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Generative Fertigung in großen Stückzahlen - Der 3D-Siebdruck

Additive Manufacturing in large quantities - 3D Metal Printing with screen printing
 
: Studnitzky, T.; Jurisch, M.; Andersen, O.; Kieback, B.

Verein der Ingenieure und Techniker in Thüringen, Erfurt:
Fachmesse und Anwendertagung für Rapid-Technologie 2014 : Rapid.Tech 2014; 14.-15. Mai 2014, Erfurt
Erfurt: DESOTRON Verlagsgesellschaft, 2014
ISBN: 978-3-932875-36-6
8 pp.
Fachmesse und Anwendertagung für Rapid-Technologie (Rapid.Tech) <2014, Erfurt>
German
Conference Paper
Fraunhofer IFAM, Institutsteil Pulvermetallurgie und Verbundwerkstoffe Dresden ()

Abstract
Durch die Herstellung komplexer endformnaher Bauteile auch aus schwer bearbeitbaren Werkstoffen haben sich generative Fertigungsverfahren schnell zu einer konkurrenzfähigen Technologie entwickelt, wobei der industrielle Durchbruch aufgrund der geringen Stückzahlen noch nicht erfolgt ist. Zudem stoßen mit der Miniaturisierung von Bauteilen die bekannten generativen Verfahren an ihre Grenzen. In diesem Beitrag wird der dreidimensionale Siebdruck als innovative massentaugliche Technologie zur pulvermetallurgischen Herstellung mikrostrukturierter Bauteile aus beliebigen metallischen, keramischen und Polymerwerkstoffen vorgestellt. Dabei können auch traditionell schwierige Werkstoffe wie Kupfer, Seltene Erden oder Hartmetalle verarbeitet werden. Er basiert auf dem etablierten industriellen zweidimensionalen Siebdruck, der am Fraunhofer IFAM Dresden weiterentwickelt wird. Durch die Erweiterung um eine dritte Dimension können Bauteile mit Strukturfeinheiten von 70 µm gefertigt werden. Ein Design-Wechsel wahrend des Drucks ermöglicht geometrische Variationen wie geschlossene Kanäle ohne Stützstrukturen, die mit konventionellen generativen Verfahren nicht vorstellbar sind. Durch die Kombination der beiden massentauglichen Verfahren Siebdruck und Pulvermetallurgie sind je nach Bauteil Stückzahlen im Millionenbereich realisierbar, die bisher Verfahren wie dem Spritzguss vorbehalten waren.

 

Since Additive Manufacturing methods allow the manufacturing of complex parts they became a technology which is widely used in many applications. On the other hand there is still a need of real mass production with additive manufacturing. Additionally most of the processes are limited in surface quality and miniaturization. In this work the innovative 3D Metal Printing process is presented, which is capable to manufacture precise structures in large quantities for real mass production. The 3D Metal Printing is based on the conventional industrialized 2D screen printing with an additional third dimension. The slurry based process allows walls down to 70 µm, closed channels and even complete hollow structures, since no supporting structures are needed during printing. Due to the nature of the process nearly every material can be used, which is available as a powder, such as metals, ceramics, glass and polymers without any restrictions in machinability and powder parameters With the combination of two technologies capable of mass production - screen printing and powder technology, the presented 3D Metal Printing allows the production of more than one million parts per year, which is comparable with the injection molding.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-318149.html