Powerline-Printer - 3D-Druck von elektrisch leitfähigen Strukturen

Ref.-Nr. 5722

Keywords: 3D-Druck, leitfähige Strukturen, Leiterplatten, Rapid Prototyping

Der Powerline-Printer ist ein 3D-Drucker, mit dem elektrisch leitfähige Strukturen insbesondere Stromleitungen gedruckt werden können. Dazu werden elektrisch leitfähige Partikel (z. B. Silber) nach dem Filamentverfahren in gedruckte 3D-Strukturen eingebracht. Die Mikrodüse für die Partikel ist dabei direkt neben der Extruderdüse für das Filament angebracht. Dies erlaubt die Einbringung der leitfähigen Partikel direkt in das noch heiße Filament. Dabei kann die Restwärme des für den Druck erhitzten Filaments für den erforderlichen Sinterprozess der leitfähigen Partikel genutzt werden. Für das Drucken der leitfähigen Partikel wurde extra eine neue Mikrodüse mit variablem Querschnitt entwickelt. Die Querschnittsänderung kann dabei dynamisch mit Frequenzen von über 10 Hz erfolgen. Durch die in-situ-Erzeugung der leitfähigen Strukturen, lassen sich im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren nicht nur 2D- sondern auch 3D-Strukturen erzeugen.

Vorteile

3D-Leiter druckbar
Kein extra Sinterschritt
Schnell
Kostengünstig
Druckmenge exakt einstellbar
Tropfenfreies Drucken
Für hochviskose Tinten

Kommerzielle Anwendung

Mit dem Powerline-Printer lassen sich auf einfache Weise in einem Schritt dreidimensionale leitfähige Strukturen erzeugen. Bisherige Verfahren beschränken sich meist auf planare Strukturen und benötigen in der Regel einen mehrstufigen Prozess mit Sintern. Dies birgt immer die Gefahr, dass die hergestellten Strukturen beschädigt oder ganz zerstört werden. Außerdem ist der Sinterprozess zeitaufwändig und mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden. Der neue Drucker überwindet dieses Problem und ist zudem wesentlich schneller, nicht zuletzt durch die neu entwickelte Düse praktisch tropfenfrei.

Aktueller Stand

Sowohl auf den Powerline-Printer als auch auf die neuartige Mikrodüse wurde jeweils eine deutsche Patentanmeldung eingereicht. Es existieren erste funktionsfähige Versuchsmodelle. Die TH Köln sucht Lizenznehmer für die Erfindungen.