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3D-gedruckte HF-Komponenten fordern Qualitätskontrolle heraus

Qualitätssicherung

Die Qualität von additiv gefertigten Komponenten für moderne Hochfrequenzsysteme, darunter den korrekten Verlauf von Dichtegradienten im Material, prüfen Wissenschaftler des Fraunhofer FHR seit Kurzem mit einem Hochfrequenz-Durchlichtsystem.

Kompakt, günstig und auf die Anwendung optimiert – im 3D-Druck können die elektromagnetischen Eigenschaften neuer Hochfrequenzsysteme höchst flexibel eingestellt werden. Dies gelingt unter anderem durch die unterschiedliche Dichteverteilung des Druckmaterials bei der Additiven Fertigung der Komponente, die 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.

forschung_fhr_2 -webHochfrequenzkomponenten wie diese werden am Fraunhofer FHR 3D-gedruckt und mit Sammi getestet.
Foto: Fraunhoer FHR

Eine Herausforderung besteht in der Qualitätskontrolle der im 3D-Druckverfahren hergestellten Komponenten. Insbesondere die Durchlässigkeit des gefertigten Materials für Hochfrequenzsignale konnte bisher kaum abgebildet werden. Das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik 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 Gradientenverläufe im Material, sondern erlaubt die einfache Detektion von Produktionsfehlern. Das System ist kompakt, transportabel und kann flexibel eingesetzt werden.

Das Mess- und Prüfsystem Sammi wurde am Fraunhofer FHR ursprünglich 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 Hochfrequenzscanner. So wurden auf Basis von Sammi beispielsweise bereits Scanner zur Lebensmittelkontrolle oder zur Briefbombendetektion entwickelt.

Autor: Günter Kögel

Aufmacherbild: Fraunhofer FHR