توضیحات
In this dissertation a new process chain for the Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices (AMMID) is described, which provides a new way to manufacture 3-dimensional electronic devices based on the selective laser sintering (SLS) process using laser direct structuring (LDS) and metallization. The AMMID process chain meets the rising demand for highly functionalized parts, increasing individualization and shortening development cycles for electronic products.
The development for this process chain is based on an extensive literature review that indicates that an SLS-based process chain has great potential to produce 3-dimensional electronic devices with properties and with the future perspective of being suitable for an individualized mass production. The biggest, initial, technical hurdle is an unstable SLS process using a conventional LDS additive. The compound of SLS material and LDS additive was analyzed with DSC, which shows that the additive changes the melting behavior of the polymer by reducing the sintering window. A fine metal powder as an alternative additive affects the sintering window less and enables a stable process. To choose a suitable particle size and content for the metal powder an analytical material model is provided, that predicts the additive particle distribution within the material. This material model deepens the understanding of the activation mechanism during laser activation, provides hands-on information for powder preparation and it is applied for the design of the experiment for the development of the process chain with the new material.
Preliminary experiments are conducted along with the insights of the material model, which prove that redeposition is the main activation mechanism during laser activation with fine metal powders. Based on this, the process chain is developed, starting with a determination of a suitable additive content. A suitable material composition of a PA12 powder containing 2 wt.% of a copper powder with a mean particle diameter of 3.5 m was identified. With regard to the laser activation, working laser parameters are developed (working parameter set feasible for all used post-process treatments: PRF = 1 kHz, dh = 25 m, vs = 25 mm/s, tl = 20ns and P = 1.07 W). In this parameter development it is shown, that only closely located laser spots, enabling interaction of the laser pulses, are capable of activating the surface, while single laser pulses under applied conditions are not. By adding a post-process treatment as additional process step into the process chain, the quality of metallization and the size of design features could be improved. Chemical smoothing resulted in a complete reduction of unwanted metallization on non-activated surfaces. Conductor tracks with the minimal width of 300 m could be realized. The process chain could be applied to demonstrator parts such as a drone housing and a PSU panel of an aircraft. Thus, this dissertation has raised the technology readiness level (TRL) from TRL2 to TRL6.
Finally, an economic consideration provides insights on the cost structure of parts produced with the AMMID process. A comparison of AMMID and injection molding shows economic viability for small lot sizes, 400 parts in case of the drone housing and 150 parts in case of the PSU panel. Finally, the analysis of the cost structure gives advice which future developments in the process chain have the greatest effect on costs and provides prioritization.
————————————————————–
ترجمه ماشینی :
در این پایان نامه یک زنجیره فرآیند جدید برای ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک (AMMID) توضیح داده شده است که روش جدیدی را برای ساخت دستگاه های الکترونیکی سه بعدی بر اساس فرآیند تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) با استفاده از ساختار مستقیم لیزری ارائه می دهد. (LDS) و متالیزاسیون. زنجیره فرآیند AMMID تقاضای فزاینده برای قطعات بسیار کاربردی را برآورده میکند، افزایش فردیسازی و کوتاهتر کردن چرخههای توسعه محصولات الکترونیکی.
توسعه این زنجیره فرآیند بر اساس بررسی ادبیات گسترده است که نشان میدهد زنجیره فرآیند مبتنی بر SLS دارای عملکرد عالی است. پتانسیل تولید دستگاه های الکترونیکی سه بعدی با خواص و با چشم انداز آینده مناسب برای تولید انبوه فردی. بزرگترین، اولیه، مانع فنی یک فرآیند SLS ناپایدار با استفاده از یک افزودنی LDS معمولی است. ترکیب مواد SLS و افزودنی LDS با DSC آنالیز شد که نشان میدهد این افزودنی با کاهش پنجره تف جوشی رفتار ذوب پلیمر را تغییر میدهد. پودر فلز ریز به عنوان یک افزودنی جایگزین کمتر بر پنجره تف جوشی تأثیر می گذارد و فرآیندی پایدار را امکان پذیر می کند. برای انتخاب اندازه ذرات و محتوای مناسب برای پودر فلز، یک مدل مواد تحلیلی ارائه شده است که توزیع ذرات افزودنی را در داخل ماده پیشبینی میکند. این مدل مواد درک مکانیسم فعالسازی را در حین فعالسازی لیزری عمیقتر میکند، اطلاعات عملی را برای آمادهسازی پودر فراهم میکند و برای طراحی آزمایش برای توسعه زنجیره فرآیند با مواد جدید استفاده میشود.
آزمایشهای اولیه هستند. همراه با بینش های مدل مواد، که ثابت می کند که رسوب مجدد مکانیسم فعال سازی اصلی در طول فعال سازی لیزری با پودرهای فلزی خوب است. بر این اساس، زنجیره فرآیند توسعه مییابد و با تعیین محتوای افزودنی مناسب شروع میشود. یک ترکیب مواد مناسب از پودر PA12 حاوی 2 درصد وزنی پودر مس با قطر ذرات متوسط 3.5 متر شناسایی شد. با توجه به فعالسازی لیزر، پارامترهای لیزر کار توسعه داده میشوند (مجموعه پارامترهای کاری برای همه درمانهای پس از فرآیند مورد
tag : دانلود کتاب ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک , Download ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک , دانلود ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک , Download Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices Book , ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک دانلود , buy ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک , خرید کتاب ساخت افزودنی دستگاه های مجتمع مکاترونیک , دانلود کتاب Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices , کتاب Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices , دانلود Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices , خرید Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices , خرید کتاب Additive Manufacturing of Mechatronic Integrated Devices ,
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.