Forschungsschwerpunkte

Direct Digital Manufacturing

Für die Fertigung von individuellen, multifunktional hochintegrierten Systemen und deren moderne Produktentwicklung bieten die generativen Herstellungstechnologien ein hohes Potential. Dabei rückt die Herstellung von Endprodukten durch die Nutzung der generativen Technologien stetig in den Vordergrund und löst die reine Anwendung als Prototypen-Equipment mehr und mehr ab.

Eingebettete elektrische Schaltungen mittels Stereolithographie

Zielsetzung ist die Integration von elektronischen Komponenten in ein Substrat, das unter Anwendung generativer Fertigungsverfahren produziert wird. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde zunächst ein Bauteil hergestellt, bei dem ausgewählte ebene Bauteile eingelegt sind. Dies sind z. B. Widerstände, Kondensatoren, LEDs und ein Mikrocontroller in SMD-Ausführung. Bei dieser Technik handelt es sich um eine sequenzielle Technik zwischen SLA und Bestücktechnologie.

Zur Kontaktierung der elektronischen Bauteile gibt es Möglichkeiten, die ohne die Nutzung von Masken auskommen.

Der Inkjetdruck gehört zum „Non Impact Printing“, da das Substrat keine direkte Berührung mit dem Druckträger erfährt. Die digitalen Druckdaten werden direkt verarbeitet. Dies hat gegenüber den Standard-Druckverfahren, wie dem Hoch-, Tief-, Flach- und Durchdruck einen großen Vorteil. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine aufwendigen Vorbereitungsarbeiten und Einrichtungen notwendig sind. Der Inkjetdruck ist für kleine Stückzahlen ab einem Exemplar geeignet.

An der Fraunhofer EMFT wird das Drop-on-Demand-Verfahren genutzt, speziell das Piezo-Jet.

Der Inkjetdruck bietet eine Menge weitere Vorteile:

  • Maskenloses Verfahren – sehr flexibel
  • Extreme Miniaturisierung mit Linienbreiten << 100 _m möglich
  • Einsatz auf starren oder flexiblen Substraten (Rolle-zu-Rolle-Fertigung)
  • Integration passiver Bauteile möglich
  • Integration einfacher aktiver Bauteile möglich
  • Einsatz reaktiver Tinten möglich
  • Beschleunigungspotenzial durch Parallelisierung von Düsen
  • 3D-Aufbauten möglich
  • Volladditiv – kein Abfall

Leistungsangebot im Bereich Direct Digital Manufacturing

Inkjetdruck – Generative Herstellung leitfähiger Strukturen

Im Kontext zukünftiger generativer Fertigungsverfahren stellen ressourcenschonende, maskenlose, kosteneffiziente, volladditive und variantenflexible Strukturierungstechnologien wie der elektrisch funktionale Inkjet-Druck eine wegweisende Technologie dar.

Projekte im Bereich Direct Digital Manufacturing

FKIA – Funktionalisierung von Kunststoffen durch Inkjet- und Aerosoldruck

Im Forschungsprojekt FKIA wurde untersucht, wie mit den maskenlosen additiven Metallisierungsverfahren Inkjet- und Aerosol-Jet-Druck auf kostengünstige Standardkunststoffe Leiterbilder aufgebracht werden können, wodurch eine serienflexible und wirtschaftliche Metallisierung großer MID-Bauteile möglich wird.

Generative Fertigungstechnologie für die direkte Integration von mikro-elektronischen Komponenten und Kontaktstrukturen

Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der werkzeuglosen Herstellung von elektronischen Submodulen. Einbettung elektronischer Komponenten in generativ hergestellte Gehäuse, Entwicklung einer generativen Verbindungstechnologie, Auswahl von Kontaktiermedien, Realisierung eines Technologiedemonstrators.