Elektrotechnik: Forscher drucken mit Hydroprinting-Verfahren leitfähige Muster auf 3D-Strukturen

Bereits Ende des Jahres 2015 kündigten Forscher der Hebräischen Universität von Jerusalem die Gründung eines 3D- und Funktionsdruckzentrums an. Die Universität trat jetzt wieder in das 3D-Druck-Scheinwerferlicht und stellte einige innovative Forschungsarbeiten zu 3D-gedruckter Elektronik vor.

Anzeige

In den letzten Jahren wurde der Fokus zunehmend auf die Fertigung von 3D-Strukturen, die mit leitfähigen Merkmalen ausgestattet sind, gelegt, besonders in Hinsicht auf das Internet der Dinge (IoT). Allerdings war es schwierig, auf manchmal unebenen Substraten Flüssigkeiten abzulagern. Dabei muss der Untergrund der Düse zugewandt sein, wobei auch nur ein Material gedruckt werden kann. Dies ist nicht nur zeitaufwändig, sondern sorgt manchmal für einen ungleichmäßigen Druck. Die Geräte sind so nicht reproduzierbar.

Professor Magdassi und weitere Forscher der Hebräischen Universität von Jerusalem sowie der Nanyang Technological University von Singapur veröffentlichten vor Kurzem unter dem Titel „Hydroprinting Conductive Patterns onto 3D-Structures“ ein Papier, welches ihre Methode zur Verwendung eines Hydrodruckprozesses zur Herstellung leitfähiger Schaltungen und Muster vorstellt. Zu den Autoren gehören neben Professor Magdassi Dr. Gabriel Saada sowie Avi Chernevousky von der Hebräischen Universität von Jerusalem und Dr. Michael Layani von der Nanyang Technological Universität.

3D-gedruckter Schaltkreis.
Ein gedruckter Schaltkreis mit LED-Lampen und weiteren Elementen. (Bild: © Dr. Michael Layani)

Das Hydroprinting-Verfahren wird oft eingesetzt, um Grafik-Designs auf unebenen Oberflächen zu drucken, die vor allem in der Automobilindustrie und bei der Herstellung von dekorativen Artikeln auftreten. Die Technologie kann dabei die Schwierigkeiten der Transfermethoden umgehen. In diesen Prozess sind keine Polymerschichten involviert, so dass es möglich ist, leitfähige Materialien direkt übereinander abzuscheiden.

Einsatzbereiche von Hydroprinting

Die neue Technologie wird ihre Anwendung in mehreren Bereichen, so unter anderem in der Soft-Robotik, im Bau biomedizinischer Geräte, in der 3D-Elektronik und bei der Herstellung von 3D-gedruckten Antennen für die Kommunikation finden.

Professor Magdassi äußerte sich zur neuen Technologie folgendermaßen: „Die Methode wird voraussichtlich zu wichtigen Anwendungen in den Bereichen biomedizinische Geräte und Internet of Things (IoT) führen. Als Proof-of-Concept wurde es bereits durch Hydroprinting Near Field Communication (NFC) Antennen auf gekrümmten Flächen wie beispielsweise Flaschen und 3D-gedruckten Objekten realisiert. Die Technologie wurde im jüngsten LOPE-C-Konferenzwettbewerb im Rahmen des Projekts „ReadSpot“ vorgestellt.

Das Hydroprinting-Verfahren im Detail

Es handelt sich um ein neuartiges und zugleich leichtes Verfahren zum Bedrucken von funktionellen leitfähigen Mustern auf 3D-Objekten unter Verwendung des Hydrodrucks. Dabei kommen Silber-Nanopartikel zum Einsatz. Die Silber-Nanopartikel-Tinte wird auf wasserlöslichen Polyvinylalkoholfilme aufgedruckt. Danach wird das bedruckte Muster Salzsäure-Dämpfen ausgesetzt und so gesintert. Danach werden elektrische Schaltungen bei geringer Temperatur (50 Grad Celsius) auf die verschiedenen 3D-gedruckten Strukturen und Materialien gedruckt. Die leitfähigen Muster werden auf harten 90-Grad-Winkeln hydroprimiert. Dabei kommt es zu einer schichtweisen Überlappung des Hydrodrucks. LED-Schaltungen und Heizungen können ebenfalls implementiert werden.

Schematische Darstellung der Hydroprinting-Methode.
Detaillierte Erklärung der Hydroprinting-Methode. (Bild: © Dr. Michael Layani)

„Um den Prozess zu veranschaulichen, wurde eine voll funktionsfähige Near Field Communication (NFC) Antenne auf ein gekrümmtes Objekt gedruckt, das wiederum erfolgreich mit einem Smartphone kombiniert wurde. Die Analyse der hydroprimierten Muster zeigt, dass der spezifische Widerstand 17,1 mal höher ausfällt als bei der Silbermasse, die bislang für diese Anwendung als am geeignetsten angesehen wird“, so die Forscher weiter.

Die Herstellung dauert nur wenige Minuten. Derzeit werden Experimente durchgeführt, um ganze optoelektronische Geräte zu bedrucken. Das Forscherteam entdeckte auch, dass sich ihre Methode auch zur Fertigung mehrschichtiger Schaltungen eignet.

Mehr News:

Anzeige

3D-Drucker und 3D-Scanner schon ab 80,00 €:

Gutscheine und TOP-Angebote der 42. Kalenderwoche 2018

Diese Tabelle ist scrollbar (Pfeiltasten oder Touch verwenden) ►

GerätTypAktionspreisGutschein-Code oder Flash Sale (dann kein Code notwendig)Zum ShopLagerDetailsGültig bisRabattierte Stückzahl
Creality3D - Ender 33D-Drucker147,89 €

GENDER3

kaufenChina- Unschlagbarer Preis
Testbericht
26.10.2018270
Creality3D CR - 10S
* Upgrade Version
3D-Drucker356,69 €

GBCR10STY

kaufenEUTestbericht30.10.201820
Creality3D - Ender 3 PRO3D-Drucker228,79 €

GBEnder3pro

kaufenChina- NEU
- Hohe Nachfrage/ Interesse
30.10.2018193
JGAURORA A53D-Drucker265,34 €Flash
Sale
kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!26.10.201840
JGAURORA A53D-Drucker257,51 €Flash
Sale
kaufenChinaTestbericht26.10.201864
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker313,19 €Flash
Sale
kaufenChina- gilt nur für DE,AT,CH
- extrem günstiger Preis
- sehr geringe Stückzahl!
26.10.201886
Anet A83D-Drucker121,79 €Flash
Sale
kaufenChina- TOPSELLER 201726.10.201838
Tronxy X5S3D-Drucker230,54 €Flash
Sale
kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
25.10.201896
JGAURORA A5X3D-Drucker307,99 €Flash
Sale
kaufenChina- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt26.10.201864
Creality3D CR-X3D-Drucker615,99 €

GBCRX

kaufenChina- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2018
30.10.2018194
Alfawise U203D-Drucker246,11 €

GBYTBXX015

kaufenChinaTestbericht31.10.2018100
Creality3D CR203D-Drucker334,39 €

72HCR20

kaufenChina30.10.201850
SparkMaker SLA UV3D-Drucker221,85 €Flash
Sale
kaufenChina- sehr günstiger Desktop SLA-3D-Drucker
- nur bei Gearbest
26.10.201876
Geeetech A303D-Drucker339,29 €

GBA30

kaufenChina30.10.201890
Tronxy X5S - 400
* 400 x 400 x 400 mm
3D-Drucker339,29 €

GBX5S400

kaufenChina31.10.2018100
Tevo Flash Standard
98% zusammengebaut
3D-Drucker251,67 €

GBFlash

kaufenChina30.10.2018100
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker345,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet A63D-Drucker139,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2016
Testbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anycubic Kossel3D-Drucker138,08 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D CR - 10S3D-Drucker360,79 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker284,45 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- schneller Versand aus der EU
- TOPSELLER 2018
Anet A83D-Drucker112,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Ciclop 3D-Scanner3D-Scanner82,55 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- beliebt
Alfawise X6A3D-Drucker247,95 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D - Ender 23D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Geeetech E1803D-Drucker205,43 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tarantula3D-Drucker166,07 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Tronxy X5S3D-Drucker261,14 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anet A63D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker297,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet E12
300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker249,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Geeetech A103D-Drucker171,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Alfawise U203D-Drucker235,82 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
ZONESTAR Z8XM2
Dual-Extruder
3D-Drucker326,15 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker237,35 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Alfawise U10
400 x 400 x 500 mm
3D-Drucker394,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- Potenzial auf Topseller 2018
- großer Bauraum
Creality3D - Ender 33D-Drucker158,21 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
TEVO Michelangelo3D-Drucker170,51 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X13D-Drucker118,31 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
FLSUN FL - K Base3D-Drucker144,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D CR - 10mini3D-Drucker285,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker226,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker294,09 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anycubic I33D-Drucker321,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet A43D-Drucker141,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet E123D-Drucker257,03 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
Anet E23D-Drucker170,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X3S3D-Drucker320,77 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen

Tronxy X5
* Aluminium-Rahmen
3D-Drucker281,89 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X8
* 220 x 220 x 200 mm
3D-Drucker121,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Updated version
3D-Drucker171,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Aluminiumrahmen
3D-Drucker179,66 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker318,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Little Monster
* Delta-3D-Drucker
Delta-3D-Drucker726,84 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Ender3D-Drucker140,94 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
JGAURORA A3S3D-Drucker215,57 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
FLSUN S Complete3D-Drucker414,56 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN i3 Plus
* Dual-Extruder
3D-Drucker240,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN FL Q Cricket
* Delta-3D-Drucker
3D-Drucker286,88 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Easythreed E3D3D-Drucker108,32 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Lavewatch LW - 10A3D-Drucker339,93 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- NEUER 3D-DRUCKER

Regelmäßige Aktualisierung! Zuletzt in der KW 42 2018. Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden

► Über 300 3D-Drucker ab 123,00 Euro kaufen.

Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen