TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Formteilen mit integrierter Leiterbildstruktur mittels additiver Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing) aus einem elektrisch leitfähigen und einem nicht leitfähigen Material gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. dem Oberbegriff von Anspruch 9. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm zur Steuerung einer entsprechenden Vorrichtung sowie ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten dreidimensionalen Objekt. The invention relates to an apparatus and a method for producing three-dimensional molded parts with integrated conductive structure by means of additive manufacturing process (Additive Manufacturing) of an electrically conductive and a non-conductive material according to the preamble of claim 1 and the preamble of claim 9. The invention also relates to a computer program for controlling a corresponding device and a method of the invention by means of the and / or the device according to the invention manufactured three-dimensional object.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Die Nutzung von Hochtemperaturthermoplasten und deren strukturierte Metallisierung eröffnet der Elektronikindustrie eine neue Dimension von Schaltungsträgern: räumliche spritzgegossene Schaltungsträger (Molded Interconnect Devices, MID). The use of high-temperature thermoplastics and their structured metallization opens up the electronics industry a new dimension of circuit carriers: spatial molded interconnect devices (Molded Interconnect Devices, MID). MID sind Formteile mit integrierter Leiterbildstruktur. MID are molded parts with integrated ladder frame structure. Sie schaffen enorme technische Rationalisierungspotenziale und sind wesentlich umweltverträglicher als herkömmliche Leiterplatten, die sie jedoch nicht ablösen, sondern sinnvoll ergänzen. They create enormous technical potential for rationalization and are much more environmentally friendly than conventional circuit boards, which, however, does not replace but supplement useful.

Wesentliche Einsatzgebiete für die MID Technologie sind die Automobilelektronik und die Telekommunikation, daneben aber z. B. auch Computer, Hausgeräte oder die Medizintechnik. Main areas of application for the MID technology are the automotive electronics and telecommunications, but in addition z. B. also computers, household appliances and medical technology. Derzeit weist der Markt ein jährliches Wachstum in Höhe von etwa 20% auf. Currently, the market has an annual growth of about 20%. Bei dieser Erfindung geht es darum, Prototypen und Kleinserien dieser MID durch additive Fertigungsverfahren ohne den Einsatz von Werkzeugen zu erzeugen. In this invention, it comes to produce prototypes and small series of MID by additive manufacturing processes without the use of tools. Der räumliche spritzgegossene Schaltungsträger setzt sich aus dem 3D-Modell des Schaltungsträgers und dem 3D-Schaltungslayout zusammen. The spatial molded interconnect devices consists of the 3D model of the circuit board and the 3D circuit layout. Im Wesentlichen werden 3 Prozessschritte zur Herstellung von MIDs benötigt: Essentially 3 process steps for the production of MIDs are needed:

• 1. Herstellung des Schaltungsträgers 1. Preparation of the circuit carrier
• a. Einkomponentenspritzguss a. single-component
• b. b. Zweikomponentenspritzguss Two-component injection molding
• c. c. Insert Molding (Hinterspritzen der Schaltung/Leiterbahnen) Insert Molding (insert molding of the circuit and / or traces)
• 2. Strukturierung des Schaltungsträgers 2. structuring the circuit carrier
• 3. Metallisierung des Schaltungsträgers 3. metallization of the circuit carrier

Die unterschiedlichen Herstellungsverfahren sind im Detail in der einschlägigen Fachliteratur zu MIDs nachzulesen. The different production processes can be found in detail in the relevant literature to MIDs. Alle Verfahren haben gemein, dass bei dreidimensionalen Formteilen ein Spritzgusswerkzeug für den Schaltungsträger hergestellt werden muss und das Schaltungslayout entweder durch ein zweites, elektrisch leitfähiges Material strukturiert wird oder das Formteilmaterial entsprechend dem Layout leitfähig gemacht wird, um anschließend metallisiert werden zu können. All methods have in common is that in three-dimensional molded parts an injection mold for the circuit board must be established and the circuit layout is either structured by a second electrically conductive material or the molding material is made conductive in accordance with the layout in order to then be metallized can. Bei dieser großen Anzahl von komplexen Fertigungsschritten sind kleine Stückzahlen nicht wirtschaftlich und die Herstellung von Prototypen ist auf Grund der hohen Werkzeugkosten und der langen Fertigungszeiten kosten- und zeitaufwendig. With this large number of complex manufacturing steps small quantities are not economical and the production of prototypes is expensive due to the high tooling costs and long production times and time-consuming. Um die Herstellung von Prototypen und Kleinserien zu beschleunigen und bezahlbar zu machen, bieten sich additive Fertigungsverfahren an, bei denen multiple Materialien in einem Bauprozess eingesetzt werden können. In order to accelerate the production of prototypes and small series, and to make affordable, additive manufacturing process itself offer, in which multiple materials may be used in a construction process.

Im Rahmen dieser Erfindung soll als elektrisch leitfähiges Material erstmals eine TCO Tinte (TCO = Transparent Conducting Oxcides/Transparente leitfähige Oxide) eingesetzt werden, die vom Leibnitz-Institut für neue Materialien (INM) entwickelt worden ist. In the context of this invention is as electrically conductive material for the first time an ink TCO (TCO = transparent conducting Oxcides / transparent conductive oxides) are used which has been developed by the Leibniz Institute for New Materials (INM).
Link: http://www.inm-gmbh.de/2014/03/tco-tinten-ermoglichen-direktdruck-transparenterleiterstrukturen-auf-folie

Die TCO-Tinten enthalten Nanopartikel aus transparenten, leitfähigen Oxiden und werden über nasschemische Prozesse hergestellt. The TCO inks contain nanoparticles of transparent conductive oxides and are produced via wet-chemical processes. Üblicherweise werden TCOs mittels Vakuumbeschichtung, wie z. B. Sputtern, aufgetragen. Usually TCOs are removed via vacuum coating such. As sputtering applied. Diese neu vom INM entwickelte Methode ermöglicht erstmals den Direktdruck von transparenten Leiterstrukturen auf festen und/oder flexiblen Substrate, wie z. B. Kunststofffolien. This newly developed method allows the INM first direct printing of transparent conductor structures on fixed and / or flexible substrates, such. As plastic films. Die TCO-Tinte kann z. B. im Tiefdruckverfahren aufgetragen und bei < 150°C mittels UV-Strahlung fixiert bzw. ausgehärtet werden. The TCO-ink can be z. B. applied by gravure printing and fixed at <150 ° C by means of UV radiation or cured.

In der amerikanischen Patentanmeldung von Apple US 20130342592 A1 „Inkjet printer for printing on a three-dimensional object and related apparatus and method” wird vom Bedrucken eines dreidimensionalen Körpers mit leitfähiger Tinte mittels eines Tintenstrahldruckers gesprochen. In the American patent application US 20130342592 A1 of Apple "Inkjet printer for printing on a three-dimensional object and Related Apparatus and Method" is spoken by the printing of a three-dimensional body with conductive ink using an inkjet printer.

Diese Erfindung basiert allerdings darauf, die elektrisch leitfähige und mittels UV-Strahlung aushärtbare TCO-Tinte innerhalb eines Additive Manufacturing Verfahrens zur dreidimensionalen Strukturierung der Leiterbildstruktur einzusetzen. However, this invention is based on use of the electrically conductive and curable by UV radiation TCO ink within an additive manufacturing process for three-dimensional structuring of the conductive pattern structure.

Die Auswahl der Additive Manufacturing Verfahren in dieser Patentschrift wird auf die Technologien eingeschränkt, bei denen offensichtlich entweder „Tinten” oder flüssige Materialien, wie z. B. Photopolymere, verarbeitet werden, eingeschränkt: The choice of additive manufacturing process in this patent is limited to the technologies that are either obvious where "inks" or liquid materials such as photopolymers processed, restricted.:

• – Drop-On-Powder Technologie - Drop-on Powder Technology
• – PolyJet Technologie - PolyJet Technology
• – 3D-DLP-Printing-Technologie - 3D DLP Printing Technology
• – Stereolithographie - Stereolithography

Bei der Drop-On-Powder Technologie wird über Druckköpfe selektiv Schicht für Schicht ein Binder-Material auf ein Pulverbett (aus Kunststoff, Metall oder Sand) aufgetragen, um dreidimensionale Formteile generativ zu erzeugen. In the drop-on-Powder technology layer, a binder material is on printheads for selectively layer coated onto a powder bed (plastic, metal, or sand) to produce three-dimensional moldings generatively. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass keine Stützstrukturen benötigt werden, da das Formteil in einem Pulverbett aufgebaut wird. The advantage of this method is that no supporting structures are required, since the molded part is constructed in a powder bed. Außerdem ist das Verfahren günstig, da Standarddruckköpfe aus der Druckindustrie (Tintenstrahldrucker) eingesetzt werden. Moreover, the method is favorable since standard print heads from the printing industry (inkjet printer) are used. Diese Technologie wurde von der Firma Z-Corp. This technology was developed by Z-Corp. zur Serienreife entwickelt und gehört mittlerweile zur 3D-Systems Gruppe. developed for series production and is now part of 3D Systems Group.

Bei der PolyJet-Drucktechnologie können multiple Materialen mit unterschiedlichen Eigenschaften parallel in einem Bauteil verarbeitet werden. When PolyJet printing technology multiple materials can be processed in parallel in a component with different properties. Bei der PolyJet-Drucktechnologie handelt es sich um eine leistungsstarke additive Verfahrenstechnik, die von Stratasys patentiert wurde, 3D-Drucker mit PolyJet-Technologie ermöglichen dank einer Schichtstärke von 16 Mikrometer und einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm glatte Oberflächen, geringe Wandstärken und komplexe Geometrien. When PolyJet printing technology is a powerful additive process technology, which was patented by Stratasys, 3D printers with PolyJet technology enables thanks to a layer thickness of 16 microns and an accuracy of up to 0.1 mm smooth surfaces, thin walls and complex geometries. Es handelt sich um die einzige Technologie, bei der sich zahlreiche Materialien mit Eigenschaften von gummiartig bis hin zu fest sowie transparent bis hin zu blickdicht einsetzen lassen. It is the only technology that can be in numerous materials with properties of rubbery to solid and transparent to use opaque. Mit der Objet Connex-Technologie lassen sich sogar mehrere Materialien gleichzeitig in einem Teil verarbeiten und auch mehrfarbige Teile erzeugen. The Objet Connex technology enables even more materials processed simultaneously in one part and also create multi-colored parts.
Link: http://www.stratasys.com/de/3d-drucker/technologies/polyjettechnology#sthash.6uEBRbev.dpuf Link: http://www.stratasys.com/de/3d-drucker/technologies/polyjettechnology#sthash.6uEBRbev.dpuf

Auch wären die auf der klassischen Photopolymerisation basierenden Verfahren wie Stereolithographie und 3D-DLP-Printing, bei denen ein lichthärtender Kunststoff selektiv zur Aushärtung kommt, denkbar, sofern mit multiplen Materialien innerhalb eines Baujobs gearbeitet werden kann. Even those based on classical photopolymerization processes such as stereolithography and 3D DLP Printing, in which a light-curing resin is selective for curing would be conceivable, provided it can be worked within a building job with multiple materials. Dies ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht der Fall, da der/die wechselnde, selektive Materialauftrag/Materialzufuhr noch nicht technisch umgesetzt wurde. This is at the moment not the case, because of / the changing, selective application of material / material supply has not yet been technically implemented.

Auf eine ausführliche Erläuterung dieser bekannten Verfahren wird jedoch zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen verzichtet. However, unnecessary repetition is omitted to avoid a detailed explanation of these known methods. Außerdem haben die hier beschriebenen Verfahren keinen Anspruch auf Vollständigkeit. In addition, the methods described herein are not exhaustive. Prinzipiell kann zur Umsetzung der Erfindung jedes Additive Manufacturing Verfahren eingesetzt werden, bei dem das selektive Auftragen von TCO-Tinten – auch als zusätzlicher Prozess zum eigentlichen Verfahren – möglich und sinnhaft ist, um die in das Formteil integrierten, dreidimensionalen Leiterbildstrukturen zu erzeugen. In principle, the implementation of the invention, any additives are used Manufacturing process in which the selective deposition of TCO inks - as an additional process to the actual litigation - and meaningful way is to generate the integrated into the molded part, three-dimensional conductive pattern structures.

Die Erfindung beruht darauf, das Formteil, bzw. den Schaltungsträger zusammen mit der Schaltung in einem 3D-Druckverfahren herzustellen und dabei für die Erzeugung der dreidimensionalen Leiterbildstruktur die TCO-Tinte in demselben oder einem zusätzlichen Verfahren. The invention is based on producing the molded part, and the circuit substrate together with the circuit in a 3D printing process, thereby generating the three-dimensional circuit for the image structure, the TCO ink in the same or an additional process. Dabei kann dann die so erzeugte leitfähige Struktur entweder selbst als Leiterbahn eingesetzt, oder nachträglich zusätzlich metallisiert werden. Here, then, the thus formed conductive structure either self employed as a conductor track, or subsequently metallised addition. Letzteres kann chemisch/galvanisch erfolgen. The latter can take place chemically / electrically.

Wird die TCO-Tinte über Druckköpfe (Piezo-Verfahren, Drop-On-Demand) verarbeitet, wie z. B. bei dem Drop-On-Powder- oder dem PolyJet-Verfahren, werden aufgrund der eingeschränkten Prozessparameter besondere Anforderungen hinsichtlich Viskosität, Temperaturstabilität und auch Photopolymerisationsverhalten (Lichthärtung) gestellt. If the TCO ink on print heads (piezo method Drop-on-demand) processes, such as. For example in the drop-on-Powder- or the PolyJet process, be due to the limited process parameters specific requirements in terms of viscosity, temperature stability and also Photopolymerisationsverhalten (curing) provided. Nach dem selektiven Jetten der TCO-Tinte für die Bereiche der Leiterbildstruktur innerhalb einer Schicht wird die TCO-Tinte mittels UV-Licht ausgehärtet, bzw. fixiert. After selective jetting of TCO inks for the areas of the conductive pattern structure within a layer TCO ink is cured by UV light, or fixed. Beim PolyJet-Verfahren geschieht dies in demselben Prozessschritt wie die Aushärtung des Formteil- und Stütz-Materials; When PolyJet process is done in the same process step as the curing of the molded part and supporting material; beide bestehen aus einem Photopolymer. both made of a photopolymer. Bei dem Drop-On-Powder-Verfahren muss, sofern es sich bei dem eigentlichen Binder-Material nicht um ein Photopolymer handelt, eine zusätzliche Vorrichtung zur Aushärtung der TCO-Tinte, wie z. B. ein UV-Strahler, in das System integriert werden. In the drop-on Powder-procedure must, unless it is a photopolymer during the actual binder material, an additional device for curing the TCO ink such. As a UV lamp, integrated into the system become.

Da es sich bei der TCO-Tinte um ein transparentes Material handelt, kann es aus praktischen Gründen sinnvoll sein, die TCO-Tinte einzufärben, um die Leiterbildstruktur in dem fertig gedruckten Formteil optisch erkennbar zu machen. Since it is a transparent material at the TCO-ink, it may be useful to color the TCO inks to make the printed image pattern visually recognizable in the final printed form part for practical reasons.

Die unterschiedlichen Bereiche für das selektive Auftragen/Jetten der unterschiedlichen Materialien für Formteil und Schaltungsstruktur werden durch das Zusammenführen entsprechender 3D-CAD-Dateien für Formteil und Schaltungsstruktur vorgegeben, siehe The different areas for the selective application / Jetten of different materials for molding and circuit structure are determined by merging corresponding 3D CAD files for molding and circuit structure, see 1 1 . , Im Europapatent In Europe Patent EP 2 072 223 B1 EP B1 2072223 „Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten aus verschiedenartigen Materialien mittels Rapid Prototyping” wird ein mögliches Verfahren zur Daten-Verarbeitung und -Bereitstellung beschrieben. "Device and method for producing three-dimensional objects from a variety of materials by means of Rapid Prototyping" describes a possible method for data processing and deployment.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Formteilen mit integrierter Leiterbildstruktur mittels additiver Fertigungsverfahren, wie z. B. PolyJet oder Drop-On-Powder, unter Einsatz nicht elektrisch leitfähiger Materialien für das Formteil und einer TCO-Tinte zur Erzeugung der Leiterbildstruktur einzusetzen, die es erlauben, diese dreidimensionalen Formteile mit integrierter Leiterbildstruktur, auch bekannt als Molded Interconnected Devices (MID), in kleinen Stückzahlen bis hin zu einem Stück in effizienter Weise herzustellen, The invention has the object of providing an apparatus and a method for producing three-dimensional molded parts with integrated conductive structure by means of additive manufacturing methods such. As PolyJet or drop-on-Powder, using non-electrically conductive materials for the molding and a TCO -Tinte use to produce the conductor pattern structure, which will allow to make these three-dimensional molded parts with integrated conductive pattern structure, also known as Molded Interconnected Devices (MID), in small quantities to a piece in an efficient manner,

• a) ohne Werkzeuge fertigen zu müssen und a) to have finished without tools and
• b) dabei die Anzahl der Fertigungsschritte zu reduzieren. b) thereby to reduce the number of manufacturing steps.

Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Die nebengeordneten Ansprüche 15 und 16 betreffen ein Computerprogramm zur Steuerung einer Vorrichtung für das Additive Manufacturing und ein mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestelltes Objekt. The object is achieved by a method having the features of claim 1 and an apparatus having the features of claim 9. The independent claims 15 and 16 relate to a computer program for controlling a device for the additive manufacturing and a method of the invention by means of a and / or an inventive device manufactured object.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren des Additive Manufacturing erlaubten bislang nur eine Variation von mechanischen und optischen Eigenschaften, nicht aber von elektrisch leitfähigen Eigenschaften. The known devices and methods of additive manufacturing allowed so far only a variation of mechanical and optical properties, but not of electrically conductive properties. Mittels des in der Erfindung beschriebenen Verfahrens gelingt es nun unter Einsatz der UV-härtenden TCO-Tinte, elektrisch leitfähige Strukturen sowohl oberflächlich als auch innerhalb eines dreidimensionalen Formteils zu generieren und so Formteile mit integrierter Leiterbildstruktur, auch bekannt als Molded Interconnected Devices (MID), in kleinen Stückzahlen kostengünstig und schnell mittels Additive Manufacturing zu erzeugen. Using the method described in the invention, it is possible now using the UV curing TCO ink to generate electrically conductive structures both superficially and within a three-dimensional molding and so moldings with integrated ladder frame structure, also known as Molded Interconnected Devices (MID) to produce in small quantities cheaply and quickly by means of additive manufacturing. Bevorzugte Technologien sind dabei das PolyJet- und das Drop-On-Powder-Verfahren. Preferred technologies are the PolyJet- and the drop-on Powder-method.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung von Durchführungsformen des Verfahrens, im Zuge welcher auch Details einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart werden. Further details and advantages of the invention will become apparent from the following purely illustrative and non-limiting description of the implementing of the method, which also details a corresponding apparatus for performing the method are disclosed in the course.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 1 zeigt ein Schaubild, in welchem schematisch die Zusammenführung der beiden Datensätze zu dreidimensionalem Formteil (3D-Substrat) ( shows a diagram schematically showing the combination of the two data sets to three-dimensional molding (3D substrate) ( 1 1 ) und dreidimensionaler Leiterbildstruktur (3D-Schaltungsteil) ( ) And three-dimensional conductive pattern structure (3D circuit part) ( 3 3 ) zu einem gemeinsamen Objekt (3D-MID) ( ) To a shared object (3D-MID) ( 2 2 ) dargestellt ist. ) Is shown.

2 2 zeigt ein Schaubild, in welchem schematisch der Einsatz der TCO-Tinte innerhalb von Drop-On-Powder Verfahren und Vorrichtung dargestellt wird. shows a diagram schematically showing the application of the TCO ink is drawn inside of Drop-On-Powder Method and apparatus.

3 3 zeigt ein Schaubild, in welchem schematisch der Einsatz der TCO-Tinte innerhalb von PolyJet Verfahren und Vorrichtung dargestellt wird. shows a diagram schematically showing the application of the TCO ink is represented within PolyJet method and apparatus.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER DURCHFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF PREFERRED FORMS OF PROCEDURE

In In 2 2 wird das klassische Drop-On-Powder Verfahren dargestellt, bei dem der Binder in Form einer Flüssigkeit/Tinte, z. T. auch in unterschiedlichen Farben, in einem Tank ( the classical drop-on-powder method is shown in which the binder in the form of a liquid / ink, z. T. also in different colors, in a tank ( 4 4 ) vorgehalten und durch einen Tintendruckkopf ( ) And held by an ink jet print head ( 16 16 ) schichtweise selektiv auf die Bauebene ( ) Layers selectively on the construction plane ( 14 14 ) des Pulverbetts ( ) Of the powder bed ( 10 10 ) aufgetragen wird. ) Is applied. Im Rahmen der Erfindung wird nun ein zusätzlicher Tank ( In the context of the invention, an additional tank is now ( 5 5 ) und Druckkopf ( ) And print head ( 17 17 ) für die TCO-Tinte bereitgestellt und über die Software so angesteuert, dass die elektrisch leitfähige, integrierte Struktur aus TCO-Tinte ( ) For the TCO ink provided and controlled by the software so that the electrically conductive, integrated structure of TCO ink ( 12 12 ) selektiv Schicht für Schicht aufgetragen wird. ) Is selectively applied layer by layer. Ein zusätzlich installierter UV-Strahler ( An additionally installed UV lamps ( 6 6 ) bewegt sich im Anschluss über die selektiv gebundene Pulverschicht in der Bauebene ( ) Moves the debate over the selectively bound powder layer within the construction plane ( 14 14 ) und härtet die TCO-Tinte aus. ) And hardens the TCO ink. Der Hubzylinder ( The lifting cylinder ( 13 13 ) senkt das Pulverbett ( ) Lowers the powder bed ( 10 10 ) um die folgende Schichtdicke ab und neues Pulver wird mittels der Nevelierwalze ( ) To the following layer thickness and a new powder is by means of Nevelierwalze ( 7 7 ) von der Kammer für Pulver-Zufuhr in das Pulverbett übertragen, nachdem der Hubzylinder ( ) Transmitted from the chamber for powder feeding in the powder bed after the lifting cylinder ( 9 9 ) die Kammer für die Pulver-Zufuhr ( ) The chamber for the powder feed ( 8 8th ) um die folgende Schichtdicke angehoben hat. ) Has increased by the following layer thickness. Der selektive Auftrag von Binder und TCO-Tinte, die anschließende Aushärtung der TCO-Tinte mittels elektromagnetischer Strahlung, sowie der Pulverauftrag werden schichtweise so lange wiederholt, bis das Bauteil komplett fertiggestellt ist. The selective application of binder and TCO ink subsequent curing of the TCO ink means of electromagnetic radiation, as well as the powder application are layered so repeated until the part is completely finished. Zum Abschluß wird das fertige Bauteil aus dem Pulverbett entnommen und sorgfältig von losem Pulver befreit. At the end of the finished part is removed from the powder bed and carefully freed from loose powder. Ein anschließendes infiltrieren des Subsequent infiltrate the

In In 3 3 wird das Poly-Jet Verfahren dargestellt, das den Vorteil hat, dass die TCO-Tinte aus Reservoir ( the poly-jet method is illustrated, which has the advantage that the TCO ink from the reservoir ( 27 27 ) zur Generierung der elektrisch leitfähigen, integrierten Struktur ähnlich prozessiert wird wie die Materialien (Photopolymere) für das Formteil ( ) Is processed similarly to generate the electrically conductive, the integrated structure such as the materials (photopolymer) for the molding ( 21 21 ) und die Stützstruktur ( ) And the support structure ( 28 28 ). ). Alle 3 Materialien werden Schicht für Schicht selektiv in Abhängigkeit ihres 3D-Datensatzes mittels eines „Drop-On-Demand” Druckkopfes ( All 3 materials layer by layer selectively depending on their 3D data set by means of a "drop-on-demand" printing head ( 29 29 ) aufgetragen und direkt nach dem Auftrag mittels einer UV-Strahlungsquelle ( ) And applied immediately after the application by means of a UV radiation source ( 20 20 ) ausgehärtet. ) Cured. Es gibt separate Reservoirs für die TCO-Tinte ( There are separate reservoirs for the TCO-ink ( 27 27 ), für das Stützmaterial ( ), For the support material ( 26 26 ) und das Baumaterial ( ) And the building material ( 25 25 ), die jeweils mit einem Druckkopf ( ) Each having a printhead ( 29 29 ) verbunden sind, wobei die Druckköpfe ( ), Respectively, wherein the printing heads ( 29 29 ) gleichsam über die Bauebene geführt werden. ) Are guided as it were on the construction plane. Nach jeder generierten und ausgehärteten Schicht wird die erzeugte Schicht mittels einer Planierfräse ( After each generated and cured layer the layer produced by means of a GRADER ( 19 19 ) egalisiert, um eine definierte Schichtdicke zu erzielen; ) Equalized in order to achieve a defined layer thickness; das abgetragene Material wird dabei in einem Partike-Sammelgefäß ( the removed material is in a Partike-collecting vessel while ( 18 18 ) aufgenommen. ) Was added. Danach wird die Trägerplatte samt Bauteil um die nächste Schichtdicke mittels eines Hubzylinders abgesenkt und der selektive Auftrag sowie die Aushärtung und Egalisierung von Stützmaterial, Baumaterial und TCO-Tinte Schicht für Schicht wiederholt, bis das Bauteil ( Thereafter, the carrier plate with the component is lowered by the next layer thickness by means of a lifting cylinder and repeat the selective order, and the curing and leveling of support materials, building materials and TCO ink layer by layer, until the part ( 21 21 ) mit der elektrisch leitfähigen, integrierten Strukture aus TCO-Tinte ( ) With the electrically conductive, the integrated TCO Strukture of ink ( 22 22 ) fertiggestellt ist. ) Is completed.

Bei der Stereolithographie, bzw. dem 3D-DLP-Printing bietet sich die Über-Kopf-Methode an, bei der das Bauteil an einer Trägerplatte hängt, die sich Schicht für Schicht nach oben bewegt und das Material durch den transparenten Boden der Materialwanne hindurch belichtet wird. In stereolithography, or 3D DLP Printing the overhead method offers, in which the component depends on a carrier plate, layer by layer moves up and exposed the material through the transparent floor of the material pan through becomes. Bei diesen beiden Verfahren werden die Materialien nicht selektiv aufgetragen, sondern mittels Laserstrahl oder Projektionsmaske pro Schicht und Struktur von Formteil und Leiterbild selektiv ausgehärtet. In these two methods, the materials are not applied selectively, but selectively cured using a laser beam or projection mask per layer and structure of molding and conductive pattern. Da hier die Materialien über die gesamte Bauebene in einer Materialwanne (mit transparentem Boden) bereitgestellt werden, müssen die Materialwannen von Formteil-Material und Leiterbild-Material (TCO-Tinte) innerhalb des Generierungsprozesses einer Schicht ausgetauscht und die Schicht in Abhängigkeit der 3D-Datensätze Formteil und Leiterbild belichtet werden. Since the materials throughout the building plane in a material pan shown is brought (with transparent bottom), the material trays of molding material and conductor screen material (TCO ink) must be exchanged within the generation process of a layer and the layer depending on the 3D data sets molding and wiring pattern are exposed.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES contained in the description

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Zitierte Patentliteratur Cited patent literature

Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature