Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V.
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Projektskizze: IGF – Untersuchung zum Einfluss von wärmeleitfähigen Füllstoffen auf flammgeschützte Substratmaterialien [FLA-HEAT]

Die Forschungsvereinigung 3-D MID e.V. sucht weiterhin nach projekt-begleitenden Unternehmen.

Bei Interesse, melden Sie sich gerne bei der Geschäftsstelle. E-Mail an Geschäftsstelle

Forschungsziel

Untersuchung der Einflussfaktoren von wärmeleitfähigen Füllstoffen und deren Orientierung auf die Flammschutzeigenschaften bei verschiedenen Konditionierungszuständen

 

  • Entwicklung von Compounds, welche thermische Leitfähigkeit und verbesserte Flammschutzeigenschaften kombinieren
  • Kenntnis der wesentlichen Einflussfaktoren der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sowie deren Wechselwirkung bei der Spritzgießverarbeitung in Bezug auf das Flammverhalten
  • Erkenntnisse zum Einfluss thermisch leitfähiger Füllstoffe auf die Entflammung und die Flammausbreitung
  • Übertrag der entwickelten Compounds auf das LDS-Verfahren zur Herstellung MID-strukturierbarer Schaltungsträger
  • Preiswerte, hochleitfähige Elastomere für gedruckte, flexible Elektronik

Angestrebte Forschungsergebnisse

  • Kostensenkung bei der Herstellung flexibler Elektronik
  • Steigerung der Leitfähigkeit flexibler Elektronik
  • Erhöhung der Dehnbarkeit flexibler Elektronik

Innovativer Beitrag der angestrebten Forschungsergebnisse

  • Senkung der Partikelkonzentration der Tinte unter Beibehaltung der Leitfähigkeit
  • Steigerung der Dehnbarkeit der gedruckten Leiterbahnen durch neu entwickelte Tinten
  • Etablierung eines preiswerten Herstellungsprozesses für Wearables
  • Evaluierung der Ergebnisse durch Zuverlässigkeitsuntersuchungen

Lösungsweg zur Erreichung des Forschungsziels

  • Untersuchung der Druckbarkeit der Tinten und Leitfähigkeit der resultierenden Elastomere
  • Herstellung flexibler, leitfähiger Filamente für 3D-Drucker vom Typ FDM/FFF
  • Herstellung resistiver und kapazitiver, flexibler taktiler Sensoren
  • Evaluierung von Anwendungsbeispielen
  1. Detaillierte Konzeption der Arbeiten und Materialauswahl
  2. Compoundierung von flammgeschützten Materialien
  3. Probekörperfertigung und Grundcharakterisierung
  4. Charakterisierung des Brandverhaltens
  5. Untersuchung der Metallisierung der Testsubstrate
  6. Dokumentation

Umsetzbarkeit und Transfer der Ergebnisse

Ein wirtschaftlicher Nutzen für die Unternehmen, speziell für KMUs und die im pbA beteiligten Unternehmen, entsteht in folgenden Bereichen:

 

  • Hersteller, die bereits elektrische-Baugruppen fertigen, können das vorhandene Know-How auf neue Bauteile übertragen und dabei sowohl hohe Wärmeleitfähigkeit und Flammschutz vereinen. Durch den Wissenstransfer lassen sich Entwicklungszeit und -kosten gering halten.
  • Die Zusätzliche Verschränkung mit der MID-Technologie ermöglicht zudem eine Erschließung neuer Einsatzgebiete, wie etwa in den Bereichen Bahn oder Luft- und Raumfahrt, welche hohe Anforderungen in Bezug auf den Flammschutz von Bauteilen stellen.
  • Der Flammschutz von elektrischen Bauteilen, welche sich durch Fehler erwärmen oder im schlimmsten Fall durch Funkenschlag in Folge eines Kurzschlusses entzünden können, sollte eine essentielle Rolle spielen, um den Aspekt der Sicherheit gerade im personennahen Einsatzbereichen zu maximieren. Dies ist auf nahezu alle gängigen Bauteile der MID-Technologie anzuwenden.
  • Weitere Firmen aus den Bereichen Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik und Chemie, die als Dienstleister oder Zulieferer agieren, profitieren unmittelbar durch das Wachstum der MID-Technologie im Bereich flammgeschützter, wärmeleitfähiger Werkstoffe.

Voraussichtliche Nutzung der angestrebten Forschungsergebnisse in KMU

  • Einsatz der entwickelten Tintenformulierung in flexibler Elektronik
  • Entwicklung neuer innovativer Produktideen durch erweiterte Möglichkeiten
  • Gewinnung neuer Aufträge durch bessere Wettbewerbsposition aufgrund günstigerer und zuverlässigerer Tinten

Voraussichtlicher Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der KMU

  • Erweiterung des Produktportfolios im Bereich der gedruckten Elektronik
  • Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der KMU durch günstigere Tinten

Voraussichtliche industrielle Umsetzung der FuE-Ergebnisse nach Projektende

  • Verwendung der Tinten für Wearables
  • Vermehrte Anwendung von gedruckter Elektronik durch Kostensenkung der Tinten

Forschungseinrichtung

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Leiter der Forschungsstelle: Prof. Dr.-Ing. D. Drummer
Am Weichselgarten 9
91058 Erlangen

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