AGENT-elF

Hardware für Industrie 4.0: Additive Fertigungstechnologien zur Integration elektronischer Funktionalitäten

Sowohl additive Fertigungsverfahren als auch die Integration von Intelligenz in Produkte aller Art sind weltweit hochaktuelle Trends für vielversprechende Märkte der Zukunft. Alle am Teilvorhaben beteiligten Unternehmen gehören in ihren Bereichen zu den Marktführern und sind immer auf der Suche nach neuen Produktideen und Innovationen. Dabei liegen die größten Chancen in der Kombination vorhandener Kompetenzen und Erfahrungen mit neuen Technologien. Gerade im gesamten Bereich der Funktionsintegration können Synergieeffekte zwischen den Industrie- und Forschungspartnern genutzt werden, um Wertschöpfung in den Unternehmen und Regionen zu sichern und auszubauen.

Unter Funktionsintegration versteht man die Ausstattung von Bauteilen mit zusätzlichen funktionellen Eigenschaften bereits in der Teilefertigung, nicht erst Montage, indem zum Beispiel Sensoren, elektronische Komponenten, eine EMV-Abschirmung oder Datenleitungen direkt in oder auf den Strukturwerkstoff integriert werden. So entsteht ganz neue „Hardware für Industrie 4.0“. Die Vorteile liegen in der Einsparung ganzer Bauteile und Montageschritte, verbunden mit reduzierten Kosten, verringertem Materialverbrauch und Gewicht. Außerdem sind solche Bauteile äußerst robust, deutlich weniger fehleranfällig und damit anwenderfreundlich. Eine solche Funktionsintegration erfordert jedoch neue Materialien, Designs sowie Fertigungstechnologien. Das Aufbringen einer „Funktionalität“ auf ein dreidimensional geformtes Bauteil ist mit konventionellen Technologien nicht möglich. Erst die Kombination mit der additiv-generativen Bauteilfertigung führt zum angestrebten Ergebnis. Um tatsächlich marktfähige Produkte fertigen zu können, müssen Technologie- und Anlagenentwicklung Hand in Hand gehen. Das sehr komplexe Technologiefeld der additiv-generativen Fertigung erfordert die Entwicklung modular aufgebauter und somit an verschiedenartige Einsatzfälle anpassbarer Fertigungssysteme.

Das Projektziel besteht in der generativen Fertigung dreidimensionaler Bauteile mit integrierten elektrischen und Wandlerfunktionalitäten als Multimaterialsysteme in einer Anlage bzw. in einem geschlossenen Prozess. Im Ergebnis entstehen bisher nicht oder nur sehr aufwändig herstellbare Werkstoffverbunde, in die je nach Anforderung sensorische Elemente integriert werden können. Als flexibel einsetzbare und robuste additiv-generative Herstellungstechnologie bietet sich der Dispenserdruck für die Integration elektrischer Funktionalitäten an. Basierend auf dieser Technologie erfolgt die Entwicklung einer Gesamtanlage für die gesamte Prozesskette. Für drei ausgewählte Anwendungen werden erste Labordemonstratoren herstellbar.

Das Konsortium repräsentiert alle Elemente der Wertschöpfungskette von der Forschung über Simulation/Modellierung, Steuerung, Materialentwicklung, Prozessüberwachung und Anlagenbau bis hin zum Endanwender. Die zur Demonstration ausgewählten Anwendungen im Projekt sind „gedruckte Leiterbahnen“, „Sensoren und Ultraschallwandler“ sowie „thermoelektrische Generatoren“. Das gewonnene Know-how wird allen Beteiligten weit über die ausgewählten Anwendungen hinaus Marktpotenziale eröffnen. Aus den im Projekt geschaffenen anlagentechnischen und technologischen Möglichkeiten heraus werden vielfältige weitere Anwendungen zur generativen Fertigung integraler Bauteile entstehen.

Agend 3D
Laufzeit: 10/2016 - 09/2019
gefördert durch: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
weiterführende Links: www.agent3d.de