Multifunktional Forscher entwickeln WLAN-Router mit nachhaltigem Alu-Gehäuse

An multifunktionalen Aluminiumgehäusen für einen WLAN-Router nach EU-Ökodesign-Richtlinie arbeitet ein deutsch-polnisches Konsortium aus Forschung und Industrie. Wie das genau aussieht, lesen Sie hier.

Der WLAN-Router ist bekanntlich ein unverzichtbares Element der vernetzten Welt. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Radar- und Gehäusetechnik biete aber stets neue Möglichkeiten für verbesserte Leistung, Funktionalität und Umweltverträglichkeit, wie Forscher vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) erklären. Die richtige Materialwahl könne dabei nicht nur Kosten sparen, sondern auch der Antrieb einer nachhaltigen Produktentwicklung für eine kreislauforientierte Ökonomie sein. Aluminium wird deshalb als Gehäusematerial bereits für verschiedene Produkte der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT), wie Smartphones oder Mobilfunktransceiver verwendet. Das Leichtmetall ist nicht zuletzt gut recyclebar. In Zusammenarbeit mit den polnischen Instituten Lukasiewicz ITR und INM sowie dem Fraunhofer-IEM prüfen Forscher am IZM jetzt die Eignung des Werkstoffs für die Gehäuse handelsüblicher WLAN-Router. Dazu wird die Anpassung einer existierenden Technik für dreidimensional geformte Schaltungsträger (3D Molded Interconnect Devices = 3D MID) für die direkte Integration von Antennen auf nicht planaren Aluminiumoberflächen erprobt, wie es weiter heißt. Zusätzlich werde ein Ökodesignkonzept entwickelt, mit dem sich der Materialeinsatz reduzieren und die Recycelbarkeit des Produkts erhöhen ließe. Dieser integrierte Technik- und Ökodesignansatz soll schließlich demonstrieren, wie zukünftige IKT-Geräte für eine kreislaufgerechte Wirtschaft gestaltet werden können.

Multifunktionale Oberflächen per Laserstrukturierung

Außer dem Einsatz von Aluminium als Gehäusematerial soll der Router eine multifunktionale Oberfläche erhalten. Die Integration von Antennen und Sensoren auf der Oberfläche des Gehäuses ermögliche eine kompakte und effiziente Gestaltung des Geräts. Die Innenseite des Gehäuses kann außerdem als Schnittstelle zur Wärmeübertragung genutzt werden. Zur Integration der Antennen und Sensoren auf der Oberfläche wird die bestehende 3D-MID-Technologie, die auf der Laserdirektstrukturierung (LDS) eines Lacks basiert, adaptiert, wie die Forscher sagen. Diese Methode wurde in der Vergangenheit aber nur bei Kunststoffen angewendet, wobei Lack allerdings als Kunststoffmaterial angesehen werden kann. Der Lack besitzt gute Hochfrequenzeigenschaften und erlaubt so die Integration von Hochfrequenzstrukturen und Antennen für sechs Gigahertz. Durch ein identisches Design des Ober- und Unterteils könne die Anzahl der benötigten Werkzeuge zur Herstellung minimiert werden. So sinken schließlich auch die Herstellungskosten und die Produktionszeit, wie man betont. Ein Clipverschluss ohne Kleb- oder Schraubverbindungen gewährleiste dabei eine zuverlässige Verbindung der Gehäuseteile und erleichtere die Wartungs- und Reparaturarbeiten. Zusätzlich sind Halterungen für Aluminiumsubstratträger auf der Innenseite vorgesehen, um die elektronischen Komponenten optimal platzieren zu können.

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Förderung und Grund der Forschungsarbeiten

Das vom AiF geförderte Cornet-Projekt „ALU4CED“ (Aluminium based multifunctional housing for circular electronic devices) läuft im Übrigen vom noch bis Ende September 2025 und wird am Fraunhofer-IZM durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, das Lukasiewicz – Institute of Non-Ferrous Metals INM sowie das Lukasiewicz – Tele and Radio Research Institute ITR. Die Projektpartner stehen dabei im Austausch mit Industrieteilnehmern. Der Anlass für das Forschungsvorhaben ist die Verabschiedung der EU-Ökodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte (Ecodesign for Sustainable Product Regulation, ESPR) mit neuen Anforderungen an das Ökodesign von Produkten.

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