Chemnitz, 1. Dezember 2021 – In einem vielversprechenden Experiment haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Elektronische Nanosysteme (ENAS) in Chemnitz und der Technischen Universität Chemnitz (TUC) erfolgreich einen Roboter eingesetzt, um elektrische und elektronische Strukturen auf gewölbte Bauteile zu drucken. Statt herkömmlicher Lackierung ermöglicht dieser innovative Ansatz die direkte Integration von Funktionen wie Sitzheizung und Antenne auf komplex geformten Oberflächen.
Automatisierung auf neuem Niveau
Der Roboter, ausgestattet mit einem Inkjet-Druckkopf, zeigte beeindruckende Fähigkeiten bei diesen Experimenten. Selbst in komplexen Situationen behielt er die Kontrolle, arbeitete sogar über Kopf und verhinderte, dass die gedruckte elektrische Tinte auf schrägen Flächen verlief. Durch den Einsatz einer Infrarot-Heizung wurde zusätzlich sichergestellt, dass die gedruckten Strukturen optimal hafteten. Die Verwendung einer 3D-Tiefenkamera ermöglichte dem Roboter, den Druckvorgang präzise fortzusetzen, selbst wenn der Stuhl bewegt wurde.
Vielseitige Anwendungen
In diesem experimentellen Durchbruch druckte der Roboter beispielhaft eine Sitzheizung und eine Antenne auf einen geschwungenen Bürostuhl. Die Sitzheizung konnte den Stuhl auf angenehme 50 Grad Celsius erwärmen, während die gedruckte Dipol-Antenne in Verbindung mit einem RFID-Chip drahtlos Inventardaten aus einer Entfernung von über zwei Metern auslesen konnte. Diese Demonstration zeigt das breite Potenzial von Robotern, die mit Inkjet-Druckkopf, elektrischer Tinte, Infrarot-Licht und 3D-Kameras ausgerüstet sind.
Forschungsprojekt "3D-Robojet"
Das dahinterstehende Forschungsprojekt mit dem Namen „Roboter geführter Inkjet-Druck von funktionalen Schichten auf dreidimensionale (3D)-Objekte“ („3D-Robojet“) wurde vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung“ (IGF) gefördert. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass dieser innovative Ansatz rasch in der industriellen Praxis Anwendung finden könnte.
Revolution für Unikate und Kleinserien
Besonders aufregend ist das Potenzial des "3D-Robojet" für die Produktion von Unikaten und Kleinserien. Die Forscher betonen, dass der Bedarf an innovativen und individualisierten Bauteilen in verschiedenen Branchen wächst. Die digitale Fertigungstechnologie des Inkjet-Drucks ermöglicht nicht nur eine kosteneffiziente Herstellung individualisierter Produkte, sondern reduziert auch erheblich die Maschinenrüstzeiten.
Diese wegweisenden Entwicklungen aus Chemnitz zeigen die fortschreitende Integration von Robotern in die Fertigungsprozesse und eröffnen neue Horizonte für personalisierte, innovative Produkte.
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