Two-photon polymerization on metal surfaces for structuring moulding tools: = Zwei-Photonen-Polymerisation auf metallischen Oberflächen zur Strukturierung von Formeinsätzen
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | English |
Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus Verlag
2019
|
Ausgabe: | 1. Auflage |
Schriftenreihe: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
Band 27/2019 : Produktionsqualität und Messtechnick |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XXII, 241 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm |
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NOMENCLATURE
V
LIST
OF
FIGURES
XI
LIST
OF
TABLES
XXI
1
RELEVANCE
OF
STRUCTURING
METAL
MOULDINGS
TOOLS
WITH
TWO-PHOTON
POLY
MERIZATION
1
1.1
BACKGROUND
AND
CONTEXT
OF
THE
RESEARCH
APPROACH
..................................
4
1.2
STRUCTURE
AND
RESEARCH
METHOD
OF
THE
THESIS
............................................
6
2
PHYSICAL
PRINCIPLES
9
2.1
SINGLE
BEAM
TWO-PHOTON
ABSORPTION
.......................................................
10
2.2
OPTICAL
FUNDAMENTALS
................................................................................
11
2.2.1
WAVE
EQUATION
................................................................................
12
2.2.2
GAUSSIAN
BEAM
................................................................................
13
2.2.3
SUPERPOSITION
OF
WAVES
....................................................................
14
2.2.4
PULSED
LASER
......................................................................................
16
2.3
OPTICS
OF
METALS
.............................................................................................
17
2.3.1
FRESNELS
*
FORMULAS
.............................................................................
18
2.3.2
HEAT
CONDUCTION
.............................................................................
20
2.4
CHEMICAL
FUNDAMENTALS
................................................................................
22
2.4.1
QUANTUM
CHEMISTRY
.......................................................................
23
2.4.2
COMPUTATIONAL
CHEMISTRY
..............................................................
25
2.4.3
BASICS
OF
THERMODYNAMICS
..............................................................
28
2.4.4
REACTION
KINETICS
.............................................................................
31
2.4.5
POTENTIAL
ENERGY
SURFACES
..............................................................
33
3
MODELS
FOR
TPP
ON
METAL
SURFACES
AND
HIGH
THROUGHPUT
APPROACHES
37
3.1
APPROACHES
TO
A
HIGH
THROUGHPUT
TPP
....................................................
37
3.1.1
BEAM
SHAPING
METHODS
....................................................................
38
3.1.2
MOULDING
TECHNIQUES
.......................................................................
39
3.2
TPP
ON
METAL
SURFACES
AND
RELATED
CALCULATION
APPROACHES
..................
41
3.2.1
TPP
ON
METAL
AND
OPAQUE
SURFACES
..............................................
41
3.2.2
RELATED
CALCULATION
APPROACHES
....................................................
45
3.3
SUMMARY
......................................................................................................
52
3.4
CONCLUSION
TO
THE
STATE
OF
THE
ART
.............................................................
53
II
CONTENTS
4
CONCEPT
TO
EXAMINE
TPP
ON
METAL
SURFACES
55
4.1
EXTENT
OF
HEAT
GENERATION
IN
THE
METAL
SUBSTRATE
DURING
TPP
................
56
4.1.1
DISCRETIZATION
OF
THE
HEAT
CONDUCTION
EQUATION
(HCE)
............
56
4.1.2
IMPLEMENTATION
OF
THE
MODEL
........................................................
59
4.2
CHEMICAL
REACTIONS
IN
ORMOCOMP
DURING
EXPOSURE
...............................
62
4.2.1
SETTING
UP
OF
THE
CHEMICAL
REACTIONS
...............................................
63
4.2.2
GEOMETRY
OPTIMIZATION
AND
PATH
CALCULATION
...............................
70
4.2.3
CALCULATION
OF
THE
REACTION
CONSTANTS
............................................
85
4.2.4
MODEL
BY
NITIN
UPPAL
....................................................................
87
4.2.5
CALCULATION
OF
THE
VOXEL
SIZE
AND
SHAPE
........................................
91
4.3
VOXEL
FORMATION
ON
METAL
SURFACES
..............................................................
95
4.3.1
GAUSSIAN
BEAM
.................................................................................
95
4.3.2
FRESNEL
FORMULAS
..............................................................................
96
4.3.3
SUPERPOSITION
....................................................................................
98
4.3.4
WAVE
PACKETS
.......................................................................................
100
4.3.5
IMPLEMENTATION
OF
THE
MODEL
...........................................................
102
5
TPP
ON
METAL
SURFACES
-
VALIDATION
OF
THE
MODEL
105
5.1
SELECTION
OF
METROLOGY
....................................................................................
105
5.1.1
FABRICATION
OF
STRUCTURES
....................................................................
106
5.1.2
QUANTITATIVE
COMPARISON
OF
THE
METROLOGY
.....................................
107
5.2
APPLICATION
OF
THE
MODEL
................................................................................
108
5.2.1
SIMULATION
OF
THE
TEMPERATURE
DURING
TPP
.....................................
108
5.2.2
SIMULATION
OF
THE
POLYMERIZATION
DURING
TPP
...............................
113
5.2.3
SIMULATION
OF
THE
VOXEL
SHAPE
DURING
TPP
......................................
124
5.3
VERIFICATION
OF
THE
MODEL
.................................................................................
133
5.3.1
CHOICE
OF
MATERIALS
.............................................................................
133
5.3.2
DESIGN
OF
A
PARAMETER
VARIATION
ARRAY
..............................................
134
5.3.3
EVALUATION
SCHEME
.............................................................................
137
5.3.4
RESULTS
ON
ALUMINIUM
........................................................................
143
5.3.5
RESULTS
ON
BRASS
....................................................................................
148
5.3.6
RESULTS
ON
STEEL
....................................................................................
153
5.3.7
RESULTS
ON
GLASS
....................................................................................
158
5.3.8
COMPARISON
OF
THE
MATERIALS
..............................................................
161
5.3.9
SUMMARY
.............................................................................................
165
5.4
COMPARISON
BETWEEN
CALCULATED
AND
REAL
STATIONARY
WAVES
........................
169
5.4.1
SUMMARY
.............................................................................................
175
5.5
INJECTION
MOULDING
..........................................................................................
176
5.5.1
SUMMARY
.............................................................................................
181
6
SUMMARY
AND
OUTLOOK
183
6.1
ANSWERING
THE
RESEARCH
QUESTIONS
.................................................................
183
6.2
FURTHER
POTENTIALS
AND
FUTURE
WORK
..............................................................
186
BIBLIOGRAPHY
189
CONTENTS
III
7
LIST
OF
PUBLICATIONS
205
8
INPUT
OF
STUDENT
THESES
207
APPENDIX
209
A.L
ADDITIONAL
INHIBITOR
PLOTS
..............................................................................
209
A.
2
NONLINEAR
POLARIZATION
AND
TWO-PHOTON
ABSORPTION
.................................
211
A.
2.1
NONLINEAR
SUSCEPTIBILITY
....................................................................
211
A.
2.2
NONLINEAR
SUSCEPTIBILITY
OF
A
CLASSICAL
ANHARMONIC
OSCILLATOR
.
.
.
215
A.
2.3
NONLINEAR
SUSCEPTIBILITY
IN
QUANTUM
MECHANICS
............................
218
A.2.4
PERTURBATION
THEORY
AND
DENSITY
MATRIX
FORMALISM
.....................
219
A.2.5
THIRD-ORDER
NONLINEAR
SUSCEPTIBILITY
.................................................
223
A.
2.6
SINGLE
BEAM
TWO-PHOTON
ABSORPTION
..............................................
226
A.
3
INTERMEDIATE
STEPS
FOR
THE
CALCULATION
OF
THE
VOXEL
SHAPE
IN
CHAPTER
4.3
227
A.3.1
INTERMEDIATE
STEPS
GAUSSIAN
BEAM
....................................................
227
A.
3.2
INTERMEDIATE
STEPS
FRESNEL
FORMULAS
.................................................
230
A.3.3
INTERMEDIATE
STEPS
SUPERPOSITION
OF
WAVES
.......................................
231
A.
3.4
INTERMEDIATE
STEPS
WAVE
PACKETS
.......................................................
234
A.4
INTERMEDIATE
STEPS
FOR
THE
CALCULATION
OF
THE
SUBSTRATE
TEMPERATURE,
CH.
4.1
....................................................................................................................
236
A.5
INTERMEDIATE
STEPS
FOR
THE
CALCULATION
OF
THE
POLYMERIZATION
IN
CHAPTERS
4.2.4
AND
4.2.5
..................................................................................................
238
A.
6
INFLUENCE
OF
THE
COMPLEX
MAGNETIC
PERMEABILITY
.......................................
240
A.
7
CUT-OUTS
OF
A
.MNO
FILE
...................................................................................
241
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spelling | Harnisch, Emely Marie Verfasser (DE-588)1193261066 aut Two-photon polymerization on metal surfaces for structuring moulding tools = Zwei-Photonen-Polymerisation auf metallischen Oberflächen zur Strukturierung von Formeinsätzen Emely Marie Harnisch Zwei-Photonen-Polymerisation auf metallischen Oberflächen zur Strukturierung von Formeinsätzen 1. Auflage Aachen Apprimus Verlag 2019 XXII, 241 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Ergebnisse aus der Produktionstechnik Band 27/2019 Produktionsqualität und Messtechnick Dissertation Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen 2019 Strukturierung (DE-588)4200339-8 gnd rswk-swf Beschichten (DE-588)4005996-0 gnd rswk-swf Metalloberfläche (DE-588)4169612-8 gnd rswk-swf Spritzgießwerkzeug (DE-588)4056563-4 gnd rswk-swf Zwei-Photonen-Polymerisation (DE-588)7862820-9 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Spritzgießwerkzeug (DE-588)4056563-4 s Metalloberfläche (DE-588)4169612-8 s Strukturierung (DE-588)4200339-8 s Beschichten (DE-588)4005996-0 s Zwei-Photonen-Polymerisation (DE-588)7862820-9 s DE-604 Ergebnisse aus der Produktionstechnik Band 27/2019 : Produktionsqualität und Messtechnick (DE-604)BV023307578 2019,27 B:DE-101 application/pdf http://d-nb.info/1193596971/04 Inhaltsverzeichnis DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=031529612&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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