Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Funktionaler 3D Druck auf Bauteiloberflächen
Die Nutzung von Robotern und 5-Achs Portalanlagen ermöglicht es, Funktionen wie Sensoren oder Heizer auf Bauteile mit komplexen Oberflächen genau dorthin zu drucken, wo sie benötigt werden. Durch verschiedene Drucktechnologien wie Aerosol Jet oder das Dispensen können Strukturgrößen von einigen Mikrometern bis hin zu mehreren Metern gedruckt werden. Die Anlagen des Fraunhofer IFAM können so Bauteilgrößen von wenigen Millimetern bis zu 10 Metern punktgenau mit einer Vielzahl von verschiedenen Funktionen wie z.B. Leiterbahnen versehen.
Hoher Automatisierungsgrad
5 Achs-Portalsysteme und Industrieroboter ermöglichen eine Funktionalisierung von komplexen und großen Oberflächen sowie eine industrielle Fertigung 24/7. Etablierte Produktionstechnologien werden dadurch für die Fertigung neuartiger Produkte genutzt. So können zum Beispiel bereits Antennen von Smartphons direkt auf die Gehäuseinnenseite gedruckt werden, wodurch eine kompaktere Bauweise bei höherem Automatisierungsgrad der Fertigung ermöglicht wird. Darüber hinaus ist durch die Nutzung von Portalsystemen und Robotern auch die Funktionalisierung von immer komplexeren wie z.B. mehrfach geschwungenen Designelementen umsetzbar.
Effizient und ressourcenschonend dank Functional Printing
Die Funktionalisierung von Bauteilen und Oberflächen mittels Functional Printing bietet dabei gegenüber anderen Technoligen wesentliche Vorteile. So wird zum einen beim Druckprozess nur dort Material aufgetragen, wo es gebraucht wird. Dadurch entfallen aufwendige und auf umweltschädlichen Chemikalien basierenden Nachbehandlungsprozesse. Zum anderen ermöglicht der digitale Ansatz die Produktion von verschiedensten Produktvarianten bis ist zum individualisierten Einzelstück auf ein und derselben Anlage.
Das Functional Printing kann dabei sowohl im Kleinen als auch im industriellen Maßstab wirtschaftlich und unter strengen Umweltauflagen betrieben werden. Dies eröffnet die Möglichkeit einer Produktion in Deutschland, welche sich durch kurze Lieferketten und hohe Flexibilität auszeichnet.
Funktionalisierung von komplexen und großen Oberflächen
Für die Funktionalisierung von komplexen und großen Oberflächen kommen im Fraunhofer IFAM drei verschiedene Systeme zum Einsatz: Für die Funktionalisierung großer und mittlere Bauteile stehen ein Kuka KR16 auf einer zehn Meter langen Linearachse und ein UR5e von Universal Robots zur Verfügung. Diese können verschiedenste Druckköpfe tragen und so nahezu jeder Bauteiloberfläche folgen sowie diese bedrucken. Für kleinere Bauteile kommt das 5-Achs Portalsystem mit Einzeldruckkopf PJ 15X der Firma Neotech AMT zum Einsatz. Auf dieser können ebenfalls unterschiedliche Druck-, sowie Pre- und Post-Processing-Verfahren verwendet werden.
