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Modeling and Measurement of Dielectric Anisotropy in Materials Manufactured via Fused Filament Fabrication Processes

Hehenberger, Simon Philipp und Caizzone, Stefano und Yarovoy, Alexander (2024) Modeling and Measurement of Dielectric Anisotropy in Materials Manufactured via Fused Filament Fabrication Processes. Materials Research Bulletin (179). Elsevier. doi: 10.1016/j.materresbull.2024.112938. ISSN 0025-5408.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025540824002691?via%3Dihub

Kurzfassung

Additive manufacturing (AM) is increasingly recognized as an enabling technology for novel devices with increased functionality and bandwidth for microwave applications. However, due to the layer-by-layer build approach employed by most AM techniques, internal patterns are introduced to printed materials, which cause an effective anisotropy in their material parameters. This work introduces an electrostatic model inspired by parallel plate capacitors, describing the dielectric anisotropy of materials manufactured with fused filament fabrication (FFF) AM techniques. The accuracy of the model's predictions about the permittivity tensor of printed materials is investigated via numerical simulations. Furthermore, permittivity tensor measurements are carried out for samples printed with various materials and print settings. Measurement data is fitted to the model via a least squares approach, and excellent agreement is observed. The results of this study present novel conclusions about the impact of material and print parameters on the effective permittivity of additively manufactured materials, improving the accuracy in modeling and designing additively manufactured microwave devices.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198352/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling and Measurement of Dielectric Anisotropy in Materials Manufactured via Fused Filament Fabrication Processes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hehenberger, Simon PhilippSimon.Hehenberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3816-3641206120659
Caizzone, StefanoStefano.Caizzone (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9434-7368NICHT SPEZIFIZIERT
Yarovoy, AlexanderA.Yarovoy (at) tudelft.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Januar 2024
Erschienen in:Materials Research Bulletin
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.materresbull.2024.112938
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Materials Research Bulletin
ISSN:0025-5408
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Additive manufacturing, Anisotropy, Dielectric, 3D printing, Microwave, Model Capacitor
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Hinterlegt von: Hehenberger, Simon Philipp
Hinterlegt am:19 Feb 2026 09:13
Letzte Änderung:19 Feb 2026 09:13

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