增材制造方法、用于设计构件的方法及构件与流程

本技术总体上涉及增材制造方法和由此制造的构件，该构件尤其可以整体地设计并且/或者以多材料途径生产。

背景技术：

1、在传统制造中且尤其是在陶瓷制造中，预制造部件以模块化系统的方式相互组合。如此例如，预制造的电子构件彼此接合或彼此连接，如例如经由电路板或其他连接器件。单独预制造的、在这种模块化系统中组装的电子构件在此不发挥结构形成或者结构化功能，而是相反通常必须通过附加的存在的结构化功能来保护免于外部影响。然而，迄今的构建方法不允许整体地设计构件或以增材制造方法在共同的方法步骤中使用多种材料或使构件的单个部分有针对性地同时满足多种功能，例如电气功能和结构化功能。

技术实现思路

1、上文提及的问题中的一些至少部分地由由本发明提供的方法以及此处公开的构件所克服。

2、根据第一实施方式，提供了一种增材制造方法，在该增材制造方法中使用第一材料和与该第一材料不同的第二材料来制造构件。在所述制造方法中，第一材料和与该第一材料不同的第二材料可以在时间上或空间上依次地引入待制造的构件中。

3、相应地，也可以引入其他材料，如例如第三材料或第四材料。

4、与现有的层压方法不同(在现有的层压方法中例如沿堆叠方向堆叠箔片，并且外部形状相应地由由此预设的材料堆叠来预设)，增材制造方法在加工两种不同材料时可以实现不依据方法的规定，而是按照待获得的构件的功能性和任务来选择形状。与迄今的层压方法不同，此外可以省去针对相应设计单独适配的用于产生孔口和分离构件的成型工具、冲压机和切割机，和不仅在生坯构件处或还在烧结构件处的其他成型过程。此类或类似的成型过程可典型地包括耗费高的或浪费材料的减材过程步骤。与迄今的层压方法不同，此外可以省去在此典型地必需的、附加的且独立的工艺步骤，如用于施加电极材料的(丝网)印刷过程以及用于产生生坯构件的经层压的堆叠体的(热)压制。

5、根据方法的一种实施方式，可以利用第一材料或第二材料分别构造构件的功能单元或结构化单元。例如，可以利用第一材料构造第一功能单元，该第一功能单元将功能性引入成品构件中。同样地，利用第一材料构造的单元可以备选于或附加于功能性而也具有结构化功能。相应的内容适用于第二材料或者利用第二材料构造的功能单元或结构化单元。其他材料可以引入到功能单元或结构化单元中。但相应的上文提及的第一材料或者第二材料将其功能或结构化特性的至少一部分引入如此形成的单元中。

6、根据方法的一种实施方式，构件由依次重叠施加的层形成。在此一般而言可以提及增量。在此，在该实施方式中，不仅第一材料而且第二材料引入至少一个层中。第一材料和第二材料也可以引入到多个层中。在此，层的区域可以形成上文提及的功能单元或结构化单元的部分。通过依次堆叠层(在其中的至少一些中引入第一材料和第二材料)，可以构造第一功能单元或结构化单元以及第二功能单元或结构化单元。

7、根据方法的一种实施方式(该实施方式尤其优选可以是前述实施方式的改进方案)，第一功能单元或结构化单元的功能性由第一材料的材料特性与其跨层的三维形状的协同作用来实现。如此，尤其可以利用增材制造方法逐层填充三维栅格。例如，三维栅格在此可以相应于在规划步骤中创建的待制造构件的三维规划栅格，并且通过逐层填充该三维规划栅格，实体上构造构件的所规划的三维形状。在层内，第一材料可以任意布置。通过堆叠这些复杂的层，可以在构件内部以三维构造功能单元或结构化单元。“在构件内部”在此可以表示构件外部尺寸内的任何体积。

8、根据增材制造方法的一种优选实施方式，所述构件可以单件式制造。构件可以制造成不含内部接合部位。如此，在根据现有技术的传统模块化途径中，必须将构件彼此接合。在根据本发明的增材制造方法中可行的是，制造单件式构件，在其中例如共同施加或者共同引入不同材料(如例如第一材料和第二材料)，并且这些材料例如通过共同的脱脂、脱碳和/或烧结过程而彼此无接合部位地连接。

9、例如，“无接合部位”在此可以指在构件内有针对性地实现不存在大多数或优选所有可设想的接合部位。因此，可以在层内但也跨越彼此相邻的层获得这样的构件，即，在其中不存在可察觉的接合部位，尽管在传统结构或传统生产方法中在使用相同或相似选择的材料时本可以设想或预期这样的接合部位。如此在构件内部，第一材料的在制造过程期间引入的每个增量可以相对于第一材料的接着的另一增量在最终构件中彼此无接合部位地获得。同样地，第一材料的在制造过程期间在构件内引入的增量相对于第二材料的接着的在制造过程期间引入的增量可以在最终构件中彼此无接合部位地获得。同样地，任意第一或第二材料的每个任意增量相对于相邻的来自任意第一或第二材料的增量可以在最终构件中彼此无接合部位地构造。相应的内容适用于第一材料和第二材料的任何组合。也可以包含其他材料，如第三或第四材料，或任何技术上合理数量的材料。上文描述内容相应地适用于其他材料。对于增量，上文针对层提及的内容可以相应地适用。

10、根据方法的一种实施方式，所述第一材料包含陶瓷材料或是陶瓷材料。相应地，第二材料也可以包含另一种陶瓷材料。第一材料和/或第二材料也可以分别是其他材料，如例如完全可以通过热处理(如例如脱碳)去除的材料。但第一和/或第二材料备选地也可以是电材料，如例如形成金属结构的材料，如例如可通过增材制造施加的金属膏。

11、陶瓷材料或电材料优选作为悬浮液使用。为此，这些材料例如与起形成聚合物作用的组分一起在该方法中使用。为此，第一或第二材料优选含有聚合引发剂。聚合引发剂例如可以是光引发剂。聚合也可以备选地利用其他手段、例如热地、催化地、阴离子地、阳离子地或自由基地启动。附加地，悬浮液中还可以包含填料、溶剂、稀释剂、增稠剂、染料、吸收剂、用于动力学反应控制的试剂，如促进剂、阻聚剂或传递剂。

12、附加地，尤其是在用于金属的悬浮液中可以存在陶瓷添加剂或玻璃添加剂，如例如氧化铜或铅玻璃。它们可以实现改善金属层与陶瓷层的结合。这种材料也可以作为在功能或结构化陶瓷与金属层之间的中间层而加入。此外，尤其是对于陶瓷，悬浮液中可以包含烧结助剂。烧结助剂可以有助于防止对于与烧结温度相比在相对低温度中脱脂的材料而言构件瓦解。例如，对于氧化铝而言在550°c时达到完全脱脂。但烧结在约1700°c下进行。在这种情况下，例如可以添加氧化钇作为烧结助剂。

13、在增材制造方法中，可以借助于悬浮液施加相应材料的一层或多层。在施加期间或施加后不久，可以使起形成聚合物作用的组分聚合，且如此构建和/或稳定仍为陶瓷生坯的构件。该仍为陶瓷生坯的构件，也称为生坯，随后可以通过任意方法例如传统的烧结方法进行烧结。在此之前，可以例如通过脱脂和/或脱碳从待形成的构件中去除任何有机组分。

14、通过有针对性地选择悬浮液的成分、增材制造方法中聚合的过程参数和/或烧结方法的过程参数，可以有针对性地调节待形成的构件的致密性。“致密性”在此可以指在构件内限定的宏观体积增量中不存在空腔，或者在构件表面处限定的宏观面积增量中不存在孔隙或凹穴。如此可以获得几乎或优选完全致密的构件。这例如可以意味着，任何的宏观面积增量或体积增量的少于1%或优选少于0.1%或特别优选少于0.01%是空腔、孔隙或凹穴。备选地，也可以有针对性地调节较小的致密性，且如此获得带有一定孔隙率的构件。如此例如，任何的宏观面积增量或体积增量的超过1%由一个或多个空腔、一个或多个孔隙或一个或多个凹穴占据。

15、根据所针对的功能性，作为陶瓷材料考虑所有可能的电陶瓷材料。如此例如，压电材料不仅可以以无铅形式而且可以以含铅形式使用。如此作为铁电或者压电材料，例如可以使用钛酸钡基或锆酸钙基陶瓷材料。此外，可以使用介电材料。也可以使用ptc材料或ntc材料。如此也可以引入铁氧体材料。所有类型的htcc或ltcc材料相应地可以作为电陶瓷材料引入。利用前述材料尤其可以在构件中构造功能单元。利用前述材料也可以在构件中构造结构化单元。尤其地，利用前述材料构造的单元可以在构件中不仅构造功能特性而且构造结构化特性。除此之外或附加地，还可以使用结构材料，其例如可以构造结构化单元。结构材料例如可以选自htcc陶瓷、ltcc陶瓷、氧化铝、低价氧化铝(alox)、碳化硅、氮化硅、氮化硼、堇青石、氧化镁、硬质金属、玻璃陶瓷基材料、氧化锆基材料、氮化铝基材料或类似材料。在本发明的一般情形中，这些材料可以任意组合，不仅可以在第一或第二材料内部，也可以如下，即，并排于第二材料使用第一材料。如此可以形成带有对于整个系统最佳性能的电陶瓷构件。

16、在增材制造方法中，相应材料的一个或多个层可以相对于彼此施加。然而，也可行的是，制造这样的层，即，其完全或至少部分地不直接结合到前一层的材料处。这可以实现尤其还允许制造这样的构件，即，其例如具有悬伸部、凹穴、空腔、斜切部、圆角以及对于传统电陶瓷部件而言非典型的或在没有耗费高的附加过程步骤的情况下无法获得的其它物理成型部。此外，由此还可以构造联接件、连接件、螺纹件、卡锁件或类似的其他连接器。这全部都可以有助于优化如此待构建的整个系统。

17、这种陶瓷材料可以与任何合适的增材制造方法一起使用。通常优选3d打印方法，如例如基于dlp的方法。尤其是后者非常良好地适合于多材料打印以及有针对性地(也几何上)精细结构化地布置单个部件，不仅在单个制造层内，而且在构建和/或稳定构件的生坯或构件时沿层方向或者高度方向。即使当生产带有薄壁厚或高纵横比或大量空腔或光滑表面的构件的生坯或构件时，这也适用。

18、备选地，也可以使用基于丝材的、基于挤出的、基于喷墨的或基于丝网印刷的增材制造方法。此外，还可以使用基于diw的增材制造方法，在其中将含聚合物的悬浮液从一个或多个喷嘴施加，并通过辐射(ir、vis、uv、x射线、伽马辐射、电子辐射)的作用或通过制造空间中温度、溶解度、气氛等的变化而固化，且由此构造或稳定构件的生坯或构件。尤其地基于diw的增材制造方法特别良好地适合于将多种不同材料并行地在单个层平面内依次地增材施加。

19、根据另一种实施方式，可行的是，在增材制造方法中也至少部分地引入以其他方式生产的增量。这种增量可以单独制造，即例如预制造。如此，这种增量可以作为预制部分在增材制造过程期间引入构件的产生的生坯或构件中，其中所述增量不通过增材制造方法本身增材施加或者构建。如此例如，可以将传感器(例如ntc传感器)的一部分作为单独预成型的增量、例如作为预成型的片材引入增材制造过程中。由此可行的是，通过至少部分地集成可不取决于且独立于增材制造方法获得的增量，进一步优化生坯或构件的制造。如此引入的、单独预成型的增量可以在此在成品生坯或构件中如此集成，即，使得其不可与通过增材3d打印过程本身构建的相似或相同增量区分。

20、作为电材料，原则上可以使用所有具有相应特性且尤其是传导性的材料。所述材料基本上是金属，其作为形成金属结构的材料被引入过程中，或者作为这样的材料被引入构件中以构建构件。在此也可以使用其他无机材料或碳基材料。作为金属，例如可以使用铝、铜、金、铂、钯、镍、银、钨、钽或它们的合金，如例如agpd。例如，作为无机或碳基材料可以使用石墨、石墨烯或其他可传导的碳衍物。这些材料的选择基本上取决于待达到的目的。

21、根据制造方法的一种优选实施方式，该制造方法是3d打印方法。3d打印方法尤其具有以下优点：其可使用，以便可形成不受制于尤其地陶瓷制造的构建或形状规范的自由形状构件。如此例如，在3d打印方法中，可以从第一喷嘴施加第一材料，且从第二喷嘴施加第二材料。备选地，第一材料和第二材料也可以通过一个喷嘴施加。例如可以在基于丝材的增材方法、如喷墨或diw方法是这种情况。根据一种实施方式，例如可以将第一和第二材料从不同的分配器施加到可运动的表面(例如传输膜)上。通过在可运动表面上对材料进行适当处理，例如通过有针对性地以光照射，可以将第一和第二材料布置在构建平台处，且因此构建构件。例如在dlp方法中可以为这种情况。

22、根据本发明的一种实施方式，所述第二材料可以是可通过热处理去除的材料。在这种情况下，可以由该材料形成构件的第二体积区域。在这种情况下，第一材料可以包含对热处理耐受的材料，如例如陶瓷材料。由该材料那么可以形成第一体积区域，该第一体积区域至少部分地包围第二体积区域。热处理例如可以是脱碳的方法步骤。第一材料不必完全由对热处理耐受的材料组成。尤其地，它可以包含上述有机组分，如例如起形成聚合物作用的组分或者由起形成聚合物作用的组分形成的聚合物。该聚合物在热处理时也可以从第一体积区域中去除。第一体积区域优选含有如此多对热处理耐受的材料，即，使得不产生宏观空腔。第二体积区域优选具有这样的尺寸，即，其显著大于在陶瓷材料中的通过生坯陶瓷材料的脱碳所含的孔隙。例如，一种可大致或完全通过热处理或者脱碳去除的材料可以是淀粉粉末，其可以通过增材制造方法或3d打印方法引入构件中。以此填充的第二体积区域可以支撑或稳定其他布置在第二体积区域周围的体积区域，如在生坯状态下的第一体积区域。

23、尤其地，根据一种实施方式，随后可以执行热处理或者脱碳步骤。在此，可通过脱碳去除的材料可以大致或完全从正在形成的主体中排出。因此，完全或部分由第一体积区域包围的空腔或凹入部可以通过可通过热处理去除的第二材料预形成。具有对热处理耐受的材料的体积区域可以大致保持其结构。为了加固这些结构，在陶瓷材料的情况下，这些结构例如可以在另一方法步骤中烧结，以便获得带有空腔或凹入部的构件。备选地，可以构造上述形状。也可以例如对于悬伸区域构造支撑结构。

24、备选地或附加地，利用这种途径也可以调节孔隙率来形成空腔。如此，可以在相应多孔制造的陶瓷中吸附催化活性材料。对于许多催化材料，相应多孔或粗糙的表面可以促进吸附。也可以相应地吸附染料、光敏剂、试剂、指示剂或传感器材料。

25、利用上文呈现的途径，还可以构造非常精细的毛细管或通道，其以其它方式只可困难获得。毛细管的直径例如可以在150μm和1500μm之间，且优选在300μm至700μm之间。例如，加热管线路可以具有0.5至15mm或优选为1至9mm的直径。上文呈现的直径借助于增材制造技术可以很容易获得。

26、同样，构造螺旋二十四面体结构或其他类似复杂的结构元件是可行的。

27、在增材制造的构件处可以进行用于机械稳定和/或强化的措施。如此可以改善机械性能。为了实现这一点，例如可以在规划过程中在特定部位处将结构设计为“超尺寸”，以便在热过程期间在机械上特别关键的部位处至少部分补偿收缩。因此换言之，在部分区域中，打印材料的材料厚度可以选得比成品构件中对于部分区段的稳定性所需的更大或更厚。由此，该区域可以在烧结步骤之前足够机械地稳定。备选地或附加地，例如打印构件可以经受“后固化”，即附加的后硬化。为此，例如聚合物可以包含其他交联剂，其在构件打印后随时间缓慢固化。附加地或备选地，它也可以包含附加的热引发剂，这些引发剂通过加热构件使打印后仍存在的残留单体同样聚合。附加地或备选地，也可以在打印后后置接入有针对性的强化照射，以便使残留单体聚合。最后提到的“后固化”方法分别以下者为出发点，即，在增材制造期间已经执行了首次固化。该首次固化例如可以是在制造期间进行的首次或主聚合，或在制造期间进行的首次或主横向交联。备选地或附加地，打印构件也可以在脱碳和/或烧结步骤之前经受机械压制。例如，可以执行等静压(热)压制。前述关于强化的变型方案或其示例也可以组合。

28、根据另一种实施方式，在制造构件或生坯时可以实现外部覆层。该外部覆层可以独立于增材制造过程、在接着增材制造过程的步骤中或还作为增材制造过程的一部分来实现。例如，这可以是玻璃覆层或上釉，其例如可以类似于搪瓷层。

29、根据另一种实施方式，增材制造方法可以与传统制造方法相结合。如此例如，可以在增材制造之后使用增材制造技术或减材制造技术。它们不仅可以在构件的生坯处应用，而且可以在就此而言完成或烧结的构件处应用。增材制造技术的示例尤其为电镀、溅射、粘接、钎焊、焊接等。减材制造技术的示例尤其为钻孔、研磨、切割、铣削、蚀刻、抛光、冲压、裁切等。

30、根据另一种实施方式，此外提供了一种用于构件整体设计的方法。在此，构件在其部件或单元的布置中根据其功能或者以构件所预期的应用来构思。这与上述现有技术的模块化系统相区别。根据该方法或者该设计方法，可以克服由现有技术给出的模块化特定限制。打个比方，根据本发明的方法可以称为“功能性可塑捏合料”，在其中功能单元的形状可以鉴于在应用中的预期功能来塑造。

31、如此设计的构件克服了现有技术的缺点，所述缺点表现为存在附加的接合步骤、构件未针对功能优化、构件未针对空间优化、构件未针对设计优化、构件部分地在材料选择上具有问题，其对于期望的目的不是最佳的，因为其固定地“按目录”或“按模块”预设。基于根据本发明的途径，可以在初始设计阶段考量这些问题，并在制造中如此考虑这些问题，即，使得最终可以获得针对特定目的最佳的整体系统。尽管在某些情况下，该整体系统可具有与传统制造的构件相同的功能，但创造性地如此设计的构件具有优点。如此根据本发明设计的构件可以更紧凑，其可以更高度集成，其可以进行更有针对性的材料选择，其可以针对特定应用目的进行优化等。借助于该方法，可以将多个通常分离的功能性组合在共同的紧凑的构件中。

32、在此，设计方面可以借助于相应的规划软件来支持。也可以使用人工智能、算法等。

33、用于构件整体设计的方法在此可以包括如上所述的增材制造方法。尤其地，可以借助于增材制造方法或3d打印方法来实现相应的用于整体设计的方法。备选地或附加地，所述设计方法在规划中也可以考虑待选择的增材制造方法的方面，如例如制造速度、制造成本、可并行性、结构空间容量等。设计方法在规划中也可以考虑待选择材料的方面，如例如机械性能、电性能、光学性能等。设计方法在规划中也可以考虑待选择的热过程的方面，如例如在脱脂、脱碳或烧结过程期间的温度、持续时间、气氛、在不同空间方向上的构件收缩、构件致密化、表面影响等。设计方法在此在规划中也可以考虑对生坯或就此而言完成或烧结的构件的任何可能的后处理的方面。换言之，用于构件整体设计的方法可以如此考虑所有可设想的方面、影响因素和过程步骤，即，使得构建关于多个或优选所有方面优化的整体系统，并通过在多个或优选所有方面优化的生产过程来制造。

34、根据用于构件整体设计的方法的一种实施方式，构件可以具有第一单元和第二单元，其中第一单元和第二单元可以分别从功能和/或结构上有助于构件的功能或者结构。例如，第一单元可以是功能单元，第二单元可以是结构化单元。同样地，不仅第一单元而且第二单元可以是结构化单元。第一单元和第二单元也可以分别是功能单元，即从功能上有助于构件的功能性。第一单元和第二单元的定位在此主要或仅仅鉴于应用规定来选择。

35、尤其地，不同材料有针对性的组合和布置可以相互协同作用形成功能单元。

36、根据一种实施方式，第一单元可以由第一材料制造，且第二单元可以由第二材料制造。

37、根据一种实施方式，第三、第四和其他单元可以由第三、第四和其他材料制造。

38、根据用于构件整体设计的方法的另一种实施方式，在构件中，两个单元之间的连接器件可以具有几何上最短可能的区段。尤其地，连接器件可以是缆线或一般而言是线路。所有单元和连接器件可以增材制造或例如3d打印。由于第一单元可以如此布置在第二单元旁边或围绕第二单元布置，因此它们之间的电连接可以减小到为构件最终功能所必需的最短必要程度。如此可以避免不必要的线路路段。

39、备选地或附加地，线路路段也可以在构件内以优化目的的方式引导。如此例如，可以优化esr或esl。例如，也可以在铺设线路路段时优化电磁兼容性(emc)或电磁耐受性(emv)。

40、备选地或附加地，也可以实现热线路路段或线路路径。在设计中也可以考虑它们。如此，可以有针对性地设计用于引导供热或废热的路径。在许多情况下，电线路可以作为热线路路径起作用。如此例如，经由对电线路路径的针对性设计，也可以一起优化热线路路径。如此可以更好地实现对构件或体积区域的针对性加热或冷却。

41、备选地或附加地，也可以应用高效地设计或者在方法中构建针对性功能，如屏蔽、冷却通道、散热体和辐射面。

42、根据用于构件整体设计的方法的另一种实施方式，第二单元可以围绕第一单元如此布置，即，使得减少或避免被动空间，其不服务于功能或不是为了建立结构上的构件规定所必需的。例如，通过制造、如例如传统层压陶瓷层仅仅彼此分开地制造第一构件和第二构件，然后将它们组装。如此产生功能上死区空间，但借助本发明可以避免所述空间。

43、构件的单元或者构件的功能还可以如此设计，即，使得减材方法可以部分或优选完全避免。由此可以减少或避免不必要的材料损失。

44、根据用于构件整体设计的方法的另一种实施方式，第一单元和/或第二单元并非实施为为模块化系统而构思的单独预制造的构件，而是在该方法内在形状和布置上主要或仅仅根据功能方面来选择。它可以相对于其他功能和/或结构化元件在其尺寸上或在构件内的布置上进行设计。换言之，单元中的一个可以在形状上完全自由选择，且不必如例如在传统陶瓷制造过程中那样具有面状形状或由面状部件形成的形状，而是可以在增材制造方法的精度范围内具有任意形状。尤其地，第一单元和第二单元的形状可以如上所述彼此交错。

45、根据用于构件整体设计的方法的另一种实施方式，第一单元和/或第二单元可以利用或由3d打印陶瓷形成。在此之前针对陶瓷和/或3d打印陶瓷所述内容适用。

46、根据用于构件整体设计的方法的另一种实施方式，构件的部分区域或第一单元可以如此设计，即，其限定第一平面。另一部分区域或第二单元可以限定第二平面，该第二平面相对于第一平面偏斜布置。如此尤其地，通过第一单元可以形成面状区域。第二单元可以具有其他形状，该形状也具有带有面状形状的区域。这些面可以彼此偏斜。“偏斜”在此可以意味着这些平面至少不是彼此平行定向。优选这些平面也不是彼此垂直布置。利用传统陶瓷制造技术，通常只能实现平行或垂直的平面。倾斜的或相对于堆叠方向偏斜的平面在传统制造中例如需要去除材料的步骤。利用上述优选实施方式可以避免去除步骤。

47、下面呈现不同构件，其本身具有有利的方面。但这些构件尤其可以是3d打印或增材制造的构件，且尤其可以利用上述方法或设计方法来生产。它们可以具有上述特性和优点。但它们本身也用作为有利的实施例。

48、根据第一优选实施方式，提供了一种用于微流控的构件，即一种微流控构件。该构件具有入流部，该入流部适用于向功能单元供给流体。功能单元直接或间接地邻接入流部。此外，出流部直接或间接地邻接功能单元，该出流部适用于引导流体远离功能单元。在此，流体可以是液体或气体。例如，流体可以是水溶液或其他溶液。

49、也可以构造多于一个入流部或多于一个出流部。尤其地，可以构造第二入流部，如果该构件设计成用于将两种反应物彼此分开地引导至功能单元。

50、微流控构件的结构，即入流部、功能单元和出流部，可以是陶瓷主体中的空间或者体积区域。用于微流控的构件可以借助于一种或多种陶瓷构建，所述陶瓷例如借助于增材制造技术或3d打印技术构造。尤其地，可以如上所述借助于通过热处理可去除的材料来构造空腔。

51、微流控构件例如可以包括带有以下材料或由以下材料构成的陶瓷：二氧化硅、碳酸钡和/或氧化铝。对此可以引入添加剂，如例如硼酸、碳酸钙和/或三氧化二铬。导电元件可以借助于金属如例如铜来构造。陶瓷和金属导电元件可以利用通过热处理可去除的材料进行增材制造。该材料可以通过脱碳去除。作为这种通过热处理可去除的材料例如可以使用光固化丙烯酸酯树脂混合物。

52、通常，前述材料或类似者，或aln基或氧化铝基陶瓷材料，可以用于构造结构给定元件。它们可以与电化学反应性材料如铜和/或功能陶瓷如例如ntc或其他材料一起用于构造功能性，如例如电化学功能性或孔隙率或上述或下文所述的其他特性。陶瓷的化学惰性特性也可以在微流控构件中引入相应的功能性。

53、在功能单元中可以构造一个或多个功能性，取决于如何使用微流控构件。这些功能性在下文示例性地列举。

54、根据用于微流控的构件的一种优选实施方式，入流部和/或出流部可以具有倒圆或圆形横截面。这种横截面优选垂直于流体的设置的流动方向构造。这些倒圆或圆形形状可以促进层流。圆形或倒圆横截面例如可以是椭圆形或正圆形横截面。在此有利的是，使用增材制造技术或者3d打印，因为与传统制造技术不同，它们可以容易地实现在陶瓷主体中构造圆形空腔。在此，陶瓷主体可以从外部由材料完全包围，除了用于入流部的唯一通路和用于出流部的唯一通路之外。此外，这些区域也可以在两个随后组装的半体之间不存在接合部位的情况下构造。因此，不必组装半模，由此可以避免附加的过程步骤。也可以避免在形状方面的易错性，如例如尖锐边缘或不密封部位，这可由半体的轻微偏移产生。附加地，无接合部位的微流控构件的热或机械承载能力可以提高，因为不存在胶合面。

55、利用上述实施方式可行且优选的是，实现入流部或出流部的弯曲或蜿蜒。增材制造技术或3d打印对此也特别有利。可以避免尖锐弯折，如例如通过两个相遇的钻孔产生的那样。如此可以更容易地实现层流。

56、根据一种实施方式，入流部和出流部可以如此塑造并通过相应的增材制造方法或3d打印方法相应地制造，即，实现常规的联接部位。因此，可以利用与常规联接部位互补的常规连接器件实现联接到外围系统处，而无需进一步的过程步骤，如接合、压入等。例如，可以借助于增材制造方法实现螺纹或适用于压配合的锥形联接件。通过这可以联接到外围系统(如例如泵、分析设备等)处。

57、根据用于微流控的构件的一种实施方式，功能单元可以具有空间，该空间具有至少两个彼此平行的边界面。例如，它可以具有带有两个彼此平行的端面的圆柱体形状。原则上，它也可以具有长方体或立方体形状。这些平行面在体积中的取向原则上可以是任意的，且不局限于堆叠方向等。

58、根据一种实施方式(该实施方式优选与前述实施方式组合)，第一电极和第二电极可以如此引入或者布置在空间或者功能单元中，即，使得它们彼此平行布置。两者可以优选平行于边界面构造。电极并不局限于它通过3d打印方法构造，但优选可以是这种情况。例如，电极可以构造在面上。

59、电极可以构造成用于流体的组分的电化学转化。但它们也可以用于检测流体特性，如例如传导率，或者可构成成用于此。

60、根据一种实施方式，例如可以通过在构件中沿流体通道在多个有针对性地选择的部位处相应布置电极并相应地测量传导率，来确定反应的时间进程或流体或反应物的停留时间。

61、电极和/或电极的任何接触结构可以作为生坯主体的部分，类似于上述方法，进行增材制造或通过3d打印制造。如此，第一材料可以是陶瓷材料。入流部、出流部或功能单元的空腔可以利用通过热处理可去除的材料来预形成。对于电极，可以由金属膏将两个面状前体结构形成到第一材料的界面处。两个任意引导远离此的用于电极的接触线路的前体结构可以引入到第一材料中。在布置部件或这些部件的走向时，不需要受堆叠方向的限制。

62、根据微流控构件的另一种实施方式，功能单元可以具有空间，该空间具有构思成在微流体中促进构造湍流的形状。与此相比，入流部或出流部的形状可以构思为促进层流。如此，功能单元所具有的空间的形状可以具有多个边缘或引起流动转向或引起流动涡流的结构化部件。由此，例如可以促进两种反应物等的混匀。入流部和/或出流部优选构造为促进层流例如可以通过上述圆形形状来实现。备选地，入流部和/或出流部也可以具有特别塑造的形状，以便例如产生文丘里效应或用作流体供给和/或排出的标准接触元件的容纳部。

63、根据微流控构件的另一种优选实施方式，功能单元可以具有带有多孔或粗糙表面的区域或者壁区域或边界区域。多孔或粗糙表面可已经通过该表面特性起催化作用。附加地或替代地，除了组成功能单元边界的材料之外，还可以引入化学物质。如此例如，可以将金属催化剂颗粒或如例如铜催化剂颗粒引入壁中。此外，也可以相应地吸附或引入染料、光敏剂、试剂、指示剂或传感器材料。增材制造技术或者3d打印要么允许施加混合材料，即例如包含陶瓷材料和形成催化剂颗粒的材料，要么备选地在小空间内并排施加陶瓷材料和点状地施加催化材料，例如以栅格形式。

64、关于粗糙化或结构化，例如可以构造带有沿界定通道的侧面的纵向沟槽的微流控通道。这种功能单元也可以塑造或设立为其适用于色谱分离或分析。这可以在增材制造的范围内容易地实现。

65、根据另一方面，超声波产生装置可以要么构造为功能单元的一部分要么构造在功能单元附近。超声波产生装置可以构思为在功能单元中在流体中产生超声波振荡。这种超声波振荡例如可以触发化学反应或混匀反应混合物或在流体中分配颗粒。

66、超声波产生装置可以具有压电陶瓷。换言之，它可以借助于压电陶瓷构造。此外，在构件中可以相应地构造接触线路和电极结构，以为了激励压电陶瓷，以便形成超声波产生装置。制造方法原则上可以类似于上文描述的进行。

67、根据另一个方面，压力测量装置可以要么构造为功能单元的一部分要么构造在功能单元附近。压力测量装置可以构思为在功能单元中在流体中可以实现压力测量。这种压力测量装置例如可以借助于压电陶瓷构造，该压电陶瓷将压力或压力变化转换为电压或者电压变化，且由此使其可测量。在此，电压可以经由同样引入微流控构件内的电触点来采集。

68、对此备选地或补充地，基于压电陶瓷的压力测量装置也可以如此塑造或设立，即，使得探测或测量其参数，所述参数可以直接或间接从压力测量中推导，或可以经由压电陶瓷的其他输出信号类型获得。如此例如，可以探测密度、粘度、颗粒负载、颗粒速度、流体冲击负荷、声速、流体速度等。

69、根据另一种优选实施方式，所述构件可以具有泵。泵可以如此布置在入流部中或处、出流部中或处，或功能单元中或处，即，使得其可以将流体泵送通过系统。泵可以要么直接集成到构件中，要么构造为单独的部件。泵可以通过压电陶瓷构造。泵也可以具有电接触或者操控。

70、作为压电材料，例如可以使用锆钛酸铅陶瓷(pzt)，或还使用基于铋铁酸钡钛酸(bf-bt)的无铅压电陶瓷。

71、根据另一种优选实施方式，作为功能单元，备选于或附加于这样的功能单元，可以在功能单元中或处构造加热元件。加热元件可以构造为加热螺旋线。加热螺旋线例如可以缠绕功能单元的圆柱形区域，例如相应地嵌入到形成结构的陶瓷中。与传统制造的陶瓷不同，这种圆形缠绕不可通过堆叠或者层压技术生产。在此，圆柱形区域优选以纵轴线在设置的流动方向上取向。相应地，功能单元的不同成形的区域也可以被缠绕。

72、备选地或附加地，加热元件也可以由或利用ptc陶瓷形成。加热元件的形状原则上是任意的且例如可以具有圆柱形形状。在ptc陶瓷或者由其形成的圆柱体的情况下，该ptc陶瓷或圆柱体可以与流体直接接触。ptc陶瓷可以嵌入给予结构的陶瓷中。这种ptc加热元件也不能通过堆叠或者层压技术生产。

73、备选地或附加地，加热元件还可以由一个或多个帕尔贴元件成型。它可以是基于半导体的帕尔贴元件。但优选这涉及基于陶瓷材料的帕尔贴元件。帕尔贴元件例如可以具有钙锰氧化物，其具有在mn原子位置部分掺杂有fe原子。这种热电陶瓷材料可以具有由通式ca1-x-yisoxdonymn1-zfezon描述的材料，其中iso表示可以取代晶格中ca2+的二价元素，don表示可以取代晶格中ca2+并为电传导率提供电子的元素，且其中0≤x≤0.5；0

74、此外，在微流控构件中，靠近入流部、出流部或功能单元或还作为功能单元的一部分，可以构造有温度传感器元件，如例如ntc传感器元件或ptc传感器元件或电阻温度计或热电偶。这可以实现在功能单元附近或直接在功能单元处进行温度测量。如此例如，在微反应器的情况下(在其中存在催化剂或催化活性面)，对流体进行温度测量是可行的。当使用增材制造技术或3d打印时，这种传感器元件的定位或取向可以自由选择，并且不受堆叠方向限制。

75、根据另一种实施方式，微流控构件可以具有其他入流部、出流部和/或布置在其间的体积元件，这些体积元件不与其他入流部、出流部和布置在其之间的体积元件处于直接流体接触。由此，例如可以在微流控构件中并排引导两个或更多个彼此流体分离的流体。这些流体在此可以处于热接触中。在此可行的是，在微流控构件内构造热交换器，其可用于加热或冷却另一流体。

76、备选地或附加地可行的是，前述流体还处于物质性连接中。“物质性”在此应如此理解，即，2个或更多个流体之间的物质交换是可行的，而这些流体彼此不处于直接流体接触。为此，流体例如通过膜片分隔。该膜片可以允许某些物质通过，而不使携带这些物质的相应流体彼此直接接触。膜片可以是半透性的。该膜片在此例如可以包含微流控构件的材料，但也可以使用其他材料。备选地或附加地，膜片可以具有催化或过滤特性或者设有这样的特性。在此可行的是，在微流控构件内构造离子交换器、反渗透装置、无菌过滤器、燃料电池、催化后燃烧器、膜氧合器、λ探头、ph探头等。

77、根据另一种实施方式，描述了一种微加热器。该微加热器具有嵌入在陶瓷主体中的电阻加热功能。电阻加热功能例如可以通过陶瓷中的导电且尤其是金属结构来实现。尤其地在增材制造技术或3d打印的情况下，相应结构在陶瓷中的定位或取向可以自由选择。

78、根据一种实施方式，用于实现加热功能的传导结构可以至少部分地由陶瓷材料包覆，且因此至少部分地被保护免受外部影响。所述结构也可以完全被包覆或者嵌入。

79、根据一种实施方式，所述结构例如也可以任意放置到预形成的空腔处，例如以便实现带有限定距离的加热功能。这种实施方式允许对惰性材料如陶瓷进行局部非常明确的加热。

80、根据一种实施方式，微加热器可以塑造且设立成使用在人类医学和/或兽医学领域中。例如，微加热器可以如此塑造，即，使得其可以安置在导管的顶端处。这种加热器可以在点状顶端处非常集中地产生高热效应。这例如可以进行以用于微创手术中在体内的消融。优选地，这种微加热器可以具有含aln的材料以及含钨的电极，或者由这样的材料构造。aln材料良好适合，因为它们具有特别高的导热性。钨电极良好适用于电阻加热，并且由于其高熔点而适合与aln共同加工。由此可以创造带有高能量密度的特别高效的点状热源，如其有利地在外科应用中可以使用的那样。

81、根据微加热器的一种实施方式，3d打印的内部电极或者金属结构可以布置在3d打印的陶瓷主体内。它们可以在陶瓷主体的区域中形成加热线圈作为电阻加热功能。根据该微加热器的一种实施方式，在陶瓷主体的区域中或在陶瓷主体的区域的表面处可以构造有用于加热或蒸发液体的储存部。

82、根据一种实施方式，可以在微加热器处或中构造有温度传感器。例如，温度传感器可以构造为电阻式传感器、热电偶、ntc传感器或ptc传感器。

83、根据一种实施方式，这种温度传感器可以用于控制微加热器的温度。为此，可以使用并入微加热器的或独立的温度控制装置。

84、根据微加热器的一种实施方式，该微加热器可以构造为穿流加热器。该穿流加热器可以具有穿流区域，该穿流区域构造为使得流体被导引通过该区域。在此，第一导体作为电阻加热功能在垂直于流动方向的平面中至少部分地包围穿流区域。借助于增材制造技术，可以容易地实现例如由陶瓷制造复杂的穿流结构，并将导体以及任何外部触点的形状自由地引入其中。

85、根据穿流加热器的一种实施方式，第二导体可以在流动方向上相对于第一导体偏移地构造为第二电阻加热功能，使得在流动方向上构造两个相继的加热平面。如此可以改善流体的加热。

86、根据穿流加热器的一种实施方式，ptc加热器可以构造加热元件。ptc加热器可以由包括ptc材料的陶瓷构造。

87、根据穿流加热器的一种实施方式，毗邻穿流区域处可以附加于穿流区域的外壁构造导引流动或改变流动的部件。借助于所述技术可行的是，附加于例如管状穿流区域的外壁实现导引流动或改变流动的结构或部件。

88、根据穿流加热器的一种实施方式，ptc加热器可以通过自由成型如此构造，即，使得包含ptc材料的陶瓷在流体通道中例如构造为螺旋二十四面体结构，并相应地由待调温的流体绕流。术语“螺旋二十四面体”在此根据一般本领域理解来理解。尤其地，“螺旋二十四面体”可以理解为三重周期极小曲面(tpms)。因此，这种结构具有内部周期性，并且相对于固定的边缘曲线局部占据最小可能的面积。

89、根据穿流加热器的一种实施方式，电阻加热功能可以构造为导体。导体的区段可以如此跟随流体引导，即，使得该区段沿流体的设置的流动方向延伸。导体或由其形成的螺旋形状在此例如可以形成沿流体的设置的流动方向延伸的环路。

90、根据穿流加热器的一种实施方式(该实施方式尤其优选地是前述实施方式的改进方案)，流体引导可以具有弯曲部，该弯曲部适用于改变流体在弯曲部之前的区域和弯曲部之后的区域之间的预期的流动方向。穿流加热器的管状区段例如可以具有弯曲部。导体的区段可以沿在流体引导部的区域中改变的流动方向延伸。优选地，如上所述，导体的第一区段可以沿流体的设置的流动方向延伸。该第一区段例如可以沿弯曲部之前的流体的流动方向延伸。导体的第二区段可以沿在流体引导部的区域中改变的流动方向延伸。如此例如，导体在弯曲部之前的第一环路可以沿该处存在的流动方向延伸，且第二环路可以沿弯曲部之后存在的流动方向延伸。如此可以增大在其中被加热的面积。

91、根据穿流加热器的一种实施方式(该实施方式尤其优选是倒数第二种实施方式的改进方案)，流体引导可以具有第一弯曲部。该第一弯曲部可以限定第一平面，正如一个角度在空间中限定一个平面。在流动方向上跟随第一弯曲部的第二弯曲部可以在垂直于第一平面的平面中定向。流体引导部可以具有在第二弯曲部之后流动方向上的第三弯曲部。该第三弯曲部可以限定第二平面，该第二平面平行于第一平面但相对于第一平面偏移地延伸。导体的一个区段或多个区段布置在平行于第一平面的中间平面中，该中间平面位于第一平面和第二平面之间。这种布置允许流动围绕布置在中间平面中的导体被引导，并且可以最大化用于热传递的接触面积。这种自身扭转的且由多种材料组成的结构可以特别优选地借助于增材制造或者3d打印形成。

92、根据一种实施方式，这种扭转的流体引导部也可以允许以多种不同流体运行，使得流体引导部也可以用作微型混合器或还用作微型反应器。

93、根据另一种实施方式，描述了一种变压器或者尤其是一种3d打印的变压器。该变压器可以具有至少两个导电层，这些导电层通过介电陶瓷层彼此分隔。通过3d打印得出上述优点。

94、根据变压器的一种实施方式，该变压器可以具有铁氧体陶瓷和第二陶瓷。第二陶瓷可以在此布置在铁氧体陶瓷的表面的上方。形成例如线圈的电结构可以在此如此嵌入第二陶瓷中，即，使得第二陶瓷的一部分如此布置在电结构的两个电层之间，即，使得该部分可以用作电介质。在此利用增材制造技术或3d打印，可以实现不受堆叠方法限制的形状。

95、根据变压器的一种实施方式，铁氧体芯可以布置在由一个或多个电层形成的线圈内。铁氧体芯可以是单独的构件，或也可以与其他部件一起通过3d打印构造。

96、根据另一种实施方式，描述了一种热传感器。热传感器可以包括热敏电阻陶瓷，尤其地它可以包括ntc陶瓷或ptc陶瓷。热传感器可以包括载体，例如陶瓷载体。热传感器可以包括一个或多个电接触部或电极。热传感器可以是独立元件，但它也可以与上述或下述任何其他实施方式任意组合。如此例如，这种热传感器可以包含在微流控构件、微加热器、hf构件、变压器或封装体中。这种热传感器可以集成在这种构件内部或还施加在这种构件上。

97、此外，描述了一种封装体。该封装体可以具有用于容纳外部部件或单件式一同打印的部件的凹入部。封装体可以是本身封闭的、完全3d打印的封装体。封装体可以通过增材制造或3d打印形成。如上文关于设计抽象描述的那样，该封装体可以具有形成主平面的扁平单元。另一结构或功能单元可以实现在封装体内部。它原则上可以单独制造，但优选通过3d打印实现，并与封装体一起或者作为其一部分打印。所述另一结构或功能单元可以具有表面，该表面限定相对于主平面偏斜定向的平面。如果这些部件通过3d打印制造，则偏斜平面可以容易地实现。封装体可以整体式地且本身封闭地或单件式构造。封装体可以包括屏蔽元件。这种屏蔽元件的示例适用于提供法拉第屏蔽、粒子辐射屏蔽或高能辐射屏蔽。法拉第屏蔽例如可以经由法拉第电极构造。粒子辐射屏蔽可以构造为粒子罩。由于其特性，钨也非常适合于提供对高能电磁辐射或粒子辐射的屏蔽，它们可以与法拉第屏蔽组合。备选地或附加地，可以构造防射频范围电磁辐射的屏蔽电极。该封装体可以包括电接触部。封装体可以包括金属化部。

98、根据一种实施方式，封装体可以包括传感器元件，例如实施成带有ntc陶瓷、ptc陶瓷、电阻温度计或热电偶。备选地或附加地，封装体也可以具有包括压电陶瓷的传感器元件，以用于测量压力。备选地或附加地，封装体也可以具有一个或多个用于流体的通道。在这些通道中可以引导流体，且如此提供对封装体和/或布置在封装体内的部件的加热和/或冷却。备选地或附加地，加热和/或冷却也能够可以经由集成在封装体中的帕尔贴元件实现。备选地或附加地，封装体也可以在其外部形状方面如此塑造，即，使得热辐射最大化，例如其方式是，它具有冷却肋片结构和/或施覆有金属表面。多个这样的元件可以有利地借助于增材制造实现在封装体中。

99、此外，描述了一种hf模块。hf模块优选可以通过3d打印获得，但其总体上首先不限于此。优选地，它完全3d打印。hf模块具有陶瓷主体。它此外可以具有电功能部件。该电功能部件可以嵌入陶瓷主体中。

100、hf模块的陶瓷主体可以包含ltcc陶瓷或htcc陶瓷。因此，陶瓷主体可以利用形成ltcc陶瓷主体的ltcc陶瓷材料制造。备选地，陶瓷主体可以利用形成htcc陶瓷主体的htcc陶瓷材料制造。

101、hf模块可以实施为陶瓷电路板(英文ceramic printed circuit board；简称cpcb)。这种电路板可以有利地用作功率电子应用中的载体或用作用于高功率led的载体。在此优选的是，使用aln材料作为htcc陶瓷主体。aln具有高导热性和有利的电耐击穿强度。因此，它可以有利地用作起绝缘作用的、起强导热作用的载体。与由钨材料组成的电极组合，可以集成内部热和/或电导引结构。也可以构造法拉第屏蔽、冷却通道或冷却肋片结构。由于其特性，钨也非常适合于提供对高能电磁辐射或粒子辐射的屏蔽，它们可以与法拉第屏蔽组合。

102、功能部件可以具有与陶瓷材料不同的陶瓷材料，即在该示例的情况中具有与ltcc陶瓷或者htcc陶瓷不同的陶瓷材料。尤其地在3d打印的情况下，得出了描述的针对增材制造的优点。

103、根据hf模块的一种实施方式，电功能部件可以是带有铁氧体陶瓷材料的电感线圈。备选地或附加地，功能部件可以是电容器。该电容器可以具有与陶瓷主体的陶瓷材料不同的电介质。电介质可以是介电陶瓷材料。备选地或附加地，功能部件可以是esd保护部件。该esd保护部件可以具有压敏电阻陶瓷。备选地或附加地，功能部件可以是热敏电阻。这例如可以是具有ntc陶瓷的ntc传感器，或具有ptc陶瓷的ptc传感器。

104、下文解释构件特性，其可适用于所有前述构件且也可应用于稍后描述的实施例。

105、概括而言，对于根据本发明的构件适用的是，它们可以不含内部接合部位，这具有上述优点。

106、同样概括地可以适用的是，根据本发明的构件可以具有两个材料区域。这些材料区域可以在三维上彼此交错。

107、在构件中也可以存在第三、第四和其他材料区域。这些材料区域可以至少部分地在三维上彼此交错。因此，可以构造两个或更多个材料区域。上文中使用的表述“两个材料区域”在本技术中应理解为等同于“两个或更多个材料区域”，并且意味着可以鉴别出至少两个不同的材料区域。表述“两个或更多个材料区域”在此仅附加强调并非意图限制为恰好两种材料，即使由于该澄清这非绝对必要。

108、在构件中可以构造3d打印陶瓷和/或3d打印金属区域。

109、上述构件本身可以包含结构化特性。

110、构件可以包含传感器，如例如ntc传感器或ptc传感器。ntc传感器可以借助于ntc陶瓷引入到具有另一种陶瓷作为主要部件的构件中。相应地，ptc传感器可以借助于ptc陶瓷引入到构件中。利用根据本发明的设计，可以将ntc陶瓷在其它电陶瓷构件内有针对性地引入到温度测量有利的部位处，如例如尽可能靠近构件内热源的位置。这可以通过增材制造一般地实现。由于因3d打印可以产生低微米范围的非常薄的层，这还可以更好地实现。如此，利用所述技术不仅可以实现常见的ntc尺寸，而且可以实现明显更小的构件。这些构件可以在对于相应的应用的功能性相关的优选位置处产生，且其余的构件可以围绕其继续构建，而不必大幅调整其尺寸。

111、可以构造有保护或过滤特性。

112、也可以构造屏蔽特性。例如法拉第屏蔽、电磁屏蔽、高能辐射屏蔽或粒子辐射屏蔽。

113、也可以构造有有源部件，如例如压电部件。其可以借助于压电材料引入。例如，它们可以用于实现致动器功能。附加地或备选地，它们也可以实现传感器功能。

114、可以构造有加热器，如例如经由相应的导体或加热线圈。也可以构造包含ptc材料的加热器。

115、可以构造有保护元件，如例如以电容器、电感器或压敏电阻的形式。电容器可以经由电容器材料和导体结构嵌入另一种陶瓷中。电感器可以经由芯材料例如铁氧体材料和线圈状导体结构嵌入另一种陶瓷中。同样，可以借助于压敏电阻材料将压敏电阻嵌入另一种陶瓷中。

116、从现有技术中已知的其他功能可以相应地嵌入。

117、如此，借助于增材制造可行的是，将最后提及的功能中的一种或多种集成到单件式构件中。