Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Passive drahtlos auslesbare Sensoren auf Basis additiv gefertigter Multimaterial-Schwingkreise

Passive RFID-Sensoren, bestehend aus Spule und Sensorelement, können komplett drucktechnisch gefertigt werden. Es sind weder elektronische Bauteile noch eine Energieversorgung notwendig, was die Sensoren sehr preiswert und einfach integrierbar macht. Das Auslesen der Sensorinformation erfolgt drahtlos mittels eines RFID-Lesegerätes. Aufgrund der geringen Übertragungsreichweite (ca. 10…15mm) haben sich gedruckte RFID-Sensoren bisher nicht durchgesetzt. MULTISENS verfolgt das Ziel, die Übertragungsreichweite derartiger Sensoren auf >100 mm zu steigern und dadurch industrielles Anwendungspotential zu erschließen. Dafür soll eine hochpermeable verdruckbare Paste entwickelt werden, die eine drucktechnische Fertigung von Multi-Material-Spulen mit einer hohen Induktivität ermöglicht. Dadurch wird eine deutlich bessere magnetische Kopplung erzielt. Für den Druckprozess sind geeignete Prozessparameter und thermische Nachbehandlungsverfahren zu finden. Zur Umsetzung des Sensorelements werden drucktechnisch realisierbare Ansätze für die Messung von Kraft, Dehnung und Temperatur erarbeitet, die in Verbindung mit der Spule eine leistungsfähige passive RFID-Sensorik ermöglichen. Die Ergebnisse des Projektes bestehen in abgeglichenen Modellen der magnetischen Kopplung und der Sensorelemente, die von interessierten Unternehmen zur Auslegung eigener Produkte eingesetzt werden können. Darüber hinaus existiert eine geeignete Prozessroute zur Fertigung der Multi-Material-Spulen und die Leistungsfähigkeit der Technologie kann mit zwei anwendungsnahen Demonstratoren verdeutlicht werden. Die KMU im PA (32 Mitglieder mit KMU-Anteil >70%) können die Basistechnologien (Material, Modelle, Fertigungstechnologie) übernehmen und so sensorierte Produkte mit einem höheren Mehrwert an den Markt bringen. Besonders vorteilhaft ist, dass im PA viele KMU mit Kompetenz hinsichtlich Drucktechnologien vertreten sind, welche wiederum von neuen Anwendungen und einem größeren Marktvolumen profitieren.