Inte­gra­ti­on von gedruck­ter Elek­tro­nik in Gummi

Ein klei­nes Team aus hoch­qua­li­fi­zier­ten Exper­ten geht am neu­en Con­ti­nen­tal-Stand­ort in Frei­burg einen wich­ti­gen Schritt in Rich­tung digi­ta­le Zukunft: Tes­ten, pro­bie­ren, neu den­ken. Kur­ze Wege, schlan­ke Pro­zes­se, schnel­le Ergebnisse.

„Es fühlt sich wie in einem Start-up an. Wir sind sehr fle­xi­bel und kön­nen schnell unse­re Pro­zes­se ent­wi­ckeln und anpas­sen, hier herrscht eine tol­le Dyna­mik. Gleich­zei­tig kön­nen wir auf die Kraft des gan­zen Con­ti­nen­tal-Kon­zerns bauen.“
—  Tim Wol­fer, Projektleiter

Hier sol­len bei­spiels­wei­se klas­si­sche Gum­mi- und Kunst­stoff­pro­duk­te, die bis­her ledig­lich mecha­ni­sche Auf­ga­ben erfül­len, mit Sen­so­rik, intel­li­gen­ten Sys­te­men und Akto­rik ange­rei­chert und dadurch digi­ta­li­siert wer­den. Wol­fer ist pro­mo­vier­ter Maschi­nen­bau­in­ge­nieur und seit Herbst 2020 ver­ant­wort­lich für For­schungs­pro­jek­te im Drucktechnikum.
„Dabei liegt mein Schwer­punkt auf der Inte­gra­ti­on von intel­li­gen­ten Sys­te­men und Netz­wer­ken. Ins­be­son­de­re betrach­ten wir die Schnitt­stel­le von Bau­tei­len aus Elas­to­me­ren und der Inte­gra­ti­on von Elek­tro­nik“, so der Inge­nieur. Der gebür­ti­ge Bre­mer war zuvor fünf Jah­re lang als Grup­pen­lei­ter am Pro­duk­ti­ons­tech­ni­schen Zen­trum der Uni­ver­si­tät Han­no­ver tätig. Dort knüpf­te er unter ande­rem enge Kon­tak­te zu sei­nem heu­ti­gen Arbeit­ge­ber Continental.
Der 36-jäh­ri­ge Fami­li­en­va­ter hat schon in sei­ner Kind­heit und Jugend lei­den­schaft­lich ger­ne getüf­telt und geschraubt – und aus die­sem Grund Maschi­nen­bau stu­diert. Mit dem funk­tio­na­len Druck kam er im Rah­men sei­ner Pro­mo­ti­on zur addi­ti­ven Fer­ti­gung von opti­schen Sys­te­men in Berüh­rung. „Nun bin ich froh, die­se Kennt­nis­se in der For­schung und Ent­wick­lung eines Tech­no­lo­gie­kon­zerns ein­brin­gen zu kön­nen“, ergänzt Wolfer.
Eines der weg­wei­sen­den Pro­jek­te von Wol­fer ist das Vor­ha­ben „sen­sIC“: Inte­grier­te Sen­so­rik kommt auf Basis von gedruck­ter Elek­tro­nik in Schlauch­lei­tun­gen für Elek­tro­fahr­zeu­ge zum Ein­satz. Kon­kret wer­den Schläu­che für das Ther­mo­ma­nage­ment von Fahr­zeug­bat­te­rien mit inte­grier­ten Tem­pe­ra­tur­sen­so­ren aus­ge­stat­tet. Con­ti­nen­tal bün­delt sol­che For­schungs­pro­jek­te im Druck­tech­ni­kum in Frei­burg; sen­sIC wird drei Jah­re lang lau­fen. Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung unter­stützt das Pro­jekt antei­lig mit 2,9 Mil­lio­nen Euro.

Pro­jekt wird zum Schlüs­sel für Sen­so­rik und Elek­tro­nik in Kautschukprodukten

Con­ti­nen­tal ver­spricht sich eini­ges von sen­sIC – vor allem eine gro­ße Anwen­dungs­viel­falt der Tech­no­lo­gie und weni­ger Kos­ten in der Pro­duk­ti­on. „Gedruck­te Elek­tro­nik kön­nen wir theo­re­tisch über­all ver­wen­den. Die Pro­dukt­pa­let­te ist qua­si unend­lich und per­fekt zuge­schnit­ten auf die Stra­te­gie von Con­ti­nen­tal: Pro­duk­te intel­li­gent machen und dar­aus neue Geschäfts­mo­del­le und Mobi­li­ty Ser­vices ent­wi­ckeln“, sagt Wol­fer. „Schläu­che sind da nur ein Bei­spiel. Aber wenn es dort funk­tio­niert, dann auch bei­spiels­wei­se in Luft­fe­dern, Rie­men, Trans­port­gur­ten und Rei­fen.“ Und genau das ist eine sei­ner span­nen­den Haupt­auf­ga­ben: der Trans­fer der Tech­no­lo­gie in ande­re Berei­che von Continental.

Indus­tri­el­ler Maß­stab als Ziel

„In die­ser Hin­sicht hat das Pro­jekt Leucht­turm­cha­rak­ter für uns“, betont Wol­fer. „Wir set­zen in die­sem Pro­jekt hoch­pro­duk­ti­ve Druck­pro­zes­se zur Fer­ti­gung der elek­tri­schen Netz­wer­ke ein. Die­se Pro­zes­se ver­spre­chen einen sehr gro­ßen Durch­satz an ver­ar­bei­te­ter Flä­che bei gleich­zei­tig sehr gerin­gen Kos­ten.“ Hin­zu kommt: Die Elek­tro­nik muss abso­lut sicher sein, denn sie wird immer häu­fi­ger in Auto­mo­bi­len und Anla­gen ver­baut. Des­halb liegt ein beson­de­rer Fokus im Vor­ha­ben auf der Absi­che­rung der elek­tro­ni­schen Sys­te­me gegen­über Mani­pu­la­tio­nen und Plagiaten.
„Die größ­te Her­aus­for­de­rung ist, die neu­ar­ti­gen tech­ni­schen Sys­te­me nicht nur im Labor­maß­stab zu unter­su­chen, son­dern spä­ter tat­säch­lich bei unse­ren Kol­le­gen in Ham­burg im indus­tri­el­len Maß­stab zu fer­ti­gen“, so Wol­fer. Denn: „Die Sys­te­me haben für sich genom­men bereits im klei­nen Maß­stab eine enor­me Kom­ple­xi­tät auf­grund der fei­nen und emp­find­li­chen Struk­tu­ren. Es wird bei­spiels­wei­se im Rah­men des Pro­jek­tes ein spe­zi­fi­scher Sili­zi­um-Chip für uns designt und pro­du­ziert. In der spä­te­ren Fer­ti­gung in Ham­burg sind wir dann aber plötz­lich mit Her­aus­for­de­run­gen wie Wär­me­deh­nun­gen, Lösungs­mit­teln, gro­ßen Drü­cken und hohen Tem­pe­ra­tu­ren kon­fron­tiert.“ Gleich zu Beginn des Pro­jek­tes muss­ten Wol­fer und Co. daher abschät­zen, wel­che tech­ni­schen Anfor­de­run­gen am Ende auf sie war­ten, um von Anfang an eine sinn­vol­le Aus­wahl bei den Mate­ria­li­en und Kon­zep­ten zu tref­fen. „Das war schon eine Her­aus­for­de­rung, alle tech­ni­schen Zie­le unter einen Hut zu bekom­men. Aber nun steht das tech­ni­sche Kon­zept und das Pro­jekt hat voll Fahrt auf­ge­nom­men“, betont Wolfer.

Frei­burg als per­fek­ter Standort

Und war­um Frei­burg? „Ganz ein­fach: Um einen zen­tra­len Ort für die­se Tech­no­lo­gie zu schaf­fen, hat Con­ti­nen­tal hier sei­ne Akti­vi­tä­ten im funk­tio­na­len Druck in einem Tech­ni­kum gebün­delt. Zudem hat sich der Stand­ort Frei­burg beson­ders auf­grund der bereits vor­her bestehen­den engen Zusam­men­ar­beit mit einem tech­nisch-wis­sen­schaft­li­chen Netz­werk vor Ort ange­bo­ten, wie bei­spiels­wei­se mit dem Fraun­ho­fer ISE, dem Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie (KIT) oder dem Tech­no­lo­gie-Clus­ter ‚micro­TEC Südwest‘.“
Start-up-Atmo­sphä­re, ein star­kes loka­les Netz­werk, ein neu­es Druck­tech­ni­kum und ein schlag­kräf­ti­ges inter­na­tio­na­les Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men – die Vor­aus­set­zun­gen für den Erfolg des Pro­jekts sen­sIC kön­nen für Tim Wol­fer und das Pro­jekt­team kaum bes­ser sein.