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Entwicklung und schnelle Analyse 3D-gedruckter HF-Komponenten

Presseinformation / 19.3.2018

Der 3D-Druck gewinnt für die Entwicklung moderner Hochfrequenzsysteme zunehmend an Bedeutung, da er völlig neue Design-Optionen eröffnet. Diese lotet das Fraunhofer FHR für seine Kunden und Partner aus: vom Design neuer HF-Komponenten bis zu deren Test. Die Qualität der additiv gefertigten Komponenten, z. B. den korrekten Verlauf von Dichtegradienten des Materials, prüfen die Ingenieure mit ihrem abbildenden Hochfrequenz-Durchlichtsystem SAMMI®. Das stellen sie als Mitglied der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April 2018 in Halle 2, Stand C22, vor.

Der Hochfrequenz-Scanner SAMMI® des Fraunhofer FHR analysiert die Qualität 3D-gedruckter Hochfrequenzstrukturen.
© Fraunhofer FHR

Der Hochfrequenz-Scanner SAMMI® des Fraunhofer FHR analysiert die Qualität 3D-gedruckter Hochfrequenzstrukturen.

3D-gedruckte Hochfrequenz-Komponenten werden am Fraunhofer FHR entwickelt und mit SAMMI® getestet.
© Fraunhofer FHR

3D-gedruckte Hochfrequenz-Komponenten werden am Fraunhofer FHR entwickelt und mit SAMMI® getestet.

Kompakt, günstig und auf die Anwendung optimiert – im 3D-Druck können die elektromagnetischen Eigenschaften neuer Hochfrequenzsysteme höchst flexibel eingestellt werden. Dies gelingt u. a. durch die unterschiedliche Dichteverteilung des Druckmaterials bei der additiven Fertigung der Komponente, welche auch bis in feinste Strukturen exakt gebildet werden kann. Damit werden die Grenzen herkömmlicher Produktionsverfahren gesprengt und völlig neue, für die jeweilige Anwendung optimierte Designs von HF-Komponenten möglich.

Eine Herausforderung besteht in der Qualitätskontrolle der im 3D-Druckverfahren hergestellten Komponenten. Insbesondere die Durchlässigkeit des gefertigten Materials für Hochfrequenz-Signale konnte bisher kaum abgebildet werden. Das Fraunhofer FHR hat deshalb sein Hochfrequenz-Durchlichtsystem SAMMI® (Stand Alone MilliMeter wave Imager) an die Analyse 3D-gedruckter Strukturen angepasst. SAMMI® scannt Materialien und deren Dichteverteilung und verifiziert diese sicher und schnell. Dabei visualisiert SAMMI® nicht nur die Gradienten-Verläufe im Material, sondern erlaubt die einfache Detektion von Produktionsfehlern. Das System ist kompakt, transportabel und kann flexibel eingesetzt werden. Mit Materialproben können sich Besucherinnen und Besucher der Hannover Messe vor Ort von dem System überzeugen.

Das Mess- und Prüfsystem SAMMI® wurde am Fraunhofer FHR zur Durchleuchtung verpackter Güter in der industriellen Qualitätskontrolle entwickelt. Mit Millimeterwellen detektiert das System berührungslos und ohne ionisierende Strahlung Material-unterschiede, kleinste Verunreinigungen oder Inhomogenitäten in verpackten Produkten. Dadurch ergibt sich ein vielfältiges Anwendungsgebiet für den Hochfrequenz-Scanner. So wurden auf Basis von SAMMI beispielsweise bereits Scanner zur Lebensmittelkontrolle oder zur Briefbombendetektion entwickelt.

Das Fraunhofer FHR präsentiert mit sechs weiteren Fraunhofer-Instituten des Verbunds Mikroelektronik stellvertretend zum ersten Mal die »Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland« (FMD) auf der diesjährigen Hannover Messe. Das Fraunhofer FHR zeigt exemplarisch die Technologiekompetenzen innerhalb der FMD im Bereich der Heterointegration.

In der »Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland« kooperieren elf Institute des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik sowie das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) und das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP), um ihren Kunden einen umfassenden und einfacheren Zugang zur künftigen Technologie-Generation zu ermöglichen. Die FMD ist der größte standortübergreifende FuE-Zusammenschluss in Europa und bietet den weltweit größten Pool für Technologien und Intellectual Property Rights auf dem Gebiet der Smart Systems.