FEAM - Fiber Encapsulating Additive Manufacturing

Warum die Applikation von Glasfasern neu gedacht werden muss

Die Glasfasertechnologie ermöglicht es, in der Datenübertragung physikalische Grenzen zu überwinden. In der Beleuchtungstechnik können flache, flexible und leichte Leuchtmittel realisiert werden. Beide Anwendungsbereiche können so mit keiner anderen Technologie gelöst werden. Für die Umsetzung ist eine sorgfältige Integration der Fasern entscheidend für die optimale Funktion.

Derzeitige Methoden zur Applikation von Glasfasern sind oft manuell und zeitaufwendig, was zu hohen Produktionskosten und längeren Fertigungszeiten führt. Manuelle Applikationen können zu Inkonsistenzen in der Qualität und Präzision führen, was die Zuverlässigkeit der Endprodukte beeinträchtigt. Zudem bieten traditionelle Methoden weniger Flexibilität in Bezug auf die Integration von Glasfaserfunktionalitäten in komplexe Bauteilgeometrien, was die Designmöglichkeiten einschränkt.

Wie funktioniert Fiber Encapsulating Additive Manufacturing (FEAM)?

Das am Fraunhofer IWU entwickelte Verfahren Wire Encapsulating Additive Manufacturing (WEAM) wurde gezielt weiterentwickelt, um Glasfasern als Funktionsmaterial zu integrieren. Das daraus entstandene FEAM-Verfahren (Fiber Encapsulating Additive Manufacturing) ermöglicht die schonende Applikation von Glasfasern auf unterschiedlichste Substrate.

Dabei wird eine Einzelfaser oder ein Faserbündel durch einen Werkzeugkopf auf das Bauteil aufgebracht und durch eine Polymerummantelung fixiert. So können beliebige Pfadkonturen direkt am Endbauteil erzeugt werden.

Zukunft der Glasfaserapplikation: Schnell, präzise, automatisiert mit FEAM

Mit der FEAM-Technologie soll es gelingen, die Integration von Glasfasern bei industriellen Anwendungen effizienter, kostengünstiger und designflexibler zu gestalten. Wir forschen an Methoden, die eine vollautomatisierte Integration von Glasfaser-Leitungselementen ermöglichen und entwickeln Werkzeugkopfsysteme, um schneller, präziser und effizienter fertigen zu können. Ziel ist es, Lichtleiter direkt auf (Spritzguss-)Bauteile zu applizieren, um Bearbeitungszeiten und die Zahl an Bauteilen zu reduzieren.

Forschungsschwerpunkte:

• Integration von Einzelfasern und Bündeln (Ø 0,1–3,0 mm)
• 3D-Platzierungsgenauigkeit von 0,05 mm
• Prozessgeschwindigkeit bis 500 mm/s
• Optimale Kombinationen aus Substrat und Polymer sowie Prozessparameter für vielfältige Anwendungsanforderungen