De geautomatiseerde integratie van geleiderbanen is van groot belang voor de productie van uiteenlopende producten. Het aansluiten van kabelsets vergt in de meeste gevallen veel handwerk en dus hoge kosten. Automatiseringsprocessen zijn tot nu toe onbetrouwbaar gebleken, omdat voorgemonteerde kabelsets als flexibele elementen moeilijk te hanteren zijn. Om deze reden maken industrieel gebruikte processen voor de geautomatiseerde integratie van geleiderbanen vaak gebruik van additieve processen. Voorbeelden hiervan zijn het spuiten van geleiderpasta's of het direct structureren met een laser. Deze hebben echter hoge materiaalkosten en kunnen slechts kleine geleiderdoorsneden realiseren.
Met Wire Encapsulation Additive Manufacturing (WEAM) heeft Fraunhofer IWU een technologie ontwikkeld waarmee verschillende geleiderelementen volledig geautomatiseerd met verschillende substraten kunnen worden verbonden. Bij dit proces worden standaard enkelvoudige draden of strengen gebruikt, die omhuld zijn door een mantelpolymeer. Polymeren en geleiderelementen kunnen onafhankelijk van elkaar en afhankelijk van de toepassing worden geselecteerd. Het omhulselpolymeer zorgt voor de elektrische isolatie en de verbinding met het substraat.

Deze technologie maakt het mogelijk om de integratie van verschillende kabelsets in uiteenlopende toepassingsscenario's te automatiseren. Geleiderbanen kunnen worden ingebed in additief vervaardigde structuren, worden aangebracht op spuitgegoten werkstukken of op filmbasis worden geïntegreerd in productieprocessen. De indeling van de structuren is vrij te kiezen en kan ook worden toegepast op 3D-contouren.
Naast kabeltoepassingen kunnen met het WEAM-proces ook diverse sensoren, actuatoren of functionele elementen zoals antennes worden gerealiseerd. Tot nu toe kunnen geleiderdoorsneden van 0,05 – 0,8 mm worden verwerkt met afzettingssnelheden tot 180 mm/s. Bij het proces kunnen verschillende mogelijkheden voor geautomatiseerd contact worden ingezet, zoals solderen, puntlassen of IDC.
Door gebruik te maken van het WEAM-proces kunnen componenten op een zeer geïntegreerde en intelligente manier worden geïmplementeerd. De beschikbare ontwerpruimte maakt een hoog potentieel voor lichtgewicht constructies en kosteneffectieve decentrale productieprocessen mogelijk.

Dr.-Ing. Fabian Ziervogel van Fraunhofer IWU presenteerde deze oplossing als onderdeel van de trendvooruitzicht op 11 juni 2024.

Meer informatie over Fraunhofer IWU vindt u hier: https://www.iwu.fraunhofer.de/