Aufgabenstellung
Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Herstellung von hochintegrierten, mechatronischen Baugruppen mittels Einbettender Stereolithografie (eSLA) beispielsweise für den Einsatz im Automotive- oder IT- und Telekommunikationsbereich. Neben der Erzeugung von Leiterbahnen während der additiven Fertigung des Bauteils soll eine automatisierte Bestückung von elektrischen Bauelementen und eine Verbesserung der Dauergebrauchseigenschaften der elektrischen Baugruppe realisiert werden.

Vorgehensweise
Durch die Erweiterung der Systemtechnik mit einem Dispensersystem für den selektiven Auftrag von elektrisch leitfähigen Klebstoffen auf Stereolithografiebauteilen wird der Prozessablauf der Einbettenden Stereolithografie um die automatisierte Erzeugung von additiv generierten elektrischen Leiterbahnen erweitert. Eine Aushärtung des Leitklebers wird in-situ durch eine UV-Laserbestrahlung erreicht. Die damit generierten Leiterstrukturen werden anhand von standardisierten Prüfverfahren aus der Elektronikproduktion hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit und ihrer Dauergebrauchseigenschaften getestet.

Ergebnisse
Zur additiven Erzeugung leitfähiger Strukturen wurde ein Dispensersystem mit einem vorhandenen Bestückungsrobotor kombiniert, um einen flexiblen, dreidimensionalen Materialauftrag auf Substraten mit variabler Topografie zu ermöglichen. In Untersuchungen wurden bereits elektrisch leitfähige Strukturen mit unterschiedlicher Querschnittsfläche auf stereolithografisch gefertigten Substraten durch Dispensen von Silberpartikelhaltigem Leitkleber und anschließender Bestrahlung mittels UV-Laserstrahlung erzeugt. Die Ergebnisse zeigen, dass in Abhängigkeit der Laserparameter spezifische elektrische Leitfähigkeiten von bis zu ca. 5,0∙10⁵ S/m erzielt werden können, welche für die Übertragung von Signalströmen ausreichend sind.

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