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Elektronikfertigung - Multimaterialdruck

Durchbruch für wegweisende Fertigungskonzepte

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Der Nutzen der 3D embedding technology liegt auf der Hand: Bauteile, Sensoren und Leiterplatten können mehrdimensional in einer für die Anwendung optimal angepassten Gehäuseform integriert gedruckt werden. Die Fertigung wird erheblich vereinfacht, weil Lötprozesse entfallen und generativ produziert wird. Damit einher gehen die Reduzierung der endgültigen Baugröße und des Gewichtes sowie die Realisierung ganz neuer, integrativer Elektroniklösungen. Ein weiterer Vorteil: Teure Werkzeuge entfallen.

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Für das Design und für die Konstruktion sind allerdings neue CAD-Werkzeuge erforderlich, die eine kombinierte mechanische und elektrische Konstruktion unterstützen. GED setzt dazu das CAD-Tool Nextra von der deutschen Firma Mecadtron ein. Komplexere mechanische Bauformen werden mit Solid Works konstruiert.

Die Designaufgabe ist ähnlich wie bei Moulded Interconnection Devices (MIDs), jedoch sind mit dieser Art des 3D-Multimaterialdrucks weitergehende Lösungen möglich. Künftig soll ein neues 3D-Entwicklungstool der TU-Berlin 3D-Elektronik-Designs ermöglichen.

In der Mechanik hat sich in den letzten 10 Jahren bereits der 3D-Druck für den Musterbau und auch für die Serienfertigung etabliert. So produziert Airbus bereits heute über eintausend verschiedene Flugzeugbauteile mittels 3D-Druck in Serie und möchte künftig bis zu 50 Prozent aller Flugzeugteile generativ herstellen.

Zu erwarten ist, dass künftig auch Kleinserien von 3D-Elektronik im 3D-Multimaterialdruck-Verfahren hergestellt werden. Ein wichtiger Grund dafür: Es ermöglicht Bauformen und Integrationen, die mit herkömmlichen Verfahren nicht zu erstellen sind.

Variantenvielfalt bei der Serienproduktion

Für eine künftige Serienfertigung im neuen Verfahren könnte eine Anzahl von 3D-Multimaterialdruckern parallel laufen. Innerhalb von 24 Stunden können beim Einsatz von 10 Geräten im Dreischichtbetrieb durchaus Serien von 100 Stück und mehr hergestellt werden. Damit erhält man zusätzlich eine große Flexibilität. Mit einer großen Variantenvielfalt lassen sich individuelle Kundenwünsche erfüllen und man kann das Lager entsprechend reduzieren.

Fazit – Technologie mit großem Potenzial

Der 3-D Multimaterialdruck vereint die Möglichkeiten von MIDs und Embedded Components, wobei weiterführende Lösungen möglich sind. Die Firma Voxel8 forscht derzeit an neuen leitenden Pasten, um beispielsweise Batterien zu drucken. Es gibt also noch viel Potenzial für die Zukunft. Dies gilt sowohl für Anfertigung von Mustern als auch für die Serienproduktion.

Anm. d. Red: Möchten Sie mehr zum Thema 3D-gedruckte Elektronik erfahren? Dann kommen Sie zu unserem 1. Praxisforum 3D-gedruckte Elektronik am 28. September 2017 in Würzburg. Infos unter: www.3d-gedruckte-elektronik.de

* Hanno Platz ist Geschäftsführer von GED.

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