In Zusammenarbeit mit den polnischen Instituten Lukasiewicz ITR und INM sowie dem Fraunhofer IEM prüft ein Forscher-Team am Fraunhofer IZM die Eignung von Aluminium für die Gehäuse handelsüblicher WLAN-Router. Dazu wird die Anpassung einer existierenden Technologie für dreidimensional geformte Schaltungsträger (3D Molded Interconnect Devices, 3D MID) für die direkte Integration von Antennen auf nicht planaren Aluminiumoberflächen erprobt.
Zusätzlich wird ein Ökodesignkonzept entwickelt, mit dem sich der Materialeinsatz reduzieren und die Recyclingfähigkeit des Produkts erhöhen lässt. Dieser integrierte Technologie- und Ökodesignansatz soll demonstrieren, wie zukünftige IKT-Geräte für eine kreislaufgerechte Wirtschaft gestaltet werden können.
Aluminium wird als Gehäusematerial bereits für Smartphones oder Mobilfunktransceiver verwendet. Es ist gut recyclebar und besitzt dadurch bereits nach zwei Produktkreisläufen einen kleineren CO2-Fußabdruck als Kunststoffe.
Was ist eine Multifunktionale Oberfläche?
Neben dem Einsatz von Aluminium als Gehäusematerial soll der Router eine multifunktionale Oberfläche besitzen. Die Integration von Antennen und Sensoren auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses ermöglicht eine kompakte und effiziente Gestaltung des Routers. Die Innenseite des Gehäuses kann zudem als Schnittstelle zur Wärmeübertragung genutzt werden. Zur Integration der Antennen und Sensoren auf der Oberfläche wird die bestehende 3D-MID-Technologie, die auf der Laserdirektstrukturierung (LDS) eines Lacks basiert, adaptiert.
Diese Technologie wurde in der Vergangenheit nur bei Kunststoffen angewendet. Der Lack besitzt gute Hochfrequenzeigenschaften und erlaubt somit die Integration von HF-Strukturen und Antennen für 6GHz. Durch ein identisches Design des Ober- und Unterteils kann die Anzahl der benötigten Werkzeuge zur Herstellung minimiert werden. So sinken auch die Herstellungskosten und die Produktionszeit.
Ein klippbarer Verschluss ohne Kleb- oder Schraubverbindungen gewährleistet eine zu-verlässige Verbindung der Gehäuseteile und erleichtert Wartungs- und Reparaturarbeiten. Zudem sind Halterungen für Aluminium-Substratträger auf der Innenseite vorgesehen, um eine optimale Platzierung der elektronischen Komponenten zu gewährleisten.
Über das Projekt
Das AiF-geförderte Cornet-Projekt „ALU4CED“ (Aluminium based multifunctional housing for circular electronic devices) läuft vom 01.10.2023 bis 30.09.2025 und wird am Fraunhofer IZM durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, Lukasiewicz - Institute of Non-Ferrous Metals INM sowie das Lukasiewicz - Tele and Radio Research Institute ITR. Die Projektpartner stehen dabei im Austausch mit Industrieteilnehmern.
