Praxisforum 3D-gedruckte Elektronik

3D-gedruckte Elektronik – der Heilige Gral der Elektronikfertigung

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Idzko

Am 28. September findet in Würzburg das 1. Praxisseminar 3D-gedruckte Elektronik statt.
Am 28. September findet in Würzburg das 1. Praxisseminar 3D-gedruckte Elektronik statt. (Bild: VBM)

Was ist möglich ist, wenn gedruckte Elektronik, additive Fertigung und die intelligente Produktion aufeinander­treffen? Das zeigen am 28. September Entwickler und Experten der industriellen Elektronikfertigung beim 1. Praxisforum 3D-gedruckte Elektronik in Würzburg.

Kurze Innovationszyklen, zunehmende Variantenvielfalt und ein steigender Kostendruck verlangen nach neuen Strategien in der Elektronikfertigung. Gleichzeitig haben sich die generative Fertigung sowie die gedruckte Elektronik in den letzten Jahren zum industrie­tauglichen Werkzeug entwickelt. Experten aus Industrie und Forschung zeigen am 28. September in Würzburg die Möglichkeiten, Herausforderungen und Potenziale auf, wenn gedruckte Elektronik, additive Fertigung und die intelligente Produktion Symbiosen eingehen.

In der Keynote berichtet Dr. Ingo Wirth aus Sicht des Fraunhofer Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen, wie zur Optimierung der Bauteileigenschaft gezielt Strukturen mit Druckverfahren an den erforderlichen Bauteilstellen aufgebracht werden können – beispielsweise, um Sensoren oder elektronische Komponenten in bestehende Produkte zu integrieren.

Die Herstellung von individualisierten Produkten unter Beibehaltung der Herstellungs­effizienz der Massenfertigung wird ein Bedarf der Zukunftsmärkte sein. Prof. Thomas Otto, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz, zeigt anhand von gedruckter Elektronik auf 2D- und 3D-Oberflächen, wie sich dieser Bedarf durch den Einsatz von digitalen Druck- und Laserverfahren realisieren lässt.

3D-MIDs, also Kunststoff-Bauteile, die mit Leiterbahnen und elektronischen Schaltungen versehen sind, stellen eine Antwort auf die zunehmende Miniaturisierung dar. Manuel Martin von Beta LAYOUT erklärt, wie 3D-MID-Prototypen auf Basis von Laser Sinter 3D-Drucken hergestellt werden und wie diese Technologie für Entwickler zugänglich gemacht wird. Die Präsentation beantwortet die Fragen nach Daten­formaten, Designregeln und Produktion von 3D-MID.

Wie sich die Additive Fertigung und MID zusammenführen lassen zeigt Christoph Jürgenhake vom Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM in Paderborn. Er präsentiert das derzeit laufende Transferprojekt itsowl-TT-Change, welches einen validierten AM-MID-Leitfaden sowie einen Technologie-Demonstrator zum Ziel hat.

Elisa Starruß, Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden, präsentiert die Kombination eines Dispensdruck mit einem 3D-Druckverfahren (Fused Filament Fabrication, FFF) und wie damit Funktionsstrukturen auf der Oberfläche von FFF-Bauteilen aufgebracht werden können sowie auch vollständig in den Bauraum der generativ gefertigten Bauteile integriert werden können.

Hanno Platz, GED, stellt ein neuartiges Verfahren vor, mit welchem mehrdimensionale Elektronikkonzepte generativ umgesetzt werden können – vom Prototyping bis zur Kleinserie. Zentrale Komponente des Verfahrens ist ein 3D-Multimaterialdrucker der Firma Voxel8. Das Gerät bietet mit dem Druck von Kunststoff und Silberleitpaste neue Lösungen zum Einbetten und Verbinden von Bauteilen in nur einem Gerät.

Bei Johannes Hörber, Neotech AMT, präsentiert Möglichkeiten zur Herstellung gedruckter Elektronik auf komplex geformten Bauteilen. Der Fokus liegt hierbei auf den Anforderungen einer 5-Achs-Bearbeitung sowie in der Kombination mit klassischen generativen Produktionsverfahren zur werkzeuglosen Fertigung dreidimensionaler Elektronikanwendungen.

Für Udi Zamwel, Nano Dimension, ist das Potenzial für die Verwendung von Additiver Fertigung für die Elektronik sehr hoch, steckt aber noch in den Kinderschuhen, da die Entwicklung dieser 3D-Drucker außerordentlich komplex ist und Standard-Tinten die Aufgaben einfach nicht bewältigen können. Udi Zamwel wird die vielen Heraus­forderungen der Entwicklung eines professionellen 3D-Druckers für Elektronik- und Real-Life-Anwendungen sowie deren Vorteile aufzeigen.

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