Entwicklung und schnelle Analyse 3D-gedruckter HF-Komponenten

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 Materialunterschiede, 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.

Das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR betreibt als eines der führenden europäischen Institute umfassende Forschung im Bereich Hochfrequenz- und Radartechnik. Kernthema der Forschungsarbeiten sind Sensoren für präziseste Abstands- oder Positionsbestimmung sowie bildgebende Systeme. Das Anwendungsspektrum dieser Geräte reicht von Systemen für Aufklärung, Überwachung und Schutz bis hin zu echtzeitfähigen Sensoren für Verkehr und Navigation sowie Qualitätssicherung und zerstörungsfreies Prüfen.

Kontakt:
Christiane Weber
Interne und externe Kommunikation

Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
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