Innovatieve 2D-coatingtechnieken als tool voor de ruwheidsreductie van 3D-geprinte substraten

Abstract

IMO-IMOMEC te Hasselt werkt samen met Flanders Make aan een onderzoek naar de mogelijkheden van 3D-geprinte objecten voor serieproductie. Een groot nadeel van deze producten is de hoge gemiddelde oppervlakteruwheid zodat manuele, tijdsintensieve nabehandeling nodig is. Om dit probleem op te lossen onderzoekt deze thesis ultrasoon spraycoaten, een recent ontwikkelde in-line techniek voor het aanbrengen van deklagen, als hulpmiddel om de ruwheid van het 3D-geprinte stuk te verbeteren. Het hoofddoel is bijgevolg het vinden van de meest optimale parameters voor het coatproces om een gemiddelde oppervlakteruwheid van 100nm te bereiken. Voor deze optimalisatie is gebruik gemaakt van polymeer substraten, afkomstig van fused deposition modeling als additieve vervaardigingstechniek. Dit in combinatie met een PMMA-aceton oplossing als inkt voor het coatproces. Een uitgebreide en nauwgezette analyse van parameters voor het coatproces zoals afzetvolume, printsnelheid, temperatuur en aantal coatinglagen is uitgevoerd. Hierbij ligt de focus op procesparameters die de gemiddelde oppervlakteruwheid van het substraat verminderen. Uniforme en volledig dekkende lagen zijn verkregen met concentraties van 0,5 m% en 2m%. Na een tweestapsproces van 20 lagen (2m%; 2ml/min; 50mm/s; 30°C; 70mm afstand tot het mondstuk) en 130 lagen (0,5m%; 0,5ml/min; 10mm/s; 14°C; 55mm), zijn ruwheden van 6400nm verkregen, een verbetering van 42% ten opzichte van de oorspronkelijke 11000nm.