WO2010061235A1 - Verfahren zur formung von mikrostrukturen oder verfahren zur reduzierung des gewichtes von massiven bauteilen durch erzeugung von mikrostrukturen - Google Patents

Abstract

Es gibt Maschinen (3D Drucker) mit denen man mikrometergroße Bauteile aus verschiedenen Materialien durch verschiedene Verfahren zusammenfügen kann. Wenn man diese Teile, bestehend aus massiven Bauteilen meist im Millimeterbereich, aber auflöst und durch regelmäßige Strukturen aus Stäben und Flächen zu den entsprechenden Tragwerken im Mikrometerbereich zusammensetzt und diese auch offen lässt, erhält man Gewichtsreduktion und Materialeinsparung. Man kann die Stabilität verbessern und richten, d.h. in einer Richtung verstärken oder schwächen oder bei thermisch beanspruchten Teilen wie Verbrennungsmotoren dadurch, das die Oberfläche wesentlich vergrößert wird, auch mehr Kühlung erreichen. Mit den heute käuflichen 3D Druckern kann man Gehäuseteilen aus Mikrostrukturmaterial für mobile Geräte wie Staubsauger, Mobiltelefone, Computer, Brillen und Kofferschalen produzieren. Wenn man die Abmessungen der momentan käuflichen Drucker unter Beibehaltung der Genauigkeit vergrößert, kann man Autokarosserien und Flugzeugbauteile aus Mikrostrukturmaterial produzieren.

Description

Mikrostruktuπnaterial Titel Verfahren zur Formung von Mikrostrukturmaterial oder Verfahren zur Reduzierung des Gewichtes von massiven Bauteilen durch Erzeugung von Mikrostrukturen

Stand der Technik

Es gibt Maschinen zum Zusammenfügen von mikrometergroßen

Materialteilen zum Beispiel aus Kunststoff, Metall oder

Verbundwerkstoffen.

Es gibt Metallschaumbauteile und Kunststoffschaumbauteile. 0 Es gibt im Bauwesen und im Maschinenbau die Möglichkeit, massive

Bauteile als Stabtragwerke und Flächentragwerke zu gestalten.

Beschreibung

Wenn man bei Bauteilen Gewicht reduzieren will, besteht die 5 Möglichkeit des Schäumens. Allerdings hat dies den Nachteil, dass der innere Aufbau regellos und geschlossen ist. Seit einigen Jahren sind Maschinen auf dem Markt, 3D Drucker genannt, mit denen man mikrometergroße Bauteile aus verschiedenen Materialien, zum Beispiel Kunststoff oder Metall durch 0 verschiedene Verfahren wie Kleben, Schweißen oder Lasersintern, zusammenfügen kann. Bis heute wurden diese Maschinen überwiegend für die Produktion von Modellen, Prototypen, Gussformen und medizinischen Kleinserien eingesetzt und nicht für die Produktion von Großserienteilen. Wenn man diese Teile, bestehend aus massiven Bauteilen meist im Millimeterbereich, aber auflöst und durch regelmäßige Strukturen aus Stäben und Flächen zu den entsprechenden Tragwerken im Mikrometerbereich zusammensetzt (siehe Fig 1 Axonometrie Mikrostrukturmaterial etwa 6x6x1 mm als Flächentragwerk einseitig offen und Fig 2 Axonometrie Mikrostrukturmaterial etwa 6x6x0,8 mm als Kombination aus Stab und Flächentragwerk dreiseitig offen) und diese offen lässt, erhält man je nach Ausformung große Gewichtsreduktion und Materialeinsparung.

Außerdem gibt es je nach Material auch noch andere Verbesserungen. Man kann die Stabilität verbessern oder bei thermisch beanspruchten Teilen wie Verbrennungsmotoren dadurch, daß mit der Ausbildung als Stabtragwerk oder Flächentragwerk oder einer Kombination aus beidem die Oberfläche wesentlich vergrößert wird, auch eine bessere Kühlung erreichen. Wenn man die Abmessungen der bestehenden und käuflichen Drucker unter Beibehaltung der Genauigkeit vergrößert, dann wird es auch möglich sein, Autokarosserien und Flugzeugrümpfe oder Flugzeugflügel, bestehend aus Mikrostrukturmaterial zu produzieren. Wenn man davon ausgeht, dass eine Gewichtreduktion von 50% beim Bau eines Autos möglich ist, dann kann man sich ausrechnen, welche Einsparungen beim Transport und dem Energieverbrauch dazu möglich sind.

Gewerbsmäßige Anwendung Eine gewerbsmäßige Anwendung ist möglich in der Produktion von Gehäuseteilen für mobile Geräte, zum Beispiel: Staubsauger, Mobiltelefone, Computer, Brillen und Kofferschalen. Eine gewerbsmäßige Anwendung wird möglich werden in der Produktion von Autoteilen wie Karosserien, Reifen, Motorgehäusen sowie Flugzeugen und Raketenteilen.

Claims

Ansprüche

Ein Verfahren zur Ausformung von Bauteilen im Mikrometerbereich, um Gewicht zu reduzieren und Oberflächen zur Verbesserung der thermischen Ableitung zu vergrößern, gekennzeichnet dadurch

1 ) das massive Teile durch Stabtragwerke ersetzt werden und gekennzeichnet dadurch

2) das massive Teile durch Flächentragwerke ersetzt werden und gekennzeichnet dadurch 3) das massive Teile durch Kombinationen aus Stabtragwerken und Flächentragwerken ersetzt werden