Verbundprojekt: Hybrid additiv 3D-gefertigte smarte Elektroniksysteme - HYB-Man -; Teilvorhaben: Prozessentwicklung für 3D Hybrid Manufacturing

Ziel ist die Entwicklung eines "Hybrid 3D Manufacturing" Prozesses, d.h. die Kombination von additiver Bauteilfertigung ("3D-Printing") mit Verfahren für "Gedruckte Elektronik" zur Herstellung von funktionsintegrierten Bauteilen ("smart parts"). Zur Erreichung des Ziels wird eng mit den deutschen Projektpartnern Robert Bosch, Kühling&Kühling, Neotech AMT, Xenon Automatisierungstechnik und Henkel zusammengearbeitet. Schwerpunkte der Arbeiten des Fraunhofer IFAM sind: - Qualifizierung einer Klasse von hochleitfähigen thermoplastischen Polymer-Metall Hybridmaterialien für die additive Bauteilfertigung in 3D-Druckern (FDM). Dazu werden entsprechende Materialien in Form von Filamenten hergestellt und in FDM-Druckern verarbeitet. Material, Druckprozess und Drucker müssen aufeinander abgestimmt werden, um hochwertige Multi-Material-Bauteile mit integrierten Leiterbahnen zu generieren. - Verwendung von 3D Jettechnologien wie Aerosoljet oder Dispensen von Tinten und Pasten zur Applikation von "Gedruckter Elektronik" auf und in additiv gefertigten Bauteilen. Dazu sind die speziellen Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile (Oberflächenrauheit, Materialart, Temperaturbeständigkeit) zu berücksichtigen. Ein Mehrlagenaufbau aus leitfähigen Strukturen und isolierenden Schichten ist oft notwendig. Materialien, Jet- und thermische Aushärtungsprozesses müssen auch hier aufeinander abgestimmt werden. - Evaluierung der Integration von Einzelprozessen zu einem "Hybrid 3D Manufacturing" Prozess erfolgt mit Hilfe von vorhandenen Anlagen zum "3D-Druck" und zur "Gedruckten Elektronik". In einer Fertigungsstraße können additiv gefertigte Bauteile, ggfs. bestückt mit elektronischen Bauteilen, mit unterschiedlichen Jetprozessen mit Multi-Funktionsschichten (Leiterbahnen, Sensoren, Kontaktierungen) ausgestattet werden. Die mögliche automatisierte, industrienahe Kleinserienfertigung adressiert technische und ökonomische Fragestellungen des up-scaling.