Fraunhofer print elektrische bedrading rechtstreeks in 3D componenten

Het Fraunhofer IWU heeft een volgende stap gezet in functionele additieve productie: met de techniek Wire Encapsulating Additive Manufacturing (WEAM) kunnen standaard metalen draden en kabels tijdens of direct na 3D-printen in componenten worden geïntegreerd — een stap ten opzichte van paste-, inkt- of poedergebaseerde geleiders qua prestaties, robuustheid en designvrijheid.

De kern van WEAM is dat in plaats van geleidende structuren op te bouwen via laag-voor-laag inkt of pasta, een echte standaard metaaldraad of kabel wordt ingebracht (met homogeen legering en constante doorsnede) en vervolgens door een passende printkop wordt omgeven met kunststof of thermoplastisch materiaal. Daarmee ontstaan functionele sensoren, verwarmingselementen, elektrische of datalijnen, en zelfs spoelen, direct geïntegreerd in of op een structureel component.

Voorbeelden:

• Een ultradunne flexibele printplaat: op een folie van thermoplastisch polyurethaan (TPU) werd een koperbaan van 0,1 mm diameter aangebracht via WEAM, en deze folie is vervolgens 3D‑vormbaar en uiterst flexibel — iets wat met conventionele flex of stretch PCBs via inkt/pasta nauwelijks haalbaar is.
• Thermisch resistente flex‑structuren tot circa 260‑300 °C, PFAS‑vrij, waarbij geleider en substraat uit hetzelfde materiaalsysteem bestaan — dit vermindert materiaaldiversiteit en vergroot recycleerbaarheid.
• Een verwarmingselement in een radome‑folie: verwarmingsgeleiders werden direct aangebracht op een film, waarna deze werden gevormd en in een onderdeel ingebracht, zonder delaminatie bij nabewerkingen zoals back‑injection moulding.

Voor professionals in kunststofverwerking, componentenproductie en recycling betekent dit:

• Voor leveranciers en toeleveranciers geldt dat samenwerking met elektronica‑ en mechatronicapartijen steeds belangrijker wordt — de component wordt minder ‘slechts’ kunststof, maar mechatronicadrager.
• Er ontstaat potentieel vraag naar hoogwaardige kunststofonderdelen met geïntegreerde functionaliteit: bijvoorbeeld modules met geïntegreerde verwarmingsdraden, sensoren of datalijnen. Verwerkers kunnen zich positioneren in deze niche.
• Omdat de technologie de integratie vereenvoudigt, worden kunststofliggers, behuizingen of folies potentieel drager van elektronica – dit vraagt om nieuwe materiaal­combinaties, compatibele coatings, en aandacht voor compatibiliteit met 3D‑printprocessen of overmoulding.
• Vanuit recyclingperspectief is de homogeenere materiaalbouw (substraat + geleider + encapsulatie) interessant: minder verschillende materialen betekent eenvoudiger scheiden of hergebruik.