3D打印在工业制造中正变得越来越重要。它不仅使生产非常复杂的形状成为可能，而这在传统工艺中几乎是不可能实现的。在它的帮助下，小批量的生产也可以经济地进行。然而，到目前为止，电子元件的集成以及个性化传感器的生产一直是一个挑战。这就是弗劳恩霍夫IPA与巴登-符腾堡州的ARBURG和Balluff公司一起，现在取得突破的地方。
Neuhausen a.d.F. - 个性化的传感器对于自动化技术中的任务是很有意义的，因为它们可以用在许多不同的方面。感应式接近传感器有圆柱形金属外壳，其中一个线圈、一个电路板和一个插头被安装在一个刚性的星座中--一个具有固定几何形状的标准组件。在自动化技术中，电感式接近传感器被大量用于检测无接触的金属物体。然而，在工业应用中，它们不仅可以记录一个部件已经接近，而且还可以记录它在什么距离。然而，目前还没有任何电感式接近传感器能以其外壳形状适应特定的环境，例如在机器人手臂抓手的手指上。
任何形状的住房
那么，为什么不把传感器的外壳用塑料打印出来，这样它就可以被制造成任何形状？这正是弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA的增材制造中心的一个研究小组现在所做的事情。他们得到了塑料加工设备制造商ARBURG GmbH & Co.的员工的支持。慕尼黑工业大学与传感器和自动化专家Balluff GmbH合作。传感器外壳需要一种具有高介电强度和阻燃性能的塑料。专家们选择了半结晶塑料聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），它被用作生产电子外壳的标准注射成型材料。然而，到目前为止，这种类型的材料还没有被用于3D打印，所以有必要进行开创性的工作。
3D打印中的印制电路板
塑料以颗粒状进入所谓的 "自由成型器"，即ARBURG的工业增材制造系统，该系统有一个带有特殊塑化螺杆的材料制备单元。在熔化标准颗粒后，接下来是免工具自由成型工艺。一个高频时钟喷嘴快门排出微小的塑料液滴，这些液滴可以借助一个可移动的部件载体被精确定位。通过这种方式，在自由成型器中逐层创建了带有空腔的三维部件，在打印过程中可将部件插入其中。为了使之成为可能，自由成型器自动中断了各层的构建过程，这样就有可能精确地整合线圈、电路板和连接器。然后用一个分配器在一个单独的系统中在外壳内创建银导体轨道。最后，有必要用自由成型器对空腔进行套印，并用聚氨酯浇注。
通过这种方式，该团队生产了30多个个性化传感器的演示器，以便随后对其进行测试：例如，组件必须能够承受温度变化和振动，它们必须防水并通过电绝缘测试。通过优化设计和制造工艺，最终成功通过了测试。
研究项目 "增材制造部件的电子功能集成 "为期一年半。在弗劳恩霍夫IPA负责该项目的Stefan Pfeffer目前正与ARBURG合作研究导电塑料在未来如何使用，以开辟更多的应用领域。
关于巴鲁夫作为一个公司
巴鲁夫的成功故事始于100年前，当时在诺伊豪森（Neuhausen a. d. F.）成立了一个精密机械维修车间。今天，在其成立100周年之际，这家在全球拥有3600名员工的全球性公司代表着工业自动化领域的创新技术、质量和跨领域经验。作为传感器和自动化专家，第四代家族企业提供全面的高质量传感器、识别、网络和软件解决方案组合。2019年，巴鲁夫集团的销售额约为4.69亿欧元。巴鲁夫在总共68个国家拥有38个子公司和其他代表机构，保证在全球范围内快速提供产品，并直接在现场提供高质量的咨询和服务。
关于弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA
弗劳恩霍夫制造工程和自动化IPA研究所，简称弗劳恩霍夫IPA，是弗劳恩霍夫公司最大的研究所之一，拥有近1000名员工。总预算超过7400万欧元。该研究所的研究重点是与生产有关的组织和技术任务。从方法、部件和设备到完整的机器和设备都被开发、测试和实施。15个专业部门以跨学科的方式合作，由6个业务部门协调，主要与汽车、机械和设备工程、电子和微系统技术、能源、医疗和生物技术以及加工工业部门合作。弗劳恩霍夫IPA的研究方向是可持续和个性化产品的经济生产。