Additively Manufactured Electronics (AME)

Unter dem Begriff Additively Manufactured Electronics (AME) versteht man die additive Fertigung von elektronischen Bauteilen, Antennen und Schaltungen.

Dieses Prinzip wurde kürzlich im EXIST-Forschungstransferprojekt Mesmeronic am Fraunhofer IAPT mit dem der mechatronisch integrierten Bauelemente (MID) kombiniert. MIDs vereinen mechanische und elektrische Komponenten auf dreidimensionalen Körpern und Oberflächen und ermöglichen so komplexe, kompakte und hochintegrierte Bauteile. Insgesamt beschäftigte sich das Projekt Mesmeronic mit der additiven Fertigung von dreidimensionalen MIDs, einer Kombination aus AME und MID.

Im Design wird das Bauteil entsprechend der Kundenwünsche entworfen. Dabei sind wir stolz darauf, unsere Kunden und Kooperationspartner mit innovativen Prozessen zu unterstützen. Unser maßgeschneiderter Ansatz und unsere Expertise ermöglichen es uns, einzigartige Lösungen zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen gerecht werden und die in komplexen, leichten und hochintegrierten Bauteilen resultieren.

Nach dem Design findet die additive Fertigung des Grundkörpers statt. In der Regel wird in der MMR-Prozesskette PA12 im SLS-Verfahren verwendet, aber weitere Thermoplaste und Verfahren, wie FFF, befinden sich bereits in der Entwicklung. Das Bauteil wird nach dem Druck geglättet und für den Folgeschritt, die Laserstrahlaktivierung, vorbehandelt. Dort aktiviert ein Laser die Leiterbahnen, Pads u.Ä., die im Schritt der chemischen Metallisierung mit Kupfer aufgebaut und mit einer Nickel-Gold-Schicht vor Korrosion geschützt werden.

Im letzten Schritt findet die Bestückung der elektronischen Komponenten auf den Pads statt.

Nach einigen Kontrollen in der Qualitätssicherung ist das additiv gefertigte 3D-MID-Bauteil einsatzbereit.

Demonstratoren:

Im Rahmen des Projekts sind mehrere Technologie-Demonstratoren und Produkte entstanden, von denen nicht alle öffentlich genannt werden dürfen.

Zwei für Messen und Konferenzen entworfene Demonstratoren sind der MIDster und ein Fidget Spinner. Auf diesen befinden sich mehrere LEDs, Transistoren, Widerstände, ein Knopf, eine Stromquelle und ein Microcontroller. Auf Knopfdruck werden die LEDs in unterschiedlichen Mustern vom frei programmierbaren Microcontroller angesteuert.

Ein weiteres Beispiel ist das Minimum Viable Product (MVP) »batAME«, ein mit der MMR-Prozesskette gefertigter, funktionsfähiger 3D-MID-Batteriegehäusedeckel aus der Elektromobilität, der in Zusammenarbeit mit der EDAG entwickelt wurde. Er hat die Aufgabe, den Batteriekasten, in dem die einzelnen Zellen aufgereiht sind und die benötigte Elektronik verbaut ist, abzuschließen und das Innenleben vor äußerer mechanischer Einwirkung zu schützen. Die im 3D-MID-Batteriegehäusedeckel integrierte Elektronik überwacht kontinuierlich den Batteriezustand durch Temperatursensoren und reguliert den Lade- und Entladevorgang.

Die erzielten Forschungsergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für die Entwicklung innovativer und hochintegrierter Systeme, bei denen mechanische und elektronische Komponenten perfekt auf additiv gefertigte 3D-Grundkörper abgestimmt sind. Nutzen Sie die gewonnenen Erkenntnisse, um Ihre Produkte auf das nächste Level zu heben. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen oder eine Partnerschaft, um diese wegweisende Technologie in Ihre Projekte zu integrieren!