Multimaterialdruck: GED unterwegs zur generativen Fertigung

GED gehört zu den weltweit ersten Nutzern eines völlig neuartigen 3D-Multimaterialdruckers. Das Gerät druckt sowohl Kunststoff als auch Silberleitpasten. Es ermöglicht damit die generative Fertigung im Prototyping und von Kleinserien sowie neue, bisher nicht mögliche Lösungen zum Einbetten und Verbinden von Bauteilen. Das Unternehmen sieht in der neuen Technik eine große Chance, sein Leistungsangebot etwa im Bereich der Smart-Sensorik für die Industrie 4.0 stark auszubauen.

Multimaterialdrucker auf der FED-Konferenz 2016Hochinnovative Technik

Der 3D-Multimaterialdrucker stammt vom mehrfach ausgezeichneten Startup-Unternehmen Voxel8 Inc. aus Kalifornien und vereint mehrere patentierte Innovationen in einem Gerät. Der Thermoplast wird im „Fused Deposition Moulding“-Verfahren (FDM) aufgebracht. Neu ist die Kombination mit einem Dispenser für eine spezielle hochleitende Silberpaste, mit der sich die leitenden Strukturen (Leiterbahnen) in einem Gerät drucken lassen. Die patentierte Silbertinte hat eine 5.000-fach höhere Leitfähigkeit als bisherige leitende Filamente. Sie wird während des Drucks mit einem speziellen Lichtverfahren gehärtet, so dass im Folgeprozess gleich wieder mit Kunststoff überdruckt werden kann. Das innovative Gerätekonzept ermöglicht eine neuartige AVT-Methode: Bauteile und auch konventionelle Leiterplatten lassen sich in den Kunststoff einbetten und mittels der Silberpaste lötfrei verbinden. Man kann sogar Bauteile wie Spulen oder Stecker mit der Silbertinte herstellen.

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Für das Design und für die Konstruktion sind CAD-Werkzeuge erforderlich, die eine kombinierte mechanische und elektrische Konstruktion unterstützen. GED nutzt dazu das CAD-Tool Nextra von Mecadtron; komplexere mechanische Bauformen werden mit Solid Works konstruiert.

Das Unternehmen hat das Gerät bereits auf der Jahreskonferenz des FED Ende September 2016 vorgestellt und das Anwendungspotenzial live demonstriert. Die Resonanz war sehr groß; die Präsentation zählte zu den Highlights der Veranstaltung.

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Technologiebeispiel: LED-Ring mit USB-Stecker im 3D-Druck hergestellt

Generative Fertigung

In den nächsten Monaten wird GED zunächst die Möglichkeiten des 3D-Multimaterialdruckers und der verwendeten Materialien intensiv weiter untersuchen und entwickeln. Insbesondere wird das Unternehmen Belastbarkeit und Zuverlässigkeit der neuartigen AVT gründlich testen. Die derzeit verwendeten Kunststoffe ABS oder PLA weisen nur eine begrenzte thermische Belastbarkeit bis 100 °C auf, wobei durch den Druck mit der Silberpaste die thermischen Beanspruchungen durch Lötprozesse entfallen.

Ziel von GED ist es, mit dem innovativen Verfahren Prototypen und Kleinserien für Kunden generativ zu fertigen, also sehr schnell, kostengünstig und in den benötigten Varianten. Außerdem will das Unternehmen neue Bauformen und Integrationen entwickeln, die man mit herkömmlichen Verfahren nicht erstellen kann. Denn: Der Bedarf für neue Verfahren und Lösungen wächst rapide, zum Beispiel im Bereich Industrie 4.0. Ob in der Sensorik, Robotik, E-Mobility oder auf anderen Technologiefeldern, überall geht es um eine höhere Integration, die enge Kombination etwa von Elektronik und Mechanik, und ebenso um eine signifikant schnellere und flexiblere Fertigung. GED gehört zu den ersten Unternehmen, die dafür mit dem neuen Verfahren die Weichen gestellt haben.

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