Individuelle monolithische Mikrosysteme aus dem 3D-Multi-Drucker (µProdhome). Abschlussbericht. Berichtszeitraum: 01. Mai 2010 - 31. März 2011
(German)
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Es wurde eine strukturierte Technologieanalyse nach einer Bottom-up-Methode durchgeführt. Dabei wurde herausgearbeitet in welchem Maße die betrachteten Technologien und Verfahren sich für eine integrierte Fertigungslösung eignen. Dies stellte die Basis für spätere Untersuchungen und Konzepte einer solchen uProd@Home-Fertigungslösung dar. Es zeigt sich, dass potenziell geeignete Verfahren vorhanden sind. Diese funktionieren einzeln, jedoch zeichnen sich technologische Hürden bei der Kombination dieser Verfahren ab. Eine freie Kombination ist sicherlich nicht möglich, da beispielsweise die Umgebung beim Lasersintern nicht geeignet ist, um darin eine Mikromontage durchzuführen. Es ist durch die Technologieanalyse möglich festzustellen, welche Verfahren tendenziell geeignet sind, es kann jedoch noch keine Aussage über die tatsächliche Eignung getroffen werden. Anschließend wurde eine Umfrage durchgeführt, die sich speziell an Firmen richtet, die der Mikrosystemtechnik oder den generativen Fertigungsverfahren zuzuordnen sind. Dabei wurde festgestellt, dass kleine Unternehmen noch großes Potential für den Einsatz von Mikrotechnik haben. Eine Fertigungslösung, die zwar keine hohen Durchsätze, aber hohe Qualität und Individualität bieten kann passt zu den Bedürfnissen der kleinen und mittelständischen Unternehmen. Weiterhin wurde ein deutlicher Bedarf an weiterer Miniaturisierung und Integration von Funktionalität ermittelt. Im nächsten Schritt wurde ein Demonstrator konzipiert, anhand dessen experimentell die Eignung einer Kombination heute verfügbarer Verfahren untersucht werden soll. Dieser Demonstrator kombiniert drei generative Verfahren mit Verfahren der Mikromontage. Es wurde festgestellt, dass die Kombination möglich, jedoch noch mit erheblichen technologischen Hürden versehen ist. Auf der anderen Seite stehen neue konstruktive und fertigungstechnische Möglichkeiten zur Verfügung. Mit neuen generativen Verfahren, ohne Supportmaterial und höheren Auflösungen wäre die Ausgangslage für eine Kombination von Prozessen für eine integrierte Fertigungslösung deutlich besser und damit hochintegrierte 3D-Mikrobauteile eher zu realisieren. Die erarbeiteten Ergebnisse aus dieser Studie indizieren die potenzielle Möglichkeit und den Bedarf einer Fertigungslösung die generative Verfahren mit Verfahren der Mikromontage kombiniert. Prinzipiell ist eine Kombination möglich und neue Technologien wie beispielsweise MPP versprechen weitere Möglichkeiten der 3D-Fertigung. Untersuchungen im Bereich der Verfahren, der Kombination dieser und einer integrierten Fertigung würden weitere Erkenntnisse liefern und neue Möglichkeiten der Fertigung eröffnen.