Wesentlicher Gegenstand der Forschungsarbeit ist die Untersuchung eines neuartigen additiven Fertigungsansatzes zur Herstellung elastischer mechatronischer Komponenten. Es wird die Kombination von Variationen und Weiterentwicklungen des Aerosol-Jet-Druck Verfahrens zur Produktion gestapelter Dielektrischer Elastomere beschrieben. Den Rahmen eines prototypischen Anwendungsfalls zur Ableitung der notwendigen und wünschenswerten Eigenschaften solcher flexiblen mechatronischen Systeme und damit letztlich der Anforderungen an ein Fertigungsverfahren bilden nachgiebige Robotersysteme. Deren makroskopisch wirksame Kinematiken und Wirkflächen vereinen hinsichtlich ihrer grundlegenden Konzepte und ihrer Anforderungen an einen Fertigungsansatz einen Merkmalskatalog, der zukünftig auch einen Übertrag der gewonnenen Erkenntnisse auf andere Anwendungsdomänen flexibler mechatronischer Systeme erlaubt.

Die in Arbeit dargestellten Methoden zur Herstellung von flexiblen Elektroden und Silikon-Dielektrika umfassen zum einen den Multi-Aerosol-Druck von RTV2-Silikonen zur programmierbaren Fertigung von Silikonlagen mit Schichtdicken im Bereich von 10 µm und deren Stapelung zu Volumenkörpern. Weiterhin werden neuartige Ansätze zum zeiteffizienten Aerosol-Jet-Druck von elastischen Elektrodenstrukturen auf der Basis von reduziertem Graphenoxid vorgestellt. Daneben wird der Direktdruck von gefüllten Polymermatrizen durch die Kombination von drei Aerosolströmen beschrieben. Mit diesen neuartigen Ansätzen wird die Herstellung von prototypischen elastischen mechatronischen Komponenten in einem integrierten Prozessgerät demonstriert.

Mit der mündlichen Prüfung am 10.03.2022 schloss Sebastian Reitelshöfer seine Promotion mit dem Titel:

“Der Aerosol-Jet-Druck Dielektrischer Elastomere als additives Fertigungsverfahren für elastische mechatronische Komponenten” erfolgreich ab.

Kontakt: