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Entwicklung eines Druckkopfes mit Piezoaktoren für das 3D-Printing

 
: Reichel, Peter

Dresden, 2015, VII, 108 pp.
Dresden, TU, Dipl.-Arb., 2015
German
Thesis
Fraunhofer IWU ()
Maschinenbau; Werkzeugmaschine; Adaptronik; Piezoaktorik; 3D-Printing; 3D-Druck; Generative Fertigung; additive Fertigung; fused deposition modeling; FDM; Verschlussdüse; Festkörpergelenk

Abstract
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit einer technischen Weiter-entwicklung der Prozess- und Düsentechnologie im Fused Deposition Modeling (FDM). Durch einen Überblick über mehrachsige und mit abtragenden Verfahren kombinierte generative Fertigungsverfahren, sowie Entwicklungen beim FDM, wird das Entwicklungspotenzial in diesem Bereich abgeschätzt. Darauf baut die in dieser Arbeit durchgeführte Entwicklung eines adaptiven Druckkopfs mit einer piezobasierten Düsentechnologie für FDM auf. Die entwickelte Düse ist sowohl bei sequentiellem Verschluss als auch mit statischer Verstellfunktion des Auslassquerschnitts zu betreiben. Hier wird eine Düse mit zweiteiliger Blende eingesetzt, welche das Druckmaterial (Kunststoff) erhitzt und quetschend abtrennt oder verformt. Die Aktorik zur Verstellung der Düse besteht aus einem Piezo-Stapelaktor, der für den Einsatzfall ausgelegt wird. Ebenso wird die Aktorik durch ein Hebelsystem an die Anwendung angepasst, welches Festkörpergelenke als Drehgelenke beinhaltet. Die Auslegung der Festkörpergelenke ist ebenfalls Teil dieser Arbeit. Abschließend wird das Konzept eines Druckkopfes vorgestellt, welcher als adaptives System in eine Werkzeugmaschine eingebunden, somit auch mehrachsig verfahren und in Kombination mit abtragenden Verfahren eingesetzt werden kann.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-345160.html