Das Projekt DigiPro zeigt Möglichkeiten auf, wie individualisierte Mikrosysteme in Stückzahl 1 produziert werden können. Teilen Sie uns Ihre konkrete Idee für ein individualisiertes Mikrosystem mit. Mehr erfahren

3D-gedruckte MID-Grundkörper

Temperaturstabile Bauteile im Rapid-Prototyping Verfahren mit Nickel-freien Schichtsystemen

Dr. Kerstin Gläser
Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.

Rapid-Prototyping-Verfahren zeichnen sich durch einen geringen Initialaufwand, eine hohe Flexibilität und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung kleiner Losgrößen aus. In kurzer Zeit und mit verhältnismäßig geringem Kostenaufwand lassen sich Ansichts- und Funktionsmodelle oder erste Muster für die Erprobung gestalten. Je nach Verfahren können bei kleinen Stückzahlen oder individualisierten Produkten, Bauteile aus Rapid Prototyping Prozessen auch direkt als Produkt eingesetzt werden. Die Anfangskosten beim Aufbau von MIDs werden vor allem durch die Herstellung des Spritzgusswerkzeuges verursacht. An dieser Stelle setzen Verfahren zum Rapid Prototyping von MIDs an. Hahn-Schickard verwendet für das Rapid Prototyping von MIDs zwei Prozesse. Zum einen lässt sich der MID-Grundkörper direkt mittels additiver Verfahren aus Kunststoff aufbauen und der andere Weg führt indirekt über das Rapid Tooling des Spritzgusswerkzeugeinsatzes.

Beim direkten Verfahren wird der MID-Grundkörper direkt mittels additiver Verfahren aus Kunststoff aufgebaut. Dafür eignet sich beispielsweise das Digital Light Processing (DLP), mit welchem ähnlich wie bei der Stereolithografie Bauteile aus einem flüssigen Polymer aufgebaut werden. Das bei Hahn-Schickard vorhandene System zeichnet sich dadurch aus, dass sich auch Materialien mit anorganischen Füllstoffen mit vergleichsweise guter Temperaturstabilität verarbeiten lassen. Für die Prozessierung additiv gefertigter Bauteile nach dem LPKF-LDS-Prozess werden die Bauteile mit Rapid Prototyping Verfahren mit einem speziellen Lack mit laseraktivierbaren Additiven (ProtoPaint LDS) beschichtet. Danach lässt sich mittels Laserstrukturierung und nachfolgender außenstromloser Metallisierung das Leiterbahnlayout aufbringen. Die so erzeugten Leiterstrukturen sind bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften sowie der Haftfestigkeit und Oberflächenrauheit mit Leiterstrukturen auf konventionellen MIDs vergleichbar. Aufgrund der begrenzten Temperaturbelastbarkeit der additiv gefertigten Grundkörper wurden für die Bestückung mit SMD-Bauelementen alternative Prozesse zur herkömmlichen Ofenlötung mit bleifreien Loten wie SnAgCu-Legierungen entwickelt. Zum einen lassen sich SMD-Bauelemente mittels Laserlöten aufbauen. Durch das Aufschmelzen der Lotpaste mit Laserstrahlung wird eine zeitlich und örtlich sehr definierte und schonende Aufheizung erreicht. Zum anderen kann auch eine niedrigschmelzende Lotpaste auf Basis einer SnBi-Legierung eingesetzt werden. Dadurch ist der Lötprozess auch in einem konventionellen Durchlaufofen durchführbar. Somit können SMD-Bauelemente bis zu einer minimalen Größe 0402 bestückt werden, wodurch zum Beispiel das Rapid Prototyping von Sensorsystemen mittels MID-Technik machbar ist.

Anwendungsmöglichkeiten

  • Generative Herstellung von MID-Grundkörpern

  • SMD-Bestückung, 3D-gedruckter Bauteile durch Laserlöten und niedrigschmelzende Lotpasten auf Basis von SnBi Legierung

  • Kleinserienherstellung für individuelle Produktreihen

Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.

Ihr Ansprechpartner
Dr. Kerstin Gläser
Gruppenleiterin Drucktechnik

Ähnliche Technologien
Rapid Tooling

Generative Fertigung von Spritzgusswerkzeugen aus Duroplast

Dr. Kerstin Gläser
Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.
Präzise Temperierung von Thermoplasten

Energieeffiziente Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen bei der Verarbeitung von Thermoplasten

Joachim Hannebaum
IngenieurBüro Hannebaum
Integrierte dynamische Dichtungen

Anspritzen einer Dichtung aus TPU an ein Gehäuse durch Montage-Spritzgießen

Prof. Dr. Achim Frick
Institute of Polymer Science and Processing (IPSP)
MultiJet-Modeling

Rapid Prototyping mit hoher Auflösung und Wiederholgenauigkeit

Marina Schreiner-Horvat
3D Labs GmbH
Rapid Manufacturing

Mit digitalen Prozessketten zum Produkt

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration
Mikrostrukturierung

Hochpräzise Strukturierungsverfahren

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration
Hybridisierung von 3D-Druck mit Carbonfasern

Die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks vereint mit der Performance von Carbon, leicht und kostengünstig

Dr. Jan-Philipp Fuhr
Cikoni GmbH
Automatisierung nach dem Baukastenprinzip

Modulare Automatisierung durch visuell programmierbare Roboter und anderen Standardlösungen für einfache In...

Peter Klement
Variobotic GmbH
Intelligentes Affentesten

Software-Testautomatisierung kombiniert mit künstlicher Intelligenz

Peter Hampel
ReTest
Etikettierung on Demand

Produktkennzeichnung von Papier über Booklet hin zu RFID

Jasmin Rudolf
Geschäftsbereich Maschinen
Trinkflaschen aus Chicorée – Kunststoffe aus Biomasse

Abfallprodukte aus der Lebensmittelproduktion liefern qualitativ hochwertige Kunststoffe

Prof. Dr. Andrea Kruse
Institut für Agrartechnik, Konversionstechnologie und System...
Partikelbasierte Strömungssimulation

Gas- und Plasmaströmungen ausgehend von Einzelpartikeln hochpräzise und flexibel simulieren

Dr. Marcel Pfeiffer
PICLas
Elektrische Impedanztomographie

Nichtinvasive, Strahlungsfreie und kostengünstige Echtzeitaufnahmen des Körperinneren

Prof. Dr. Knut Möller
Institute of Technical Medicine (ITeM)
Automatisiertes Thixo-Schmieden

Neuartiges Messverfahren ermöglicht automatisierten und homogenen Erwärmungsprozesses.

Prof. Dr. Alexander Verl
Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fer...
Räumliche Elektronik

Funktionsintegration in drei Dimensionen

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration
Das Projekt DigiPro zeigt Möglichkeiten auf, wie individualisierte Mikrosysteme in Stückzahl 1 produziert werden können. Teilen Sie uns Ihre konkrete Idee für ein individualisiertes Mikrosystem mit. Mehr erfahren
Ähnliche Technologien
Rapid Tooling

Generative Fertigung von Spritzgusswerkzeugen aus Duroplast

Dr. Kerstin Gläser
Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.
Präzise Temperierung von Thermoplasten

Energieeffiziente Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen bei der Verarbeitung von Thermoplasten

Joachim Hannebaum
IngenieurBüro Hannebaum
Integrierte dynamische Dichtungen

Anspritzen einer Dichtung aus TPU an ein Gehäuse durch Montage-Spritzgießen

Prof. Dr. Achim Frick
Institute of Polymer Science and Processing (IPSP)
MultiJet-Modeling

Rapid Prototyping mit hoher Auflösung und Wiederholgenauigkeit

Marina Schreiner-Horvat
3D Labs GmbH
Rapid Manufacturing

Mit digitalen Prozessketten zum Produkt

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration
Mikrostrukturierung

Hochpräzise Strukturierungsverfahren

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration
Hybridisierung von 3D-Druck mit Carbonfasern

Die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks vereint mit der Performance von Carbon, leicht und kostengünstig

Dr. Jan-Philipp Fuhr
Cikoni GmbH
Automatisierung nach dem Baukastenprinzip

Modulare Automatisierung durch visuell programmierbare Roboter und anderen Standardlösungen für einfache In...

Peter Klement
Variobotic GmbH
Intelligentes Affentesten

Software-Testautomatisierung kombiniert mit künstlicher Intelligenz

Peter Hampel
ReTest
Etikettierung on Demand

Produktkennzeichnung von Papier über Booklet hin zu RFID

Jasmin Rudolf
Geschäftsbereich Maschinen
Trinkflaschen aus Chicorée – Kunststoffe aus Biomasse

Abfallprodukte aus der Lebensmittelproduktion liefern qualitativ hochwertige Kunststoffe

Prof. Dr. Andrea Kruse
Institut für Agrartechnik, Konversionstechnologie und System...
Partikelbasierte Strömungssimulation

Gas- und Plasmaströmungen ausgehend von Einzelpartikeln hochpräzise und flexibel simulieren

Dr. Marcel Pfeiffer
PICLas
Elektrische Impedanztomographie

Nichtinvasive, Strahlungsfreie und kostengünstige Echtzeitaufnahmen des Körperinneren

Prof. Dr. Knut Möller
Institute of Technical Medicine (ITeM)
Automatisiertes Thixo-Schmieden

Neuartiges Messverfahren ermöglicht automatisierten und homogenen Erwärmungsprozesses.

Prof. Dr. Alexander Verl
Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fer...
Räumliche Elektronik

Funktionsintegration in drei Dimensionen

Prof. Dr. André Zimmermann
Institut für Mikrointegration