Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Prozesse zur additiven Fertigung von 3D-Schaltungsträgern: Ableitung von Designregeln aus

Zuverlässigkeitsuntersuchungen (PiStAZie)

Das heutige Produktionsumfeld ist unter anderem geprägt von den Megatrends Kundenindividualisierung, Konnektivität und Digitalisierung. Aus diesen ergibt sich unter anderem die Notwendigkeit, mechanische Bauteile mit integrierter Intelligenz in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich herstellen zu können. Zudem wird aus ökonomischen und ökologischen Überlegungen heraus eine energie- und ressourcenschonende Produktion angestrebt. Als Antwort auf diese Herausforderungen wird weltweit an Prozessketten geforscht, die es auf Basis der additiven Fertigung ermöglichen, Bauteile mit integrierten mechanischen und elektrischen Funktionen herzustellen. Üblicherweise werden diese Prozessketten als Instrument zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Prototypen für spritzgegossene Schaltungsträger erdacht und beworben. Um eine Relevanz im Bereich der Wertschöpfung von Unternehmen zu erlangen, müssen diese Prozessketten jedoch den Reifegrad der reinen Prototypenfertigung überwinden. Dazu muss der Nachweis erbracht werden, dass die hergestellten Bauteile den Umwelteinflüssen, denen sie als Produkt ausgesetzt werden, über einen längeren Zeitraum standhalten können. Insbesondere für die Produktion von Einzelanfertigungen und Kleinstserien, die vornehmlich von KMU entworfen und gefertigt werden, ist es unbedingt nötig, bereits während der Designphase die Lebensdauer des Produkts abschätzen und über Konstruktionsrichtlinien positiv auf sie einwirken zu können.

Es sollen daher voll-additive Prozessketten für die Herstellung von MID ausgewählt und eingesetzt, die aufgebauten Prüfkörper verschiedenen Belastungstests unterzogen und Daten zu Ausfallzeitpunkt und Ausfallursache erhoben werden. Auf der Grundlage der ermittelten Daten und Simulationen sollen allgemeine Designregeln abgeleitet werden, die es Unternehmen ermöglichen prozessspezifisch langlebige Produkte zu entwerfen und dadurch dazu führen, die über Jahre erforschten Prozessketten in der Industrie zu etablieren.