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Das 5-achsige CNC-System 15XSA von KRONOS Mechatronics ermöglicht die mechatronische Funktionalisierung von 3D-Bauteilen. Hauptbestandteil der Anlage ist ein “Wire Encapsulating Additive Manufacturing”-Druckkopf zum Ablegen von Drähten und deren gleichzeitiger Ummantelung mittels Fused Filament Fabrication. Das Piezojet-System erlaubt das berührungslose Jetten von Tinten und Pasten mit Viskositäten bis zu 200.000 mPas und minimalen Leiterbahnbreiten von 300 µm. Mit dem Nanojet-Druckkopf können feine Strukturen bis zu 20 µm erzeugt werden. Mittels Pick&Place-Kopf und Bauelementkamera können SMT-Bauelemente präzise bestückt werden. Ein adaptives Bildverarbeitungssystem erlaubt das dynamische Ankontaktieren der Bauelementanschlüsse an den tatsächlichen Positionen sowie die Analyse der gedruckten Leiterbahnen. Durch den modularen Aufbau können mehrere Werkzeuge gleichzeitig montiert und kombiniert eingesetzt werden. Die Vermessung der exakten Werkzeugpositionen erfolgt über eine laserbasierte Kalibrierstation. Die Programmierung der Maschinenbewegungen erfolgt über die CAD/CAM-Software Motion 3D.

Technische Daten:

• Verfahrbereich: 650 mm x 450 mm x 250 mm (X-Y-Z)
• Wiederholgenauigkeit: ±20 µm für X-, Y- und Z-Achsen
• Prozessmodule:
  • Wire Encapsulating Additive Manufacturing
  • Piezojet
  • Nanojet
  • Pick & Place
  • Adaptives Bildverarbeitungssystem für die Werkzeugbahn einschließlich Druckanalyse
  • Werkzeugkalibrierstation

Reflow-Konvektionslötofen mit integriertem Vakuummodul. Das Vakuummodul ermöglicht es Poren, Gaseinschlüsse und Voids direkt nach dem Lötvorgang zu minimieren – solange sich das Lot noch im aufgeschmolzenen Zustand befindet werden die Werkstücke direkt aus den Peakzonen in den Vakuumprozess übergeben.

• Vorheizzonen: 8
• Peakzonen: 2+ Vakuumkammer
• Kühlzonen: 4
• Zonenlänge Vorheizzonen / Peakzonen / Kühlzonen: 350 mm
• Maximal zulässige Heiztemperatur / Vorheizzonen: 300 °C
• Maximal zulässige Heiztemperatur / Peakzonen: 350 °C
• Maximal zulässige Heiztemperatur / Vakuumkammer: 260 °C
• Freiraum über Transport: 30 mm

Der DragonFly IV+ von Nano Dimension ist eine hochmoderne Plattform für die additive Herstellung von 3D-MIDs (Mechatronic Integrated Devices) und additiv gefertigter Elektronik (Additively Manufactured Electronics, AME). Mit der Fähigkeit, Leiterbahnen und Dielektrika in einem einzigen Druckprozess aufzubauen, ermöglicht das System die Realisierung komplexer, dreidimensionaler Elektronikbauteile. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Miniaturisierung, Designfreiheit und Prototypenentwicklung bis hin zur Kleinserienfertigung.

Das System ist ideal für die Integration in multidisziplinäre Forschungsansätze und kombiniert hochpräzise Drucktechnologie mit robusten Materialeigenschaften. Der DragonFly IV+ ist speziell darauf ausgelegt, funktionale Elektronik direkt auf dreidimensionalen Strukturen zu erzeugen.

Technische Daten:

• Drucktechnologie: Multi-Jet Modeling / Poly-Jet Modeling
• Materialien:
  • Leitfähiges Material: Silber (Conductive Ink, CI)
  • Dielektrisches Material: Polymer (Dielectric Ink, DI)
• Druckauflösung:
  • Schichtstärke: bis zu 2 µm
  • Leiterbahnbreite: ab 80 µm
  • Mindestabstand zwischen Leiterbahnen: 100 µm
• Maximale Druckgröße: 160 mm x 160 mm x 3 mm
• Anwendungsbereiche:
  • Herstellung von AMEs und 3D-MIDs
  • Funktionale Prototypen für elektronische Systeme
  • Hochfrequenz- und Antennenanwendungen
  • Forschung und Entwicklung für IoT, Sensorik und Automobilanwendungen
• Software: Integrierte CAD/CAM-Lösung für Design und Druckvorbereitung (FlightHub)
• Besondere Funktionen:
  • Simultanes Drucken von Leiterbahnen und Isolatoren
  • Präzise elektrische und mechanische Eigenschaften für funktionale Bauteile
  • Kompatibel mit standardisierten Testmethoden und Nachbearbeitungsprozessen, z.B. Löten

Im Rahmen des Forschungsprojekts POV.OS wird der Routenzugschlepper Linde P50C ION am Lehrstuhl FAPS für den autonomen Betrieb modifiziert und als Demonstrator eingesetzt.

Das Grundmodell Linde P50C ION ist in der Intralogistik weit verbreitet und wird für den Materialtransport auf Anhängern mit einer maximalen Anhängelast von 5.000 kg bei Geschwindigkeiten von bis zu 8 km/h verwendet.

Für die Umrüstung wird der Schlepper mit der modularen Automatisierungsplattform POV.OS basierend auf ROS 2 ausgestattet. Die eingesetzte Hardware umfasst:

• Rechnerplattformen / Automation Control Units
• Stereokameras
• Laserscanner
• Ultraschallsensoren
• Radar

Auf Basis dieser Plattform werden am Lehrstuhl FAPS nicht nur die autonome Navigation und Ansteuerung des Fahrzeugs, sondern auch innovative KI-Algorithmen zur multimodalen Umgebungserfassung erforscht.

Der Prusa XL ist ein FDM-3D-Drucker, der sich durch seine großformatigen Multimaterialdrucke und hohe Präzision auszeichnet. Er gehört zu den fortschrittlichsten Geräten in seiner Klasse und ermöglicht die Fertigung komplexer Geometrien und funktionaler Prototypen.

Technische Daten:

• Bauraum: 360 x 360 x 360 mm
• Drucktechnologie: Fused Deposition Modeling (FDM)
• Maximale Düsentemperatur: 290 °C
• Maximale Heizbett-Temperatur: 120 °C
• Unterstützte Materialien: PLA, PETG, Flex, PVA, PC, PP, CPE, PVB
• Schichthöhe: 0.05-0.30 mm
• Druckgeschwindigkeit: Bis zu 200 mm/s

Der Prusa MK4S ist ein FDM-3D-Drucker, der sich durch seine Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit auszeichnet. Er gehört zu den fortschrittlichsten Geräten in seiner Klasse und ermöglicht die Fertigung komplexer Geometrien und funktionaler Prototypen.

Technische Daten:

• Bauraum: 250 x 210 x 220 mm
• Drucktechnologie: Fused Deposition Modeling (FDM)
• Maximale Düsentemperatur: 290 °C
• Maximale Heizbett-Temperatur: 120 °C
• Unterstützte Materialien: PLA, PETG, Flex, PVA, PC, PP, CPE, PVB
• Schichthöhe: 0.05-0.30 mm
• Druckgeschwindigkeit: Bis zu 200 mm/s

Das Indoor-Flugfeld des Lehrstuhl FAPS mit einer Fläche von 7 x 11 Metern und einer Höhe von 4 Metern ist für die Erprobung und Validierung von Hard- und Softwarelösungen sowie Gesamtsystemen aus dem Bereich der Flugroboter und Drohnen bestens ausgestattet.

Neben verschiedenen Flugrobotern werden auch verschiedene Sensor-, Lokalisierungs- und Rechnersystem für Drohnen am Flugfeld eingesetzt:

• Verschiedene Flugroboter: Quadro- und Hexakopter, Software basierend auf PX4 Autopilot und ROS2
• Sensoren zur Umgebungserfassung für Flugroboter: Kameras, z.B. Intel Realsense sowie Stereolabs ZED2i, ZED X, verschiedene Ultraschall- und Lidarsensoren
• Onboard-Rechner für Flugroboter, u. a. NVIDIA Jetson, Latte Panda Alpha
• UWB-Funkortungssystem (ca. 10 cm Lokalisierungsgenauigkeit)
• Motion-Capturing-System (Lokalisierungsgenauigkeit im Bereich von ca. 0,5 cm)
• Workstations zum Training und Einsatz von KI und zur Simulation von Flugrobotern
• Hochregal zur Erprobung von Inventurszenarien

Mit der 225 kV Microfokus-Röhre und der 190 kV Nanofokus-Röhre erlaubt dieses System hochauflösende 2D- und 3D-Aufnahmen von kleinster Mikroelektronik als auch Durchstrahlung von stärkerem Material. Die maximale Probengewichtskapazität beträgt 27 kg bei einem Durchmesser von 530 mm und einer Höhe von 800 mm. Dank einer Leistung von 320 W können CT-Scans in weniger als einer Minute durchgeführt werden. Die Nanofokus-Röhre ermöglicht zudem die Identifizierung von Defekten unter 1 µm Größe bei Proben unter 10 cm.

Technische Spezifikation