Massenprodukte massenhaft einzigartig herstellen

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Durch die Kombination von Robotik, Inkjetdruck und geeigneter Daten- und Informationstechnologie können Massenprodukte „massenhaft einzigartig“ hergestellt werden.

Im Rahmen des öffentlich geförderten Forschungsprojektes an der TU Chemnitz und am Fraunhofer ENAS möchte man im Bereich des Funktionsdrucks flexible Muster von Funktionsschichten bis hin zu kompletten elektrischen Bauteilen auf 3D Oberflächen aufbringen. Dadurch können neue Anwendungsfelder für die Druckindustrie erschlossen werden, z.B. die Herstellung von Signalleiterbahnen oder Sensorelementen auf 3D Oberflächen im Bereich Automotive sowie Luftfahrt.

Im Rahmen eines Webmeeting traf sich der projektbegleitende Ausschuss am 13. Mai, um über den aktuellen Stand sowie die nächsten Schritte mit den beiden Forschungsinstituten zu diskutieren.

Aufgrund der Corona-Krise und der geschlossenen Labore an der TU Chemnitz ist das Forschungsprojekt in Verzug, so dass mit dem projektbegleitenden Ausschuss eine kostenneutrale Verlängerung um fünf Monate beschlossen wurde.

Das Gesamtsystem (Druckkopf und Roboter) ist mit einer verbesserten Robotergenauigkeit und einem Nachbehandlungssystem (z.B. IR und/oder UV) ausgestattet und erlaubt die Herstellung von gedruckten Leiterbahnen und Antennen auf komplexen dreidimensionalen Objekten.

Die Erkenntnisse der ersten Drucktests auf dreidimensionalen Objekten zeigen, dass der maximal mögliche Abstand zwischen Druckkopf und Druckobjekt abhängig ist von den Druckparametern Piezo-Spannung, Tropfenvolumen und Tropfengeschwindigkeit. Der Tropfenausstoßwinkel (Ausstoßwinkel gegenüber Erdanziehungskraft) hat vernachlässigbaren Einfluss auf die Genauigkeit.

Elektrisch leitfähige und isolierende Druckbilder konnten auf zylindrischen Metallsubstraten und herausfordernden Kunststoffoberflächen erfolgreich erzeugt werden. Im Rahmen der Webkonferenz wurde eine Demonstration von gedruckten Heizstrukturen auf einer Sitzschale gezeigt, die mittels Roboter aufgetragen worden waren. In der Live-Demonstration konnten Temperaturen um die 50 °C erreicht werden.

Das nächste Treffen des projektbegleitenden Ausschusses findet am 11. November 2020 in Chemnitz statt.