Entwicklung von Keramik-Polymer-Kompositen mit verstärkten mechanischen Eigenschaften für den 3D-Tintenstrahldruck

Conference: MikroSystemTechnik 2019 - Kongress
10/28/2019 - 10/30/2019 at Berlin, Deutschland

Proceedings: MikroSystemTechnik Kongress 2019

Pages: 4Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Qazzazie, Afnan (Institut für Mikrosystemtechnik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79110 Freiburg im Breisgau, Deutschland)
Graf, Dennis; Hanemann, Thomas (Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffkunde, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, und Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79110 Freiburg im Breisgau, Deutschland)

Abstract:
Der Einfluss von Al2O3-Nanopartikel unterschiedlicher Partikelgröße auf die mechanischen Eigenschaften einer Acrylat-Mischung, die für den 3D Tintenstahldrucker entwickelt wurde, wurde im Rahmen dieser Arbeit untersucht. Bei 60 °C haben alle formulierten Tinten eine Viskosität unter 9 mPa∙s, was den gegebenen Rahmenbedingungen des Druckprozes-ses entspricht. Die gemahlenen Nanopartikel zeigen eine monomodale Partikelgrößenverteilung mit einem d50 Wert von 152 nm für die 35 nm großen Partikeln und einen d50 Wert von 111 nm für die 13 nm großen Partikel in der Acrylatmischung. Für die Stabilisierung der Nanopartikel wurde 3,6,9-Trioxadecansäure (TODS) verwendet, welches mittels thermogravimetrischer Analyse nachgewiesen werden konnte. Die gedruckten und UV-ausgehärteten Probekörper weisen ein charakteristisches sprödes Verhalten auf. Der höchste Wert für die Zugfestigkeit wurde für das reine Acrylatharz gemessen und liegt bei 36 MPa. Eine Verbesserung der Zugfestigkeit konnte mithilfe der Nanopartikel nicht erreicht werden, jedoch sind die Werte in der gleichen Größenordnung wie die reine Acrylat-Mischung. Der höchste E-Modul-Wert von 392 MPa wurde für das mit 2,0 Vol.% gefüllte Keramik-Polymer Komposit (35 nm) gemessen, was einer 10,6 prozentigen Steigerung entspricht.