Komplexe additive Multi-Material-Fertigung elektronischer Schaltungen in Freiformkomponenten (KompAS)

Das vom BMBF geförderte Projekt zielt ab auf die Entwicklung einer innovativen hybriden additiven Fertigungsplattform für frei geformte elektronische 3D-Schaltungen.

Durch die Integration mehrerer Drucktechnologien, darunter Fused Filament Fabrication (FFF), hochpräziser Tintenstrahldruck, Metallschmelzen (StarJet-Technologie) und Inline-Direktlöten elektronischer Komponenten, ermöglicht das KompAS-Projekt maßgeschneiderte, leistungsstarke elektronische Strukturen mit verbesserter Effizienz und Nachhaltigkeit.

Diese hybride 3D-Druckplattform verbessert die Erschwinglichkeit und Zugänglichkeit der Elektronikfertigung für kleine und mittlere Unternehmen, zum Beispiel für Demonstrations- und Kleinserienfertigung. Die ressourceneffiziente additive Fertigung macht den Einsatz von Chemikalien, Lösungsmitteln, Wasser und Abwasser in der Leiterplattenproduktion überflüssig. Die nachhaltige Lösung eröffnet zudem geometrische Gestaltungsfreiheit. Komplexe und kundenspezifische Formen und Designs sind für verschiedene Komponenten wie Glukose-Teststreifen, Solarzellen, elektronische Prothesen, Wearables und Batterien attraktiv.

Hahn-Schickard spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des StarJet-Druckkopfs für den hochleistungsfähigen Druck von leitfähigen Metallspuren und die direkte Verbindung der elektronischen Komponenten bei der hybriden additiven Fertigung von 3D-Elektronikschaltungen. Dank des berührungslosen Drucks von geschmolzenem Metall mit der StarJet-Technologie sind keine Nachbehandlungen wie Trocknen von Lösungsmitteln und Sintern erforderlich, was den Herstellungsprozess stark vereinfacht, die Fertigungsfreiheit erhöht und umweltfreundlich ist. Konkret wird Hahn-Schickard den StarJet-Druckkopf so weiterentwickeln, dass er neue Metalllegierungen (z.B. ZAMAK, Schmelzpunkt 380 - 400 °C) drucken kann, die eine höhere thermische Stabilität und elektrische Leitfähigkeit für elektronische Hochleistungsanwendungen aufweisen.