VERBIND – Integrierte 3D-Leitstrukturen in mechatronischen Bauteilen
Projekt: VERBIND – Integrierte 3D-Leitstrukturen in mechatronischen Bauteilen
Fördergeber: BMWi
Laufzeit: 2024 – 2027
Inhalte und Ziele
- Entwicklung einer neuen Fertigungstechnologie, die leitfähige Strukturen innerhalb von 3D-Bauteilen integriert – statt wie bisher nur auf der Oberfläche
- Kombination aus additiver Fertigung + Spritzguss, um komplexe Bauteilgeometrien mit innenliegenden Kanälen herzustellen
- Einbringung eines leitfähigen Mediums in definierte Hohlräume zur Erzeugung homogener, reproduzierbarer Leitstrukturen
- Integration von Bauteilplatinen (SMD/THT) direkt in den 3D-Grundkörper → vollständige mechatronische Module ohne Kabelsatz
- Reduktion von Bauraum, Gewicht, Komplexität und Fertigungskosten bei Bedienelementen (z. B. Lenkerschalter, Joysticks)
VERBIND entwickelt eine Technologie, die einen Bruch mit der klassischen Elektronikfertigung darstellt: Statt Leiterbahnen auf oder zwischen 2D-Schichten aufzubringen, werden elektrische Leitstrukturen innerhalb eines dreidimensionalen Bauteils erzeugt.
Die Bauteile enthalten beim Druck oder Spritzguss definierte Hohlräume, die anschließend mit einem speziell ausgewählten leitfähigen Medium gefüllt und ausgehärtet werden. Dadurch entsteht eine vollständige räumliche Leitstruktur, die langlebig, robust gegenüber äußeren Einflüssen und frei gestaltbar ist. Diese Methode erlaubt es erstmals, komplexe mechatronische Bauteile ohne externe Kabel oder Flexleitungen aufzubauen. Platinen können direkt im Bauteil verankert, kontaktiert und elektrisch angebunden werden. Das eröffnet erhebliche Vorteile für Bauteile mit extremen Bauraumrestriktionen, wie Lenkerschalter, Joysticks oder komplexe HMI-Module.
Zusammen mit der TH Köln werden dazu die Grenzen der Druck- und Kanalgeometrie, die Rheologie des leitfähigen Mediums, Befüllprozesse und Aushärtung systematisch untersucht. Die Brehmer GmbH & Co. KG überführt die Technologie anschließend in den Spritzguss und entwickelt funktionsfähige Prototypen, die im Umweltsimulationslabor mechanisch, elektrisch und klimatisch validiert werden. VERBIND ermöglicht damit einen zukünftigen Technologiesprung: Elektronische und mechanische Funktionen verschmelzen in einem einzigen 3D-Strukturbauteil – bei maximaler Designfreiheit, erhöhter Robustheit und hohem Automatisierungspotenzial.
