3D-MID

Maßgeschneiderte Produkte as a Service

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Ist Laser-Direktstrukturierung die Lösung?

Welche Technologie böte sich bei einer Mehrschicht-Architektur mehr an als die additive Fertigung? Denn hier baut ein Laserstrahl Ebene für Ebene eines Werkstücks auf. Beta Layout setzt auf diese Technologie und verwendet Kunststoffteile, die im 3D-Druck hergestellt werden.

Die eigentliche Innovation erfolgt dabei nach dem Druck: Die Modelle erhalten nach der Erstellung einen speziellen Lack, der mit einem Additiv versehen ist. Das folgende, sogenannte Laser-Direktstrukturieren (LDS) erzeugt Anordnungen, die sich durch Aktivierung des Lacks zu Leiterbahnen ausbauen lassen.

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Der Laser löst hierbei eine physikalisch-chemische Reaktion aus, die metallische Keime erzeugt und gleichzeitig die Oberfläche aufraut. Nach der Laser-Direktstrukturierung wandern die dreidimensionalen Modelle in ein stromloses Kupferbad. Dort setzen sich an den zuvor aktivierten Bereichen Kupferpartikel ab und erzeugen so Leiterbahnen. Nach dem Kupferaufbau können die Leiterbahnen galvanisch weiter aufgekupfert oder direkt mit einer Endoberfläche versehen werden.

Die Baugruppe versieht Beta Layout im Anschluss in der hauseigenen Bestückungsabteilung mit Bauteilen. Die nun fertiggestellten Werkstücke dienen als erste Prototypen und Muster, mit denen sich Funktionen testen und Layouts überprüfen lassen.

Maßgeschneiderte 3D-MID als Prototypen

"Wir bieten die Herstellung von 3D-MID – Mechatronic Integrated Devices – als Prototyp für verschiedene Unternehmen an", erklärt Manuel Martin, Product Manager 3D-MID bei Beta Layout. "Durch die Arbeit mit der Formiga P 110 von Eos sind wir in der Lage, unseren Kunden sehr schnell qualitativ hochwertige Produkte zu liefern. Besonders praktisch ist dabei, dass wir sogar per Website und Online-Shop die Bestellung von 3D-Modellen anbieten können. Mit der additiven Fertigung konnten wir unser Geschäftsmodell erfolgreich ausbauen."

Durch die Nutzung der additiven Fertigung können vom einzelnen Entwickler bis hin zum Großunternehmen maßgeschneiderte Schaltungsträger für die Prototypen neuer elektronischer Geräte verwendet werden. Die Kunststoffteile lassen sich dabei schnell und zu günstigen Konditionen herstellen. Gleichzeitig bietet das Verfahren die erforderliche Genauigkeit sowie eine hohe Bauteilqualität, um die benötigten Grundkörper bereits in einer seriennahen Güte zu produzieren – ein nicht zu unterschätzender Aspekt, gerade bei Testläufen.

Verarbeitung unterschiedlicher Materialien

Die Eos-Technologie ermöglicht dabei auch ein hohes Maß an Flexibilität: Die verwendete Maschine ist in der Lage, unterschiedliche Materialien zu verarbeiten, etwa das mit Glasperlen gefüllte PA 3200 GF oder das aluminiumgefüllte Polyamid Alumide. Hochleistungspolymere wie PEEK (Polyetherehterketon) oder Metalle sind ebenfalls möglich. Entscheidend ist dabei, dass alle Stoffe hochtemperaturfähig sind, eine Einschränkung durch das Spritzgussverfahren in der Serienfertigung.

Durch diese Flexibilität kann Beta Layout für seine Kunden individuell unterschiedliche Anforderungen erfüllen, etwa dem künftigen Einsatzzweck des Schaltträgers entsprechende Besonderheiten. Auf diese Weise lassen sich individuell optimierte Lösungen finden, sei es im Hinblick auf niedrige Kosten oder eben hohe Temperaturbeständigkeit beziehungsweise sonstige Erfordernisse.

Additive Fertigung als Katalysator für Innovationen

Neben diesen Vorteilen bietet die additive Fertigung noch einen weiteren Pluspunkt: "Im Endeffekt erleben wir hier eine Demokratisierung von Hochtechnologie. Ohne Innovationen wie diese könnten wir 3D-MID gar nicht als Service anbieten", fasst Manuel Martin zusammen.

"Das würde bedeuten, dass viele kleinere Unternehmen und Entwicklerbüros gar keine Chance auf solche Prototypen hätten. Damit würde die hierzulande viel zitierte Kreativität und Schaffenskraft kleiner und mittlerer Unternehmen an Fahrt verlieren, der Bereich Forschung und Entwicklung wäre als solches weniger dynamisch."

Additive manufacturing ist damit ein Katalysator für weitere Innovationen – und damit vielleicht schon bald Ausgangspunkt für ein neues Mooresches Gesetz.

* Matthias Höh ist Business Development Manager bei der EOS GmbH Electro Optical Services.

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