In dieser Bachelorarbeit werden die Auswirkungen des Füllungsgrades und der Struktur des Infills, der Schichtdicke und der Düsengröße auf die Bauteilstabilität von 3D-gedruckten Bauteilen analysiert. Die Beurteilung der Belastbarkeit, in Abhängigkeit von den entsprechenden Parametern, erfolgt anhand der Auswertung von Messdaten, welche während der Zugprüfung, nach DIN EN ISO 527-1 und DIN EN ISO 527-2, von gedruckten Proben ermittelt wurden. Zusätzlich beschäftigt sich diese Arbeit mit dem Kostenfaktor im Druck und stellt somit die Wirtschaftlichkeit und Stabilität von Druckteilen in Anhängigkeit ihrer Geometrie gegenüber. Die gewonnen Ergebnisse aus den Analysen sollen als Richtwerte für die Einstellung und Einrichtung eines FDM-Druckers und der dazugehörigen Software dienen.

Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, Prototypen einer Messeinrichtung, mithilfe des Fused Deposition Modeling-Verfahrens (FDM), auf eine metallische Oberfläche zu drucken. Dabei soll zwischen der gedruckten Messeinrichtung und der jeweiligen Kontaktfläche eine dauerhafte Verbindung entstehen. Daraus ergibt sich die Zielsetzung, die metallischen Werkstoffe, mit bekannten Verfahren aus der Oberflächentechnik, so zu modifizieren, dass diese eine starke Verbindung zu dem aufgedruckten Kunststoff eingeht. Durch das Vorbehandeln bzw. durch die Veränderung der Eigenschaften der metallischen Oberfläche, soll das Aufkleben von Sensoren auf diese Kontaktfläche als zusätzlicher Fertigungsschritt eingespart werden. Weiterhin muss getestet werden wie die Verbindung zwischen Metall und Kunststoff gestaltet werden kann, dass eine spätere praktische Nutzung der Messeinrichtung möglich ist. Auf Basis des Hauptziels soll außerdem eine für die AF geeignete Konstruktion der Sensoren entwickelt und getestet werden. Dabei sollen die Druckbarkeit und die Funktionsfähigkeit des ausgewählten Sensorlayouts überprüft werden. Anschließend soll ein Vergleich zwischen dem theoretischen elektrischen Widerstand und dem tatsächlichen elektrischen Widerstand der gedruckten Leiterbahnen gezogen werden. Aus den genannten Zielen ergeben sich folgende Themenschwerpunkte für die Arbeit: Im zweiten Kapitel erfolgt die Grundlagenarbeit wo die wichtigsten Begriffe und Prozesse näher erklärt werden. Darunter zählen die Themengebiete der AF, Sensorik und Oberflächenbehandlung. Im Kapitel drei erfolgen die grundlegenden Haftungsuntersuchungen von ausgewählten FDM-Kunstoffen auf entsprechend bearbeiteten Metallplatten. Die Untersuchungen bestehen aus Probedrucken von Kunststoffstempeln auf den unterschiedlich behandelten Platten und einer objektiven Einschätzung ihrer Druckqualität. Außerdem wird, mit dem sogenannten Stirnabzugverfahren, die Verbundhaftung genauer überprüft. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen sollen im vierten Kapitel Prototypen von Messeinrichtungen, mit Hilfe des FDM-Verfahrens, gefertigt werden. Zudem befasst sich das Kapitel mit der Funktionsprüfung dieser Messeinrichtungen. Abschließend erfolgt im Kapitel 5 ein zusammenfassendes Fazit und eine Limitation der Arbeit.