Minifabriken: Ein neuer 3D-Printer druckt Elektronikteile

Minifabriken: Ein neuer 3D-Printer druckt Elektronikteile

von Tobias Finger

Ein Smartphone oder andere Elektronikgeräte am Schreibtisch drucken? Eine Entwicklung von US-Forschern könnte das künftig ermöglichen.

Nach Lebensmitteln, Plastikfiguren und Glas können 3D-Drucker jetzt dank einer Entwicklung von Harvard-Wissenschaftlern auch Elektronik drucken.

Auf der kürzlich zu Ende gegangenen Consumer Electronics Show in Las Vegas, kurz CES2015, stellten die Ingenieure die Weltneuheit vor: den Voxel8. Der neuartige Drucker kann elektrische Schaltkreise in seine Druckerzeugnisse einbauen.

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Revolutionäre Hardware und RohmaterialienFür das System entwickelte das Voxel8-Team eine völlig neuartige Hardware. Der Drucker ist mit zwei Druckköpfen ausgestattet – im Gegensatz zu „herkömmlichen“ Geräten, die einen einzelnen Druckkopf verwenden.

Während der Haupt-Druckkopf wie gewohnt Schicht für Schicht geschmolzenes Plastik aufträgt, kommt aus dem zweiten eine Art Tinte, die elektrischen Strom leitet. Sie wird mit Silberanteilen hergestellt und ist ebenfalls speziell für den Voxel8 entwickelt worden.

Dabei setzt sie in puncto Leitfähigkeit neue Maßstäbe: Mit zwei Millionen Siemens pro Meter, der gängigen Einheit für Konduktivität, ist sie laut den Entwicklern etwa 20.000 mal so hoch, wie die anderer leitfähiger Filamente oder Pasten, die außerhalb des Druckens verwendet werden. Den Preis für einzelne Edelmetall-Tintenpatronen hat das Voxel8-Team noch nicht bekannt gegeben.

Aber nicht nur die Hardware und die Materialien sind revolutionär. Auch mit der Software geht das Team neue Wege. So wurde in Kooperation mit der Digital-Firma Autodesk das sogenannte „Project Wire“ entwickelt.

Interaktion von Designer und DruckerDas Programm ermöglicht es dem Benutzer schon im Designprozess des Druckprodukts Schaltkreise und Platzhalter für elektronische Komponenten wie Chips einzufügen. Das ist aber noch nicht alles: Project Wire ermöglicht eine aktive Arbeitsteilung zwischen Designer und Drucker.

Konkret bedeutet das: Nachdem das Design fertig ist und an den Voxel8 gesendet wird, beginnt dieser mit dem Druck der Leitungen und der äußeren Plastikstruktur. An bestimmten Punkten unterbricht der Printer den Druckprozess und fordert den Designer auf, die elektrischen Komponenten einzufügen. Gibt dieser das Druckstück zurück ins Druckbett des Voxel8, vollendet der das Projekt genau von dem Punkt aus, an dem die Pause begann.

Als erste Ergebnisse präsentierten die Entwickler auf der CES eine ganze Flotte von gedruckten Quadkopter-Drohnen. Bei den ferngesteuerten Fluggeräten soll es aber nicht bleiben. Das Team um Harvard-Professorin Jennifer Lewis sucht nach weiteren Anwendungen. Lithium-Ionen-Akkus könnten zum Beispiel mit dem Drucker hergestellt werden.

Auch wenn das vielleicht noch etwas weiter in der Zukunft liegt, hat der Voxel8 dem 3D-Druck schon jetzt völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Nicht mehr nur Plastikgegenstände können am heimischen Schreibtisch entstehen – sondern auch Elektrogeräte. Auch bei ihnen könnten künftig also Lieferwege entfallen und Abfall in der Herstellung vermieden werden.

Vorbestellungen für das 9000 US-Dollar teure Entwicklerkit werden bereits angenommen. Ende 2015 wollen die Druckpioniere die ersten Geräte dann verschiffen.

Dieses Video zeigt den Voxel8 in Aktion:

https://www.youtube.com/watch?v=zbm2SSql8V8

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