3D-Prototypen mit Leiterstrukturen

lpkf

Moderne 3D-Druckverfahren und andere additive Fertigungsmethoden vereinfachen die Produktentwicklung und machen ganz neue Produkte möglich. Mit einer speziellen Variante der Laser-Direktstrukturierung (LDS) erweitert der Laserspezialist LPKF Laser & Electronics AG den Funktionsumfang noch einmal.

Mit fortschrittlichen Technologien wie 3D-MID (Mechatronic Integrated Devices)  lassen sich neue Produkte mit höherer Integrationsdichte er-zeugen. MIDs sind räumliche Bauteile, die mit Leiterstrukturen versehen sind und so zusätzlich zu den mechanischen Aufgaben elektrische oder elektronische Funktionen übernehmen. Bei dieser Technologie nimmt das LPKF-LDS-Verfahren mit mehr als 50 Prozent Marktanteil eine Schlüssel-stellung ein. In der Serienproduktion aktiviert der Laserstrahl ein Additiv im Kunststoff des spritzgegossenen Basisbauteils. In einer nachfolgenden stromlosen Metallisierung bilden sich auf den Laserstrukturen Kupfer-schichten, gefolgt von andern chemischen Metalloberflächen. Ein großer Teil der heute verfügbaren Smartphones, viele Tablets und zunehmend auch Wearables setzen auf diese Technologie, weil sie Platz- und  Ge-wichtseinsparungen verspricht.

Ein wichtiger Aspekt sind Einbau- und Funktionsmuster vor der Serien-produktion – und spätestens hier kommen additive Verfahren zum Ein-satz. Mit einer LDS-Prototyping-Lösung geht LPKF diese Aufgabenstel-lung an. Grundkörper kann jedes additiv hergestellte Bauteil sein, das ausreichend glatt ist. Das benötigte LDS-Additiv ist dabei in einem Lack eingearbeitet, der ganz bequem in einer Spraydose geliefert wird.

Das Bauteil wird mit dem LPKF ProtoPaint-LDS Lack gründlich lackiert und im Ofen getrocknet. Für den erfolgreichen LDS-Prozess kommt es auf eine ausreichende Deckung an jeder Stelle der späteren Leiterzüge an.

Danach steht der LPKF ProtoLaser 3D als Strukturierungswerkzeug zur Verfügung. Das kompakte Laborgerät kann mit einer verstellbaren Ar-beitsplatte und einen Pilotlaser schnell auf neue Layouts eingestellt wer-den.

Schließlich kann auch die Metallisierung im eigenen Haus erfolgen - ein-fach wie Kaffeekochen. LPKF ProtoPlate LDS ist eine Metallisierungslö-sung, die ohne chemische Kenntnisse eine sichere Verkupferung der Leiterstrukturen verspricht. Die Grundlösung wird im Magnetrührer auf ca. 44°C erwärmt, dann werden einige Milliliter eines Aktivators hinzugefügt und die strukturierten Bauteile in die Lösung gehängt. Das Metallisie-rungsbad ist ca. zwei Stunden aktiv und baut in dieser Zeit eine Kupfer-schicht mit 3 bis 10 µm Stärke auf.


Lack statt Spritzgusswerkzeug: Mit ProtoPaint LDS lassen sich funktionsfähige 3D-Prototypen ohne große Vorlaufkosten und -zeiten herstellen.

Ein Projekt, das mit dieser Technologie hergestellt worden ist, hat einiges an Bekanntheit erlangt: Die auf der Hannover Messe 2015 präsentierte BionicAnt von Festo ist aus gedruckten Einzelteilen aufgebaut und durch LDS-Prototyping mit elektronischer Funktionalität versehen worden.

Weitere Informationen zum LDS-Prototyping stellt LPKF auf der Website www.lpkf.com bereit.

Ähnliche Artikel