Konzeptstudie des Aluminium-Gehäuses – ein identisches Design der Ober- und Unterseite senkt Herstellungskosten und die Produktionszeit. (Quelle: Fraunhofer IZM/Tapani Jokinen)

 

Der WLAN-Router ist unverzichtbares Element einer vernetzten Welt. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Radar- und Gehäusetechnologien bietet neue Möglichkeiten für eine verbesserte Leistung, Funktionalität und Umweltverträglichkeit. Die richtige Materialwahl kann dabei nicht nur Kosten sparen, sondern Antrieb einer nachhaltigen Produktentwicklung für eine kreislauforientierte Ökonomie sein.

 

Aluminium wird als Gehäusematerial bereits für verschiedene Produkte der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT), wie Smartphones oder Mobilfunktransceiver verwendet. Es ist gut recyclebar und besitzt dadurch bereits nach zwei Produktkreisläufen einen kleineren CO2-Fußabdruck als Kunststoffe.

 

In Zusammenarbeit mit den polnischen Instituten Lukasiewicz ITR und INM sowie dem Fraunhofer IEM prüfen Forschende am Fraunhofer IZM jetzt die Eignung des Werkstoffs für die Gehäuse handelsüblicher WLAN-Router. Dazu wird die Anpassung einer existierenden Technologie für dreidimensional geformte Schaltungsträger (3D Molded Interconnect Devices, 3D MID) für die direkte Integration von Antennen auf nicht planaren Aluminiumoberflächen erprobt. Zusätzlich wird ein Ökodesignkonzept entwickelt, mit dem sich der Materialeinsatz reduzieren und die Recyclingfähigkeit des Produkts erhöhen lässt. Dieser integrierte Technologie- und Ökodesignansatz soll demonstrieren, wie zukünftige IKT-Geräte für eine kreislaufgerechte Wirtschaft gestaltet werden können.

 

Multifunktionale Oberfläche dank Laserdirektstrukturierung Neben dem Einsatz von Aluminium als Gehäusematerial soll der Router eine multifunktionale Oberfläche besitzen. Die Integration von Antennen und Sensoren auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses ermöglicht eine kompakte und effiziente Gestaltung des Routers. Die Innenseite des Gehäuses kann zudem 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. Diese Technologie wurde in der Vergangenheit nur bei Kunststoffen angewendet. Der Lack besitzt gute Hochfrequenzeigenschaften und erlaubt somit die Integration von HF- Strukturen und Antennen für 6 GHz. Durch ein identisches Design des Ober- und Unterteils kann die Anzahl der benötigten Werkzeuge zur Herstellung minimiert werden. So sinken auch die Herstellungskosten und die Produktionszeit. Ein klippbarer Verschluss ohne Kleb- oder Schraubverbindungen gewährleistet eine zu-verlässige Verbindung der Gehäuseteile und erleichtert Wartungs- und Reparaturarbeiten. Zudem sind Halterungen für Aluminium-Substratträger auf der Innenseite vorgesehen, um eine optimale Platzierung der elektronischen Komponenten zu gewährleisten.

 

Bei dem im März 2023 veröffentlichten Vorschlag der Verordnung wird die bisherige EU-Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG) ersetzt und schafft eine Grundlage für ökologisch nachhaltige, langlebige und zirkuläre Produkte. Die ESRP weitet dabei zu betrachteten Produktgruppen und Anforderungen aus und legt den Fokus auf energierelevante Produkte. Neben Betrachtungen der Energieeffizienz sollen u.a. Anforderungen an Ressourceneffizienz, an eine nachhaltige Produktion, an Reparatur- und Kreislauffähigkeit, Problemstoffgehalten und an die Entsorgung gestellt werden. In den nächsten Monaten wird die Verordnung final in Kraft treten.

 

Ökodesign-Richtlinie:

https://commission.europa.eu/energy-climate-change-environment/standards-tools-and-labels/products-labelling-rules-and-requirements/sustainable-products/ecodesign-sustainable-products-regulation_en