Rapid Prototyping für 3D-gedruckte Elektronik
Mit hybridem 3D-Druck von Kunststoffen und Metallen zu funktionaler 3D-Elektronik
Additive Fertigungsverfahren bieten der Elektronikindustrie neue Potenziale. Anstelle der traditionellen, zeitintensiven Herstellung von Leiterplatten können Bauteile nun direkt in 3D gedruckt werden. Dies ermöglicht eine schnelle Prototypenentwicklung und eine effiziente Nutzung des Bauraums, da man nicht auf die 2D-Leiterplatten Geometrie angewiesen ist.
Die von Hahn-Schickard in Kooperation mit der Universität Freiburg entwickelte Multimaterial-3D-Druckplattform vereint zwei innovative Technologien: einen Filament-Extruder (Fused Filament Fabrication) und unsere patentierte StarJet-Technologie zum Drucken von Metallen. Montiert auf einer präzisen 3-Achsen-Roboterplattform ermöglicht diese Kombination die Fertigung komplexer elektronischer Strukturen auf nahezu beliebigen Geometrien – von ebenen bis hin zu stark gekrümmten Oberflächen.
Unser innovatives Verfahren basiert auf der direkten, sinterfreien Metallabscheidung, die ohne Granulate oder Pulver auskommt. Ein besonderes Merkmal ist die Integration elektronischer Funktionen durch ein reflowfreies Lötverfahren, das die Prozesstemperaturen deutlich reduziert.
Mit unserer innovativen Hybrid-3D-Technologie sind vielfältige Anwendungen möglich
Das Anwendungsspektrum dieser hybriden 3D-Technologie reicht vom schnellen Prototyping klassischer Leiterplatten bis zu hochintegrierten 3D-Elektronikbaugruppen. Besonders zukunftsweisend sind Anwendungen in der Sensorik, bei intelligenten 3D-Strukturen sowie in der personalisierten Medizintechnik, etwa bei der Entwicklung maßgeschneiderter Wearables.
Hahn-Schickard unterstützt Sie bei der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen, um Produktideen schnell in funktionsfähige 3D-Elektronikprototypen umzusetzen. Dabei verwenden wir kostengünstige Materialien wie speziell entwickelte leitfähige Metalle in Kombination mit Standard-Polymerfilamenten und -granulaten. Die direkte Integration und das Löten von SMD-Bauteilen – zukünftig automatisiert durch einen Pick-and-Place-Roboter – ermöglichen einen besonders effizienten Prototyping-Prozess.
Ressourceneffizienz durch additive Fertigung in der Elektronikproduktion
Die traditionelle PCB-Herstellung ist ressourcenintensiv, da sie hohe Mengen an Wasser, Energie und Chemikalien verbraucht, insbesondere beim Ätzen, Galvanisieren, Bohren und Reinigen der Leiterplatten, was die Umweltbelastung erhöht. Im Gegensatz zur traditionellen PCB-Herstellung ermöglicht die additive Fertigung den präzisen Aufbau elektronischer Bauteile Schicht für Schicht – ohne den Einsatz von Photoresist, Prozesswasser oder die Verschwendung wertvoller Materialien wie Kupfer und Zinn, wodurch eine deutlich höhere Ressourceneffizienz erreicht wird.
Nachhaltigkeit im Fokus
- Materialeinsparung: Durch den gezielten Materialauftrag wird nur das dosiert, was tatsächlich für die Funktion des Bauteils erforderlich ist.
- Reduzierter Wasserverbrauch: Die Eliminierung von Wasch- und Ätzschritten spart große Mengen sauberes Wasser.
- Energieeffizienz: Ohne thermische Aushärtungsschritte sinkt der Energieverbrauch deutlich.
Diese ressourcenschonende Fertigungsmethode trägt nicht nur zur Nachhaltigkeit bei, sondern eröffnet auch neue Designmöglichkeiten und funktionale Innovationen in der Elektronikproduktion – von komplexen Leiterplatten bis hin zu fortschrittlichen Anwendungen in der gedruckten Elektronik.
