Hochtemperatur-Tropfenerzeuger für das Rapid Manufacturing
Final Report Abstract
In dem hier beschriebenen Projekt wurden Tropfenerzeuger entwickelt, die sich für eine Dosierung von Flüssigkeiten im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 500 °C eignen. Der Schwerpunkt lag dabei auf deir Untersuchung und Weiterentwicklung eines elektromagnetischen Systems, das bei Projektbeginn in Form eines ersten Versuchsmusters vorlag. Gegenüber anderen Tropfenerzeugern bietet es u. a. den Vorteil der schnellen Austauschbarkeit der Fluidkanäle bei Verstopfung, zusammen mit dem breitesten Temperaturbereich. Der Druckkopf eignet sich für den Einsatz in einem Rapid-Manufacturing-Verfahren zur Verarbeitung sowohl von Polymeren als auch von Lötzinn. Darüber hinaus konnte die Anwendbarkeit des Konstruktionsprinzips auf die Dosierung von flüssigem Aluminium nachgewiesen werden. Durch die simulative Untersuchung sowohl des Magnetfelds als auch der fluidmechanischen Vorgänge konnte ein umfassendes Verständnis der physikalischen Abläufe gewonnen werden. Die Anpassung der Ansteuerung an den Druckkopf wurde dadurch wesentlich erleichtert. Die anfangs komplexen manuellen Abläufe bei der Herstellung der Einzelkomponenten konnten weitgehend automatisiert werden. Die Voraussetzungen für eine Serienherstellung der Tropfenerzeuger sind damit gegeben. Neben dem Tropfenerzeuger selbst war auch die Materialzufuhr ein Gegenstand der Untersuchungen. Durch die entwickelten Zufuhrmechanismen konnte auf die anderweitig eingesetzten schutzgasgefüllten und beheizten Vorratstanks verzichtet werden, was sowohl aus konstruktiven als auch aus Anwendungsgesichtspunkten eine wesentliche Vereinfachung darstellt. Im Fortgang der Entwicklung konnten Tropfenerzeuger, Ansteuerung und X-Y-Verfahrtisch in einen kompakten Aufbau zusammengeführt werden. Der Aufbau ist modular und für zukünftige Untersuchungen leicht erweiterbar. Aufgrund der in diesem Projekt entwickelten Systeme sind die Voraussetzungen für die Durchführung von anwendungsspezifischeren Folge Untersuchungen gegeben, die zum Teil bereits angelaufen sind.
Publications
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Hochtemperatur-Tropfenerzeugung mittels eines elektromagnetischen Drop-on-Demand-Systems. Beitrag zum Mikrosystemtechnik-Kongress 2005, Freiburg 10.-12.10.2005. In: Zengerle, R.; Fabricius, N.; Geßner, T. (Ed.), Mikrosystemtechnik-Kongress 2005, VDE Verlag, pp. 325-328.
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Rapid Prototyping am Lehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik Maschinenbau Bayern, fb-Werbeservice München, pp 116-118
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Technologien für die Fertigung individualisierter Produkte In: Individualisierte Produkte - Komplexität beherrschen in Entwicklung und Produktion, ed. U. Lindemann, R. Reichwald, M.F. Zäh, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.
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