DE10222301A1

DE10222301A1 - Three-dimensional electrical functional component is formed by a heat injection process, and especially flame spraying, with different materials built up in parallel

Info

Publication number: DE10222301A1
Application number: DE10222301A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Reichinger; Knuth Goetz
Original assignee: Leoni AG
Current assignee: Leoni AG
Priority date: 2002-05-18
Filing date: 2002-05-18
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-05-19
Also published as: DE10222301B4

Abstract

Um eine einfache und kostengünstige Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (6), insbesondere eines elektrischen Funktionsbauteils, zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch ein thermisches Spritzverfahren ein dreidimensionaler Materialaufbau (4) erfolgt. Das thermische Spritzverfahren, insbesondere Flammspritzen, ermöglicht hierbei eine sehr hohe Flexibilität im Hinblick auf die geometrischen Strukturen sowie im Hinblick auf die verwendeten Materialien.In order to enable simple and inexpensive production of a three-dimensional component (6), in particular an electrical functional component, the invention provides for a three-dimensional material structure (4) to be produced by a thermal spraying process. The thermal spray process, in particular flame spraying, enables a very high degree of flexibility with regard to the geometric structures and with regard to the materials used.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils, insbesondere eines elektrischen Funktionsbauteils. The invention relates to a method for producing a three-dimensional Component, in particular an electrical functional component.

In vielen technischen Bereichen müssen Bauteile mit komplexer dreidimensionaler Geometrie erzeugt werden. Neben der komplexen Geometrie können die Bauteile zusätzliche Funktionen, beispielsweise elektrische Funktionen aufweisen. Aufgrund der komplexen dreidimensionalen Struktur sind die üblicherweise eingesetzten Herstellungsverfahren aufwändig und kostenintensiv. Ein gängiges Herstellungsverfahren ist beispielsweise die Bereitstellung einer Guss- oder Spritzform, in die schmelzflüssiges Material, wie Kunststoff oder Metall, eingegossen oder eingespritzt wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Auch besteht die Möglichkeit, ein Bauteil durch geeignete Nachbearbeitung, beispielsweise eine spanende Bearbeitung, in die gewünschte Endform zu bringen. Letztendlich kann eine komplexe Struktur auch durch das geeignete Verbinden von unterschiedlichen Bauteilen zu einem einheitlichen Bauteil erzeugt werden. Allen diesen Verfahren ist jedoch gemeinsam, dass sie sehr arbeitsintensiv und/oder unflexibel im Hinblick auf Geometrieänderungen sind und nur bedingt für elektrische Funktionsbauteile eingesetzt werden können. In many technical areas, components with complex three-dimensional Geometry are generated. In addition to the complex geometry, the components have additional functions, for example electrical functions. Because of the complex three-dimensional structure, they are common manufacturing process used complex and costly. A common one Manufacturing process is, for example, the provision of a cast or Injection mold into which molten material, such as plastic or metal, is poured or injected to get the desired shape. There is also Possibility of a component by suitable post-processing, for example a machining, to bring it into the desired final shape. Ultimately, can a complex structure also through the appropriate connection of different components can be created into a single component. All of these However, the process has in common that it is very labor-intensive and / or inflexible in With regard to geometry changes are and only conditionally for electrical Functional components can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils zu ermöglichen. The invention has for its object a simple and inexpensive To enable the production of a three-dimensional component.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, indem mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens ein dreidimensionaler Materialaufbau und damit eine dreidimensionale Struktur erzeugt wird. The object is achieved according to the invention by using a thermal Spray process a three-dimensional material structure and thus one three-dimensional structure is generated.

Die Erfindung geht dabei von dem grundlegenden Ansatz aus, die dreidimensionale Struktur unmittelbar durch einen sukzessiven Materialaufbau mittels des thermischen Spritzverfahrens zu erzeugen. Durch kontinuierliche Materialabscheidung aus dem beim Spritzverfahren vorhandenen Teilchenstrom wird also das Bauteil unmittelbar und direkt ohne weitere Zwischenschritte aufgebaut. Die Strahlführung und die verwendeten Materialien sind beim thermischen Spritzen äußerst flexibel, so dass komplexe Strukturen in einfacher Weise mit vergleichsweise geringem Aufwand erzeugt werden. The invention is based on the basic approach that three-dimensional structure directly through a successive material structure using the to generate thermal spraying process. Through continuous Material separation from the particle stream present in the spraying process will be Component assembled immediately and directly without further intermediate steps. The Beam guidance and the materials used are in thermal spraying extremely flexible, allowing complex structures in a simple manner comparatively little effort can be generated.

Das thermische Spritzen ist beispielsweise in der DIN 32530 aufgeführt. Unter thermischem Spritzen wird ein strahlgebundenes thermisch-kinetisches Auftragsverfahren verstanden, bei dem allgemein ein Teilchenstrom, nämlich das aufzubringende Material, mit kinetischer Energie und nach Wärmezufuhr auf einen Trägerbauteil gerichtet wird. Das Trägerbauteil kann dabei selbst durch das Spritzverfahren aufgebaut sein. Der Begriff thermisch ist dabei insbesondere dahingehend zu verstehen, dass die Teilchen des Teilchenstroms insbesondere erweichen, anschmelzen oder schmelzen, oder dass sie zumindest so weit erwärmt werden, dass sie eine thermische Veränderung der Oberfläche des Trägerbauteils hervorrufen. Die thermische Veränderung kann in einer Reduzierung der Oberflächenhärte, einem Erweichen oder einem Anschmelzen der Oberfläche bestehen. Der Begriff kinetisch ist dahingehend zu verstehen, dass der Impuls der Teilchen ausreichend hoch ist, so dass sie beim Auftreffen auf die Oberfläche in diese - gegebenenfalls zuvor erweichte Oberfläche - zumindest teilweise eingepresst werden. Durch das thermische Spritzverfahren wird dadurch eine sehr gute Verbindung des aufgespritzten Materials mit dem Trägerbauteil erhalten, da die aufgespritzten Partikel quasi einen mikroskalischen Formschluss bilden. Thermal spraying is listed, for example, in DIN 32530. Under thermal spraying becomes a beam-bound thermal-kinetic Understanding application process, in which a particle stream, namely that material to be applied, with kinetic energy and after supplying heat to one Carrier component is directed. The carrier component can even by Spray process to be built. The term thermal is in particular to understand that the particles of the particle stream in particular soften, melt or melt, or that they are at least warmed up so far that they are a thermal change in the surface of the support member cause. The thermal change can result in a reduction in Surface hardness, softening or melting of the surface. The term kinetic is understood to mean that the momentum of the particles is high enough so that when it hits the surface, optionally previously softened surface - at least partially pressed become. The thermal spraying process makes it a very good one Obtain connection of the sprayed material with the support member, since the sprayed particles form a microscale form fit.

Ein wesentlicher Vorteil des thermisch-kinetischen Auftragsverfahrens besteht in seiner hohen Flexibilität sowie seiner einfachen und kostengünstigen Handhabung. Mit dem Spritzverfahren lassen sich nahezu beliebige Materialien, wie Kunststoff, Keramik oder Metall, spritzen. Durch geeignete Einstellung von Verfahrensparametern lassen sich zudem die chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften des erzeugten Bauteils über einen sehr weiten Bereich variieren. Zur Ausbildung einer geometrischen Struktur kann der Teilchenstrahl durch Blenden, elektromagnetische Strahlen oder durch ummantelte Strömungen zielgerichtet geführt werden. A major advantage of the thermal-kinetic application process is its high flexibility as well as its simple and inexpensive Handling. With the spray process, almost any materials, such as Plastic, ceramic or metal, spray. By appropriate setting of Process parameters can also be the chemical, physical and mechanical properties of the component produced over a very wide range vary. The particle beam can be formed through to form a geometric structure Apertures, electromagnetic radiation or through coated currents be led in a targeted manner.

Beim Auftragen einer Schicht auf einer darunterliegenden Schicht oder auf ein Trägerbauteil kann zudem vorgesehen sein, zunächst eine Keim- oder Haftvermittlerschicht aufzutragen, und erst auf diese dann die Schicht aufzubringen. Durch diese Maßnahme wird eine besonders gute Haftung zwischen den zwei aufeinander folgenden Schichten ausgebildet. Zur Erzeugung der Keimschicht werden beispielsweise mit dem Spritzverfahren Pulverpartikel aus einem geeigneten Material aufgetragen. Auf diese Keimschicht wird dann die eigentlich aufzutragende Schicht aufgebracht. Zur Erzeugung der Keimschicht kann alternativ auch ein zusätzlicher Zwischenschritt vorgesehen sein, bei dem die Oberfläche der unteren Schicht behandelt wird, so dass sie in den behandelten Bereichen eine erhöhte Haftung aufweist. Die Veränderung der Hafteigenschaft der Oberfläche der unteren Schicht wird beispielsweise durch Auftragen eines geeigneten Lacks erzielt. Zur Ausbildung der Keimschicht werden dabei insbesondere die Maßnahmen ergriffen, wie sie in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP02/01896 vom 22.02.2002 beschrieben sind. When applying a layer on an underlying layer or on a Carrier component can also be provided, initially a germ or Apply adhesion promoter layer, and only then apply the layer to this. This measure ensures particularly good adhesion between the two successive layers are formed. To create the seed layer are powder particles from a suitable material applied. This is actually on this germ layer layer to be applied. Alternatively, to generate the seed layer an additional intermediate step may also be provided, in which the surface The bottom layer is treated so that it is in the treated areas has increased liability. The change in the adhesive property of Surface of the lower layer is, for example, by applying a suitable one Lacquers achieved. In particular, the Measures taken as in the international patent application PCT / EP02 / 01896 from 02/22/2002.

Als Auftragsverfahren eignet sich insbesondere das so genannte Flammspritzen. Bei diesem Spritzverfahren wird das aufzubringende Material zumindest teilweise aufgeschmolzen, so dass aufgrund des Wärmeeintrags das Trägermaterial, auf das aufgespritzt wird, vorzugsweise zumindest teilweise anschmilzt, so dass eine innige und vorzugsweise stoffschlüssige Verbindung erzeugt wird. Mit dem Flammspritzen ist ein besonders schnelles und wirtschaftliches Auftragen der Leiterbahn mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand möglich. So-called flame spraying is particularly suitable as the application method. In this spraying process, the material to be applied is at least partially melted, so that due to the heat input, the carrier material that is sprayed on, preferably at least partially melts, so that a intimate and preferably cohesive connection is generated. With the Flame spraying is a particularly quick and economical application of Conductor path possible with comparatively little technical effort.

Neben dem Flammspritzen eignet sich auch das so genannte Kaltgasspritzen. Dieses Verfahren ist auch unter dem Begriff Strahlplattieren bekannt. Bei dem Verfahren prallen Teilchen mit sehr hoher kinetischer Energie auf das Trägerbauteil auf. Die Teilchen werden dabei teilweise bis auf Schallgeschwindigkeit oder darüber beschleunigt. Der Durchmesser der Teilchen liegt beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 100 µm. Mit dem Kaltgasspritzen ist ein Masseauftrag mit einer hohen Rate möglich. Aufgrund der hohen kinetischen Energie sind vergleichsweise niedrige Temperaturen ausreichend, so dass die Temperaturbelastung des Trägermaterials, auf das aufgespritzt wird, sowie des Spritzwerkstoffs, also der Teilchen, gering ist. In addition to flame spraying, so-called cold gas spraying is also suitable. This process is also known as beam plating. In which Processes hit particles with very high kinetic energy Carrier component on. The particles become partially up to the speed of sound or accelerated above. The diameter of the particles is, for example Range between 10 and 100 µm. With cold gas spraying is a bulk order possible at a high rate. Because of the high kinetic energy comparatively low temperatures sufficient so that the Thermal load of the carrier material onto which spraying is carried out and of the spray material, so the particle is small.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das mittels Spritzverfahren aufgebaute Material selbsttragend ausgebildet, d. h. das erzeugte Bauteil weist eine hohe Eigensteifigkeit auf, so dass es formstabil ist und auch den für den vorgesehenen Einsatzzweck zu erwartenden Belastungen standhält. Diese Belastungen können mechanischer, thermischer, chemischer oder physikalischer Natur sein. Durch die selbsttragende Ausbildung ist das Bauteil also für den vorgesehenen Einsatzzweck ohne weitere Hilfsmittel geeignet. Diese selbsttragende Eigenschaft wird beispielsweise durch eine ausreichende Materialstärke und/oder eine geeignete Materialauswahl erzeugt. So kann beispielsweise durch die Verwendung von geeigneten Materialien das Bauteil resistent gegen chemische Mittel sein. Durch die Einstellung der Verfahrensparameter des Spritzverfahrens kann zudem die Dichte des abgeschiedenen Materials beeinflusst werden, so dass das Bauteil insgesamt auch eine sehr hohe Oberflächengüte aufweist, die beispielsweise im Hinblick auf eine mechanische Abriebfestigkeit von Vorteil ist. According to a preferred embodiment, this is done by spraying constructed material is self-supporting, d. H. the component produced has one high inherent rigidity, so that it is dimensionally stable and also for the withstands the intended use of the expected loads. These burdens can be mechanical, thermal, chemical or physical in nature. Due to the self-supporting training, the component is therefore for the intended Suitable for use without additional aids. This self-supporting property is, for example, by a sufficient material thickness and / or appropriate material selection generated. For example, by using suitable materials, the component should be resistant to chemical agents. By the setting of the process parameters of the spraying process can also Density of the deposited material can be influenced so that the component overall also has a very high surface quality, for example in In terms of mechanical abrasion resistance is an advantage.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung wird bei dem Verfahren ein Formkörper zur Ausbildung des dreidimensionalen Bauteils zunächst umspritzt und anschließend wieder entfernt. Durch den Formkörper wird also die dreidimensionale Struktur vorgegeben, so dass die Strahlführung vereinfacht ist. Zudem können dadurch in einfacher Weise einen Hohlraum einschließende tragfähige Strukturen erzeugt werden, die aufgrund ihres skelettartigen Aufbaus nur wenig Material benötigen und dementsprechend leicht sind. In an expedient further development, the method uses a molded body first molded and to form the three-dimensional component then removed again. The three-dimensional is thus through the molded body Structure specified so that the beam guidance is simplified. You can also thereby supporting structures that enclose a cavity in a simple manner are generated, which due to their skeletal structure only a little material need and are accordingly light.

Alternativ hierzu verbleibt in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Formkörper und bildet zusammen mit dem dreidimensionalen Materialaufbau ein gemeinsames Funktionsbauteil. Dies ist beispielsweise ein elektrisches Funktionsbauteil, bei dem der Formkörper und der Materialaufbau unterschiedliche elektrische Funktionen wahrnehmen. So kann beispielsweise der Formkörper aus einem isolierenden und der Materialaufbau aus einem leitfähigen Material bestehen oder umgekehrt. Insbesondere wird hierbei ein Kondensator ausgebildet, bei dem das Formbauteil ein Dielektrikum darstellt und durch den Materialaufbau die Kondensatorplatten erzeugt werden. As an alternative to this, the molded body and remains in an advantageous embodiment forms together with the three-dimensional material structure Functional component. This is an electrical functional component, for example which the molded body and the material structure different electrical Perform functions. For example, the molded body can be made of an insulating material and the material structure consist of a conductive material or vice versa. In particular, a capacitor is formed in which the molded component represents a dielectric and the capacitor plates due to the material structure be generated.

Aufgrund einer vorgegebenen Einbausituation beispielsweise für Rohre, Schächte oder Leitungen, müssen diese oftmals in Teilbereichen in komplexen dreidimensionalen Formen verlegt werden, wohingegen in anderen Teilbereichen einfache Standardelemente herangezogen werden können. Hier setzt eine zweckdienliche Weiterbildung an, gemäß der das Bauteil durch sukzessiven Materialaufbau auf einem bereits bestehenden Profil als Weiterführung dieses Profils ausgebildet wird. Hierdurch können in den Teilbereichen, in denen eine sehr komplexe Profilführung erforderlich ist, die Profile in einfacher Weise an diese komplexe Geometrie angepasst werden. Due to a given installation situation, for example for pipes, shafts or lines, these often have to be in complex areas three-dimensional shapes, whereas in other areas simple Standard elements can be used. Here is a useful one Further training according to which the component is built up by successive material build-up an existing profile as a continuation of this profile becomes. This can result in very complex areas Profile guidance is required, the profiles in a simple manner to this complex Geometry can be adjusted.

Bei dem Verfahren lassen sich beispielsweise durch die Verwendung mehrerer Spritzköpfe nebeneinander auch gleichzeitig unterschiedliche Materialien auftragen. Der gleichzeitige Materialaufbau zweier unterschiedlicher Materialien nebeneinander kann aber auch alternativ hierzu alternierend erfolgen, d. h. zunächst wird ein Teilstück mit dem ersten Material aufgebaut, anschließend wird mit dem zweiten Material ein Teilstück aufgebaut. Mit diesem alternierenden Verfahren können die weiteren Materialien sowohl nebeneinander als auch übereinander aufgebaut werden. The method can be used, for example, by using several Spray heads next to each other also different materials at the same time Instruct. The simultaneous construction of two different materials next to each other, however, alternatively, alternatively, d. H. first will build a section with the first material, then with second material built a section. With this alternating process can the other materials both side by side as well as one above the other being constructed.

Vorzugsweise wird dies ausgenutzt, um ein Bauteil mit koaxial zueinander angeordneten Elementen aus unterschiedlichen Materialien zu erzeugen. Insbesondere wird ein bereits bestehendes elektrisches Koaxialkabel durch den Materialaufbau weitergeführt. This is preferably used to make a component coaxial with one another to create arranged elements from different materials. In particular, an existing electrical coaxial cable is replaced by the Material construction continued.

In einer bevorzugten Alternative wird das Bauteil als ein elektrisches Steckelement, beispielsweise als Stecker oder als Buchse ausgebildet. Vorzugsweise werden dabei mehrere der Steckelemente in einem Raster zur Ausbildung eines Stecksystems angeordnet. Die Orientierung der einzelnen Steckelemente zueinander sowie ihre Form sind dabei in einfacher Weise variierbar, so dass sich insgesamt verwechslungssichere Stecksysteme ausbilden lassen. Durch die Wahl der Orientierung und/oder der Form der Steckelemente kann zudem eine Kodierung vorgenommen werden. Die Kodierung kann alternativ oder zusätzlich auch durch spezielle Kodierstifte erzeugt werden, die bevorzugt ebenfalls mit dem Spritzverfahren erzeugt werden. In a preferred alternative, the component is considered an electrical Plug element, for example designed as a plug or as a socket. Preferably are several of the plug elements in a grid to form a Plug system arranged. The orientation of the individual plug elements each other and their shape can be varied in a simple manner, so that Have all confusion-proof plug-in systems trained. By choice the orientation and / or the shape of the plug-in elements can also be a Coding can be made. The coding can alternatively or additionally also are generated by special coding pins, which are also preferably used with the Spray processes are generated.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch ein mit dem Verfahren erzeugtes Bauteil gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und grob vereinfachten Darstellungen: According to the invention, the object is further achieved by using the method generated component solved. Exemplary embodiments of the invention are described below explained in more detail with reference to the drawing. They each show in schematic and roughly simplified representations:

Fig. 1 ein nach Art eines Doppel-T-Trägers ausgebildetes Bauteil mit einem innenliegenden Formbauteil, auf dem mit dem thermischen Spritzverfahren ein dreidimensionaler Materialaufbau vorgenommen wurde, Fig. 1 a designed in the manner of a double-T-support member with an internal mold member on which a three-dimensional structure of material was carried out with the thermal spraying process,

Fig. 2 das Bauteil nach Fig. 1 ohne Formkörper, Fig. 2 shows the part according to Fig. 1 without moldings,

Fig. 3 ein mit Fig. 1 vergleichbares Bauteil, bei dem der Formkörper nur in Teilbereichen von dem dreidimensionalen Materialaufbau umgeben ist, Fig. 3 is a similar to Fig. 1 device in which the shaped body is surrounded only in partial regions of the three-dimensional structure of material,

Fig. 4 eine stark vereinfachte Aufsicht auf eine Trägerplatte mit einem darauf angebrachten Stecksystem, Fig. 4 is a greatly simplified plan view of a carrier plate having mounted thereon plug-in system,

Fig. 5A, B eine Querschnittsdarstellung und eine Seitendarstellung eines Koaxialkabels und Fig. 5A, B show a cross-sectional view and a side view of a coaxial cable and

Fig. 6 ein Profil, bei dem ein bereits bestehendes Profilstück durch den Materialaufbau weitergeführt ist. Fig. 6 shows a profile in which an already existing profile piece is continued through the material structure.

Nach den Fig. 1 bis 3 ist zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils 6 ein Formkörper 2 vorgesehen, auf den mittels des thermischen Spritzverfahrens ein dreidimensionaler Materialaufbau 4 aufgebracht ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Formkörper 2 zugleich Teil des durch den Formkörper 2 und des Materialaufbaus 4 gebildeten dreidimensionalen Bauteils 6. Gleiches gilt für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, wohingegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das dreidimensionale Bauteil 6 allein durch den Materialaufbau 4 definiert ist. Das Bauteil 6 nach Fig. 2 wird dadurch erhalten, dass nach Vollendung des Materialaufbaus 4 der Formkörper 2 wieder entfernt wird. Der Formkörper 2 stellt daher in diesem Fall eine verlierbare Form dar. According to FIGS. 1 to 3, a molded body 2 is provided for producing a three-dimensional member 6 is applied to the thermal spraying process by means of a three-dimensional material body 4. In the embodiment according to FIG. 1, the mold body 2 at the same time part of the three-dimensional component 6 by the shaped body 2 and the material body 4 formed. The same applies to the exemplary embodiment according to FIG. 3, whereas in the exemplary embodiment according to FIG. 2 the three-dimensional component 6 is defined solely by the material structure 4 . The component 6 according to FIG. 2 is obtained in that the molded body 2 is removed again after the material structure 4 has been completed. In this case, the molded body 2 represents a form that can be lost.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Materialaufbau 4 selbsttragend, d. h. er ist ausreichend stabil, um den für den jeweils vorgesehenen Einsatzzweck zu erwartenden Belastungen stand zu halten. Insbesondere sollen die Bauteile 6 nach den Fig. 1-3 als elektromechanische Bauteile verwendet werden, die einerseits eine mechanische Eigenstabilität aufweisen und andererseits auch elektrische Funktionen wahrnehmen und den entsprechenden Belastungen durch die Ströme oder Spannungen standhalten. Insgesamt ist der Materialaufbau 4 für die elektromechanischen Belastungen ausgelegt. Bei den integrierten Ausführungsvarianten (Fig. 1 und 3), bei denen der Formkörper 2 Teil des Bauteils 6 ist, übernehmen der Formkörper 2 und der Materialaufbau 4 unterschiedliche Funktionen. So wird beispielsweise durch den Materialaufbau 4 ein leitfähiges Gebilde definiert, wohingegen der Formkörper 2 einen Isolator darstellt und beispielsweise ein Dielektrikum eines Kondensators bildet. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Materialaufbau 4 beispielsweise nicht durchgängig aufgebracht, so dass insbesondere in Längsrichtung des Formkörpers 2 (senkrecht zur Papierebene) Bereiche mit und ohne Materialaufbau sich abwechseln. Auch kann das Bauteil 6 lediglich Teil eines größeren Gesamtaufbaus sein und beispielsweise ein Teil eines Kondensators bilden. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind hierzu beispielsweise die Außenflächen 8 des Formkörpers 2 vom Materialaufbau 4 umgeben, so dass Kondensatorplatten 10 gebildet sind. Diese sind durch den Steg 12 des Formkörpers 2 voneinander beabstandet gehalten. As can be seen in particular from FIG. 2, the material structure 4 is self-supporting, ie it is sufficiently stable to withstand the loads to be expected for the intended use in each case. In particular, the components 6 according to FIGS. 1-3 are to be used as electromechanical components which on the one hand have mechanical inherent stability and on the other hand also perform electrical functions and withstand the corresponding loads from the currents or voltages. Overall, the material structure 4 is designed for the electromechanical loads. In the integrated design variants ( FIGS. 1 and 3), in which the molded body 2 is part of the component 6 , the molded body 2 and the material structure 4 take on different functions. For example, the material structure 4 defines a conductive structure, whereas the molded body 2 represents an insulator and, for example, forms a dielectric of a capacitor. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the material structure 4 is not applied continuously, for example, so that areas with and without material structure alternate in particular in the longitudinal direction of the shaped body 2 (perpendicular to the plane of the paper). The component 6 can also only be part of a larger overall structure and, for example, form part of a capacitor. In the embodiment according to FIG. 3, for example, the outer surfaces 8 of the shaped body 2 are for this purpose surrounded by the material body 4, so that the capacitor plates 10 are formed. These are held apart from one another by the web 12 of the molded body 2 .

Nach Fig. 4 sind auf einer Trägerplatte 14, beispielsweise eine Platine oder eine Leiterplatte, mehrere Steckelemente 16A-D angeordnet, die unterschiedliche Geometrien und Ausgestaltungen aufweisen. Die Steckelemente 16A-D sind beispielsweise Stecker 16A-C oder eine Buchse 16D zur Aufnahme eines Steckers. Diese Steckelemente 16A-D werden durch das thermische Spritzverfahren erzeugt, indem ein dreidimensionaler Materialaufbau 4 erfolgt. Hierbei kann zur Formgebung wiederum ein Formkörper vorgesehen sein. Durch die Positionierung der einzelnen Steckelemente 16A-D auf der Trägerplatte 14 sowie durch ihre geometrische Ausgestaltung können unverwechselbare Stecksysteme erzeugt werden. Insbesondere kann auch durch diese Maßnahmen eine Kodierung vorgenommen werden, so dass das auf der Trägerplatte 14 angeordnete Stecksystem nur mit einem hierfür ausgelegten, komplementären Stecksystem zusammengefügt werden kann. Zur Kodierung ist nach Fig. 2 zusätzlich eine Kodierleiste mit Kodierstiften 18 vorgesehen. Weiterhin sind an der Trägerplatte 14 Verriegelungselemente 20 vorgesehen, mit denen das auf der Trägerplatte 14 verwirklichte Stecksystem beispielsweise in ein entsprechendes Gehäuse eingesteckt und mit diesem automatisch verriegelt wird. Sowohl die Verriegelungselemente 20 als auch die Kodierstifte 18 können mit Hilfe des thermischen Spritzverfahrens an der Trägerplatte 14 angeformt sein. Sie bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, wohingegen die Steckelemente 16A-D einen elektrisch leitfähigen Materialaufbau aufweisen. According to FIG. 4, for example a circuit board or a circuit board, a plurality of plug-in elements 16A-D are on a support plate 14 arranged, which have different geometries and configurations. The plug-in elements 16A-D are, for example, plugs 16A-C or a socket 16 D for receiving a plug. These plug-in elements 16A-D are produced by the thermal spraying process in that a three-dimensional material structure 4 takes place. Here again, a shaped body can be provided for shaping. The positioning of the individual plug-in elements 16A-D on the carrier plate 14 and their geometrical design make it possible to produce distinctive plug-in systems. In particular, these measures can also be used for coding so that the plug-in system arranged on the carrier plate 14 can only be joined together with a complementary plug-in system designed for this purpose. A coding strip with coding pins 18 is additionally provided for coding according to FIG. 2. Furthermore, 14 locking elements 20 are provided on the carrier plate, with which the realized on the support plate 14-slot system, for example, inserted in an appropriate housing and is locked with this automatically. Both the locking elements 20 and the coding pins 18 can be molded onto the carrier plate 14 using the thermal spraying method. They are preferably made of plastic, whereas the plug elements 16A-D have an electrically conductive material structure.

Fig. 5A zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Koaxial-Kabels 22 mit einem innenliegenden Leiter 24, welcher zunächst von einem Isolator 26 und schließlich von einer Abschirmung 28 umgeben ist. Mit dem Spritzverfahren kann die durch das Koaxial-Kabel 22 vorgegebene Struktur weitergeführt werden, so dass ein Teilstück 22A eines bestehenden Koaxial-Kabels durch den Materialaufbau 4 um ein Teilstück 22B ergänzt wird, wie dies aus Fig. 5B hervorgeht. Zur Ausbildung des Teilstücks 22B werden bei dem Spritzverfahren beispielsweise mehrere Spritzköpfe parallel nebeneinander betrieben, so dass gleichzeitig unterschiedliche Materialien zur Ausbildung des Teilstücks 22B parallel abgeschieden werden. Fig. 5A shows the basic construction of a coaxial cable 22 with an inner conductor 24 which is first surrounded by an insulator 26, and finally by a shield 28. With the spraying method, the structure predetermined by the coaxial cable 22 can be continued, so that a section 22 A of an existing coaxial cable is supplemented by the material structure 4 by a section 22 B, as can be seen from FIG. 5B. To form section 22 B, for example, several spray heads are operated in parallel next to one another in the spraying process, so that different materials for forming section 22 B are deposited in parallel at the same time.

Nach Fig. 6 wird ebenfalls an einem bestehenden Profil 30, beispielsweise ein Rohr oder ein Kabelschacht, durch das thermische Spritzverfahren ein Materialaufbau 4 mit komplexer Geometrie vorgenommen, so dass durch den Materialaufbau 4 das Profil 30 weitergeführt ist. Durch das Spritzverfahren kann dabei das Profil 30 in nahezu beliebigen komplexen Strukturen weitergeführt werden. Insbesondere ist auch eine Querschnittsveränderung des Profils 30 möglich. Bezugszeichenliste 2 Formkörper
4 Materialaufbau
6 Bauteil
8 Außenfläche
10 Kondensatorplatte
12 Steg
14 Trägerplatte
16A-D Steckelemente
18 Kodierstift
20 Verriegelungselement
22 Koaxial-Kabel
22A, B Teilstück
24 Leiter
26 Isolator
28 Abschirmung
30 Profil
According to FIG. 6, a material structure 4 with a complex geometry is also carried out on an existing profile 30 , for example a pipe or a cable duct, by the thermal spraying process, so that the profile 30 is continued through the material structure 4 . Through the spraying process, the profile 30 can be continued in almost any complex structure. In particular, a cross-sectional change of the profile 30 is also possible. LIST OF REFERENCE NUMERALS 2 moldings
4 Material structure
6 component
8 outer surface
10 capacitor plate
12 bridge
14 carrier plate
16A-D plug-in elements
18 coding pin
20 locking element
22 coaxial cables
22A, B section
24 conductors
26 isolator
28 shielding
30 profile

Claims

1. A method for producing a three-dimensional component ( 6 ), in particular an electrical functional component, characterized in that a three-dimensional material structure ( 4 ) takes place by a thermal spraying method.

2. The method according to claim 1, characterized in that the material structure ( 4 ) is self-supporting.

3. The method according to claim 2, characterized in that a molded body ( 2 ) is molded to form the component ( 6 ) and then removed.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a molded body ( 2 ) is molded to form the component ( 6 ) and forms a common functional component together with the material structure ( 4 ) produced thereby.

5. The method according to claim 4, characterized in that a capacitor is formed, in which by means of the thermal spraying process, capacitor plates ( 10 ) are produced on the molded component ( 2 ) designed as a dielectric.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the component ( 6 ) is formed by the material structure ( 4 ) on an already existing profile ( 30 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that to form the component ( 6 ) a plurality of materials are built up in parallel next to each other.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a component ( 2 ) with coaxially arranged elements made of different materials is produced.

9. The method according to claim 8, characterized in that an electrical coaxial cable ( 22 ) through the material structure ( 4 ) is continued.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an electrical plug element ( 16 A-D) is formed as the component ( 6 ).

11. The method according to claim 10, characterized in that a plurality of plug-in elements ( 16 A-D) are arranged in a grid to form a plug-in system.

12. Three-dimensional component ( 6 ) which is produced by a method according to one of the preceding claims.