Forschungsprojekt »KonFutius«

Kontinuierliche Funktionalisierung von Leichtbaustrukturen im Rolle-zu-Rolle Prozess durch Printed-Electronics-Hybrid-Integration

Laufzeit: Juli 2019 bis Dezember 2023

Um die Wettbewerbsfähigkeit der Leuchtenindustrie in Deutschlands gegenüber kostengünstigeren asiatische Anbietern dauerhaft zu sichern, müssen Technologien gefunden werden, die Leuchtpaneele ressourcen- und kosteneffizient herstellen. In dem Forschungsprojekt »KonFutius« entwickelt das Fraunhofer IPT gemeinsam mit Partnern eine neue Paneelleuchte, indem es in Faserverbundkunststoffe elektronische Komponenten integriert.

Die neue Paneelleuchte soll im Vergleich zu Paneelleuchten mit standardmäßig integrierten Halogenlampen nicht nur um ein Vielfaches weniger Energie verbrauchen, sondern auch ihre Herstellungskosten sollen im Vergleich um 60 Prozent gesenkt werden. So kann nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland nachhaltig gehalten, sondern gleichzeitig der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid durch die effiziente Produktionstechnik reduziert werden.

Innerhalb des Projekts wird das Leuchtpaneel so entwickelt, dass für eine ressourcen- und kosteneffiziente Produktion von Beginn an alle Rahmenbedingungen der einzelnen Herstellungsschritte berücksichtigt werden.

FVK-Paneelleuchte
© Fraunhofer IPT
Paneelleuchte, bestehend aus einer FVK-Grundschicht, einer lichtleitenden Schicht und einer Diffusorschicht, wird im Rolle zu Rolle Prozess zusammengefügt.

Aufbau und Fertigung des Leuchtpaneels

Für einen stabilen Rahmen des Paneels wird eine Grundschicht aus Faserverbundkunststoff gefertigt. Das Licht wird an den Rändern durch LEDs eingekoppelt und durch einen in dem Projekt ausgelegten Lichtleiter homogen verteilt. Eine abschließende Diffusorschicht sorgt für eine zusätzliche Homogenisierung des ausgekoppelten Lichts. Die einzelnen Schichten des Paneels, die Grundschicht aus FVK, die reflektierende und lichtleitende Schicht sowie die Diffusorschicht, werden in einem kontinuierlichen Prozess zusammengefügt, um Zwischenschritte zu vermeiden.

Produktion ganzheitlich betrachtet

Das Fraunhofer IPT integriert die einzelnen Prozesschritte in einem einzigen System: Eine Doppelbandpresse zur kontinuierlichen Fertigung der FVK-Grundschicht wird kombiniert mit einer Anlage, die die Leiterbahnen auf PET-Substrat druckt. Ein weiteres Modul positioniert elektronische Bauteile (SMD) auf die gedruckten Leiterbahnen. Anschließend werden die verschiedenen Funktionsschichten in einem Kunststoffschweißverfahren zusammengefügt.

Interessierte Unternehmen können die Technologie ab dem Jahr 2021 für eigene Forschungsprojekte nutzen.

Konsortium

  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT (Projektkoordinator)
  • AZL RWTH Aachen
  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Leister Technologies Deutschland GmbH
  • PIXARGUS GmbH
  • Polyscale GmbH & Co.KG
  • Trilux GmbH

Fördergeber

Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert (Förderkennzeichen: EFRE-0801653)