Konstruktive Semesterarbeit/Diplomarbeit betreut durch Thomas Ottnad und Tim Lüth.
Motivation:
Rapid Prototyping (RP) Verfahren haben in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Die Vorteile, wie etwa schnell und einfach Anschauungs- und Haptikmodelle zu erstellen, liegen auf der Hand. An der Verwendung verschiedenster Werkstoffe und der Erzeugung von Bauteilen mit definierten Festigkeitseigenschaften wird weltweit geforscht. RP-Verfahren werden eine immer größere Rolle spielen und der Trend wird vom Rapid Prototyping über das Rapid Tooling hin zum Rapid Manufacturing, der direkten Erzeugung von Halbzeugen und Produkten, gehen.
Stand der Technik
Trotz der teilweise schon recht ausgereiften Technik diverser RP-Verfahren besteht ein deutlicher Bedarf an Verbesserungen auf diesem Gebiet – alleine die Wahl der Baustrategie stellt eine herausfordernde Thematik dar. Ein robuster, voll funktionsfähiger 3D-Wachsdrucker soll hierfür aufgebaut werden und wichtige Erkenntnisse liefern.
Aufgabe
Am Lehrstuhl wurden verschiedene Ansätze zum Drucken von Wachs entwickelt. Im Rahmen einiger Semesterarbeiten wurden die mechanischen Komponenten eines 3D-Wachsdrucker mit piezoelektrischem Biegewandler neu aufgebaut. Als nächster Schritt steht die Verbesserung der Ansteuerung des piezoelektrischen Biegewandler an. Das System soll durch eine intuitiv bedienbare elektrische Ansteuereinheit erweitert werden – eine PC-basierte Benutzeroberfläche und/oder ein Microcontroller sind dabei denkbar. Für den Aufbau und die Inbetriebnahme eines solchen Systems bietet der Lehrstuhl eine umfangreiche Laborausstattung mit verschiedensten Fertigungsverfahren.
Ergebnis
In diesem Zusammenhang sind mehrere Semester- und Diplomarbeiten zu vergeben. Als Ergebnis soll ein funktionierendes 3D-Drucksystem aufgebaut werden. Der Aufbau sowie experimentelle Untersuchungen werden in Form einer technischen Dokumentation zusammengefasst. Voraussetzungen sind ein fundiertes technisches Verständnis, Eigeninitiative und Kreativität.
Referenzen
E. Ozkol, J. Ebert, K. Uibel, A.M. Watjen, R. Telle, Development of high solid content aqueous 3Y-TZP suspensions for direct inkjet printing using a thermal inkjet printer, Journal of the European Ceramic Society, Volume 29, Issue 3, February 2009, Pages 403-409, ISSN 0955-2219, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.06.020.
Jaephil Do, Jane Y. Zhang, Catherine M. Klapperich, Maskless writing of microfluidics: Rapid prototyping of 3D microfluidics using scratch on a polymer substrate, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Volume 27, Issue 2, Translational Research - Where Engineering Meets Medicine, April 2011, Pages 245-248, ISSN 0736-5845, DOI: 10.1016/j.rcim.2010.06.004.
Yuchun Sun, Peijun Lu, Yong Wang, Study on CAD&RP for removable complete denture, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Volume 93, Issue 3, March 2009, Pages 266-272, ISSN 0169-2607, DOI: 10.1016/j.cmpb.2008.10.003.
Joachim Heinzl, Ink Jets, In: Yogesh Gianchandani, Osamu Tabata, and Hans Zappe, Editor(s)-in-Chief, Comprehensive Microsystems, Elsevier, Oxford, 2008, Pages 335-368, ISBN 978-0-44-452190-3, DOI: 10.1016/B978-044452190-3.00061-6.
Ben Utela, Duane Storti, Rhonda Anderson, Mark Ganter, A review of process development steps for new material systems in three dimensional printing (3DP), Journal of Manufacturing Processes, Volume 10, Issue 2, July 2008, Pages 96-104, ISSN 1526-6125, DOI: 10.1016/j.jmapro.2009.03.002.
B. Derby, Inkjet printing ceramics: From drops to solid, Journal of the European Ceramic Society, In Press, Corrected Proof, Available online 16 February 2011, ISSN 0955-2219, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.01.016.
D.T Pham, R.S Gault, A comparison of rapid prototyping technologies, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 38, Issues 10-11, October 1998, Pages 1257-1287, ISSN 0890-6955, DOI: 10.1016/S0890-6955(97)00137-5.