OPUS - Hochschulschriftenserver der Hochschule Aalen
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    Temperatur- und strukturgrößenabhängige Analyse und Modellierung der Aushärtekurven für die Projektions-Mikrostereolithografie

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    Die additive Fertigung mikrooptischer Elemente mittels Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) hat signifikante Fortschritte in vielen Anwendungsgebieten ermöglicht, jedoch sind die Kosten hoch und die Durchsätze begrenzt. Eine vielversprechende Alternative stellt die Weiterentwicklung der bereits etablierten Projektions-Mikrostereolithografie (PμSL) dar. Für diffraktive optische Elemente ist die Auflösung bisher jedoch meist nicht ausreichend. Diese Arbeit konzentriert sich auf Untersuchungen für ein neues PμSL-basiertes Aushärteverfahren für optisch-transparente Materialien. Ein Monolayer-Ansatz soll die Erzeugung komplexer Freiformen mit hoher Auflösung ermöglichen. Entscheidend für diesen Ansatz ist eine genaue Kenntnis des Aushärteverhaltens des verwendeten Materials nahe der kritischen Bestrahlung, abhängig von der Größe der Belichtungsmaske und der Materialtemperatur. Da es hierzu noch keine ausreichenden Untersuchungen gibt, befasst sich diese Dissertation mit einer genauen Analyse und modellhaften Beschreibung des Aushärteverhaltens eines Acrylat-basierten Materials (PR48® von Autodesk®), insbesondere nahe der kritischen Bestrahlung.The additive manufacturing of micro-optical elements using two-photon polymerization (2PP) has enabled significant advancements in various application areas. However, its high costs and limited throughput remain challenging. A promising alternative is the further development of the established projection-microstereolithography (PμSL). Yet, for diffractive optical elements, the resolution has often been insufficient. This dissertation focuses on investigating a novel PμSL-based curing process for optically transparent materials. A monolayer approach aims to enable the fabrication of complex freeform structures with high resolution. A critical factor for this approach is a precise understanding of the curing behavior of the material near the critical irradiation threshold, which depends on the exposure mask size and the material temperature. Since there has been a lack of sufficient studies on this topic, this dissertation provides an in-depth analysis and model-based description of the curing behavior of an acrylate-based material (PR48® by Autodesk®), particularly near the critical irradiation threshold

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