Dem 3D-Drucker-Hersteller EOS und dem finnischen Unternehmen Etteplan ist es gemeinsam gelungen ein Verfahren zu entwickeln, bei dem Elektronik in 3D-gedruckte Metallobjekte integriert werden kann. Damit stehen der Industrie für die Massenfertigung neue Anwendungsmöglichkeiten mit der 3D-Drucktechnologie zur Verfügung.

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Das finnische Unternehmen Etteplan arbeitet seit einiger Zeit mit dem Industriemetall- und 3D-Druck-Polymer-Zulieferer EOS zusammen. Jetzt ist es laut einer Pressemitteilung beiden Unternehmen gelungen, Metallobjekte mit eingebetteter Elektronik im 3D-Druckverfahren herzustellen.

Elektronik in Metallobjekte einbetten

Es ist mit Verfahren wie der FDM-Technologie nicht schwierig, Elektronik in 3D-gedruckte Teile zu integrieren. Bei Pulverbettfusion bzw. der Metallpulverbettfusion sind die Herausforderungen jedoch höher. Beim FDM-Druck lässt sich der Druck jederzeit stoppen und danach Elektronik darin platzieren, um es zu überdrucken. Bei der Pulverbettfusion können Dinge wie Schwankungen der Pulverbettqualität, Temperaturen und die Inertgasumgebung zum Problem werden.

Bereits im Sommer 2017 hat der Fachverband für Design, Leiterplatten- und Elektronikfertigung (FED) den Arbeitskreis 3D-Elektronik ins Leben gerufen, um Konzepte für Miniaturisierung und Kostenoptimierung hochintegrierter Elektronik und Leistungselektronik zu entwickeln.

Metallobjekt mit integrierter Elektronik
Mit der neuen Methode von EOS und Etteplan lässt sich Elektronik in 3D-gedruckte Metallobjekte integrieren (Bild © Etteplan).

Tero Leppänen, Direktor des Etteplan-Servicebereichs Software und Embedded Solutions, erklärt in der Mitteilung, dass Elektronik in 3D-Druckobjekte eingebaut werden kann, wenn diese aus Kunststoff bestehen. Beim Metallpulverschmelzdruck (PBF) werden hohe Temperaturen benötigt, was der Elektronik schaden könnte. Mit der jetzt neu entwickelten Lösung von EOS und Etteplan sei es gelungen, die Elektronik auch beim 3D-Druck in Metall in gutem Zustand zu halten.

Neue Möglichkeiten für Fertigungsindustrie und Massenproduktion

Mit dem 3D-Druck von Metallteilen mit eingebetteter Elektronik stehen der Fertigungsindustrie viele neue Möglichkeiten zur Verfügung. Auch die Massenproduktion könnte davon profitieren. Auf der Teknologia 19 in Helsinki wurde das erste 3D-gedruckte Demogerät mit einer integrierten Leiterplatte vorgestellt. Die darin befindliche Elektronik enthält Sensoren zur Verfolgung von Beschleunigung, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Temperatur. Die Metallhülle des Geräts dient als Antenne.

Vesa Saastamoinen, Projektmanagerin bei Etteplan, beschreibt ein Anwendungsbeispiel für 3D-gedruckte Metallteile mit eingebetteter Elektronik: „Ein Beispiel ist ein Lasthaken, der in Zukunft möglicherweise Sensoren enthalten wird. Die Sensoren melden Gewichtszunahmen, verfolgen Ermüdungserscheinungen und messen externe Kräfte. Diese Daten können dann verwendet werden, um den Wartungsbedarf vorherzusagen oder die Lebensdauer des Geräts abzuschätzen. “

EOS wird auch auf der formnext 2019 vertreten sein, am Stand D31 in Halle 11.1. vom 19. bis 22. November 2019. Über alle Neuheiten aus der Welt der 3D-Drucktechnologie berichten wir im 3D-grenzenlos Magazin-Newsletter.

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