detaillierte Strukturen in der z-Richtung möglich. Der sogenannte Grünling ist dann erstellt, wenn alle Schichten aneinander haften und der Bauteil noch das Harz beinhaltet. Um zu einem rein metallischen Gefüge zu kommen, muss das Harz aus dem System entfernt werden. Dies geschieht beim Entbindern.

Nach dem Entbindern besitzt das Bauteil noch keine Festigkeit, diese wird erst beim Sintern erreicht. Dies geschieht durch Erhitzen über 1100C, aber unter dem Schmelzpunkt des Metalls.

Die Aufgabe dieser Arbeit ist eine Schlickerformulierung zu entwickeln, die im Blueprinter verbaut werden kann. Des Weiteren wird ein passendes Entbinderungs- und Sinterprogramm gesucht. Die Annäherung an so ein Programm erfolgt mit thermoanalytischen Methoden.

Zusammenfassung (Englisch)

This master thesis addresses the question if it is possible to generate metallic components using lithography based additive manufacturing. The "blueprinter" developed by the Vienna University of Technology is based on the Digital Light Processing technology and makes it possible to build three-dimensional structures by a layerwise approach. The so-called slurry, a suspension of a light-sensitive resin and a fine metal powder, is the starting material. The design of the structure to be manufactured must be available as a CAD-file, which is sliced into thin layers by an appropriate software. These individual layers that are then exposed layer by layer. The blueprinter exposes an entire mask in one single step and thus starts the photopolymerization, which allows the slurry to solidify on the illuminated surface. With thin layers very detailed structures in the z-direction are also possible. The green part is created when all the layers adhere to each other including the resin. To get a purely metallic part, the polymeric binder must be removed from the green part. This happens during the debinding process. After debinding the component has a very limited strength, which is only achieved during sintering. This is accomplished by heating above 1100C but below the melting point of the metal.

The purpose of this work is to develop a formulation of the slurry that can be processed in the blueprinter. Furthermore a suitable debinding- and sintering- programme is required. Thermoanalytical methods are used to define such a program.