Digitale Drucktechnologien
Die Entwicklung von digitalen Drucktechniken ebnete den Weg für die Forschungsfelder der organischen und gedruckten Elektronik („Printed Elektronics“), welche sich zu zwei wesentlichen Schwerpunkten der Materialwissenschaften der letzten Jahre entwickelten. Die effiziente Herstellung von dehnbaren Leiterbahnen, elektronischen Schaltungen und Bauelementen gehört zu den kritischsten Bereichen des stark wachsenden Forschungsfeldes der gedruckten Elektronik. Die gedruckte Elektronik gilt als Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge, das Auto der Zukunft mit flexiblen Displays und Sensoren sowie die nächsten Generationen von Wearables für Gesundheitswesen und Sport bis hin zu smarten Gebäuden. „Mit diesen Methoden wollen wir einfach und kostengünstig elektrische Bauteile mit Hilfe von leitfähigen Tinten bzw. Pasten durch einfache Drucktechniken wie z. B. dem Tintenstrahl- oder Siebdruck herstellen“, erläutert Thomas Grießer vom Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe.
Das Zentrum
Das Zentrum wird in den Räumlichkeiten des Departments Kunststofftechnik integriert und wird von den Lehrstühlen für Chemie der Kunststoffe und Bergbaukunde gemeinsam betrieben. Herzstück des neuen Zentrums werden zahlreiche neue Gerätschaften sein: So werden ein Inkjet-Drucker ebenso gebraucht wie ein Gerät, das für das Aufbringen von digitalen Tinten benötigt wird. Auch werden ein Siebdrucksystem und verschiedenste Prüf- und Messgeräte angeschafft. „In Zukunft werden sich in diesem Zentrum rund sechs WissenschaftlerInnen mit digitaler Drucktechnologie beschäftigen“, erklärt Grießer. Insgesamt beträgt das Investitionsvolumen 2,1 Millionen Euro. Das Zentrum für digitale Drucktechnologien fungiert als zentraler Forschungs-, Entwicklungs- und Ansprechpartner für die Lehrstühle an der Montanuniversität Leoben, der Kooperationspartner sowie interessierten Institutionen im Bereich der gedruckten Elektronik. Durch die gebündelte Kompetenz unterstützt das ZDT die Partner bei der Erforschung und Prozessierung neuer Materialien, bei der Einwerbung von Drittmitteln im Bereich der Antrags- und Auftragsforschung, bei der Schaffung von Prototypen für innovative Anwendungen sowie in der nachhaltigen Weiterentwicklung des Forschungsfeldes.
Wissenschaftliche Zielsetzungen
Die Erforschung neuer Materialsysteme gehört zu einem großen und stetig wachsenden Forschungsschwerpunkt im Bereich der gedruckten Elektronik. Obwohl es bereits einige etablierte Ansätze und Verfahren gibt, welche die effiziente Herstellung gedruckter Bauteile im Labormaßstab erlauben, sind diese aber in Hinblick auf Prozesszeit und Prozesseffektivität noch zu limitiert, um die entwickelten Materialien im Bereich von Quadratzentimetern bzw. Quadratmetern zu verarbeiten.
„Ein Fokus des Zentrums für digitale Drucktechnologien werden daher die Erforschung von Materialien sowie industrialisierbare digitale Drucktechniken für die großflächige Herstellung gedruckter Elektronik sein“, fasst Grießer zusammen. Neben der Entwicklung funktioneller Tinten für den Digitaldruck von Bauelementen liegt ein weiterer Schwerpunkt in der Erforschung von Substrat- und Einkapselungsmaterialien basierend auf nachwachsenden Rohstoffen.
Weiters sollen Verfahren zur Implementation gedruckter Elektronik auf dreidimensionalen Oberflächen (technische Bauteile, Gebrauchsgegenstände, textile Gewebe, u.a.) sowie deren Integration in 3-D gedruckten Formkörpern (z .B. 3-D-Leiterplatten) erforscht bzw. weiterentwickelt werden. Hierfür sollen digitale Drucktechnologien mit Robotersystemen sowie additive Fertigungsverfahren kombiniert werden.
