Ziel des Projekts ist es, nachhaltige Kunststoffe ohne PFAS für den Einsatz in Hochfrequenz-Radarsensoren zu kreieren, die in Automobil-, Lager- und Produktionsumgebungen Daten zur Materialanalyse, Füllstandmessung und Kollisionsvermeidung liefern. Innerhalb der dreijährigen Laufzeit werden Werkstoffcharakterisierung, Prozesstechnologien wie Plattenpressen und Spritzguss sowie umfangreiche Praxistests kombiniert, um die Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit marktfähiger Prototypen sicherzustellen. Die Konsortialpartner SKZ, BTU Cottbus-Senftenberg, Fraunhofer IZM, Wefapress, TRILITEC und VEGA bündeln Wissen aus Forschung zur Validierung.
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Forscher entwickeln PTFE- und PVDF-Alternativen aus nachhaltigen leistungsfähigen Hochfrequenzkunststoffen
Das interdisziplinäre Konsortium bestehend aus dem Kunststoff-Zentrum SKZ, der BTU Cottbus-Senftenberg, dem Fraunhofer IZM sowie den Firmen Wefapress, TRILITEC und VEGA Grieshaber verfolgt das Projektziel, PFAS-freie Kunststoffe für Hochfrequenzradar zu etablieren. Im Fokus stehen die Entwicklung, Prüfung und Integration von alternativ modifizierten Polymerwerkstoffen. Angestrebt wird, die Leistungsmerkmale der bisherigen PTFE- und PVDF-Bauteile zu ersetzen, um den Elektronikfertigungsprozess umweltfreundlich anzupassen und EU-Vorgaben proaktiv zu erfüllen. Weiterhin werden Skalierungsoptionen für Großserienanwendungen umfangreich evaluiert.
VDI/VDE/IT unterstützt dreijähriges Radarsensoren-Vorhaben ohne PFAS ab Januar 2025
Das Forschungsprojekt mit der Kennung EEE202404-2936-041 begann im Januar 2025 und endet Ende 2027. In Kooperation von SKZ, BTU Cottbus-Senftenberg, Fraunhofer IZM und Industriepartnern werden alternative Kunststoffe für Hochfrequenzradarsensoren entwickelt, die ohne PFAS auskommen. Gefördert wird das dreijährige Vorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über das Programm „Mikroelektronik. Vertrauenswürdig und nachhaltig. Für Deutschland und Europa.“ des VDI/VDE/IT-Verbunds. Prüfstandversuche und Materialcharakterisierung finden an Laborstandorten statt. Ergebnisse sollen industrielle Anwendungen unterstützen.
Thermische und chemische Stabilität von Kunststoffen für Radarsensorprototypen testen
Im Projektverlauf erfolgt eine mehrstufige Methodik zur Bewertung potenzieller Hochfrequenzkunststoffe: Zunächst wird eine Auswahl geeigneter Polymere zusammengestellt und detailliert charakterisiert. Jede Probe wird thermisch auf Temperaturbelastungen getestet und auf chemische Resistenz in aggressiven Medien geprüft. Die bevorzugten Materialien werden zu Prüfplatten mittels Plattenpressen verarbeitet. In einem zweiten Schritt wird der Spritzgussprozess parametrisiert, um realitätsnahe Prototypen herzustellen, die abschließend in spezialisierten Hochfrequenzmesskammern validiert werden. Diese Tests sichern die industrielle Praxistauglichkeit ab.
Drei PFAS-freie Sensormaterialien erprobt für Industrieautomation und fahrerlose Transportsysteme
Die PFAS-freien Hochfrequenzkunststoffe werden in drei praxisnahen Szenarien untersucht: Ein sensorisches Element misst mit hoher Genauigkeit die Zusammensetzung und Oberflächeneigenschaften von Werkstoffen in vollautomatisierten Fertigungsanlagen. Ein eigens entwickelter Füllstandsensor registriert in industriellen Tankschwankungen unter schwierigen Temperatur- und Druckbedingungen. Zudem erfasst ein modular aufgebautes Mehrkanal-Radar präzise Hindernisse und Umgebungsbewegungen in fahrerlosen Transportsystemen, um zuverlässige Kollisionswarnungen und autonome Ausweichmanöver zu gewährleisten. Diese Versuche ergänzen elektromagnetische Verträglichkeitsprüfungen sowie Tests zur Stabilität und Fertigungstauglichkeit.
Umweltfreundliche Materialien eröffnen neue Märkte und heben deutscher Standortattraktivität
Die Ablösung von PTFE- und PVDF-Kunststoffen durch umweltfreundliche Alternativen vermindert nachweislich die Freisetzung persistenter Schadstoffe. Zugleich profitieren mittelständische Hersteller von stabileren Produktionsprozessen und wachsender Ertragskraft. Benjamin Littau (TRILITEC) hebt hervor, dass die daraus resultierenden Materialinnovationen internationale Geschäftsfelder erschließen können. Somit steigert sich die Attraktivität deutscher Elektronikstandorte für Investoren. Durch wirtschaftliche Impulse und nachhaltige Materialstrategien wird der Transformationsprozess der Branche hin zu grüner Hochfrequenztechnik beschleunigt und fördert damit eine klimaneutrale Wertschöpfung.
Staatliche Förderung unterstützt Entwicklung PFAS-freier Hochfrequenzmaterialien für nachhaltige Elektronikproduktion
Das Projektteam analysiert PFAS-freie Kunststoffe unter Hochfrequenzbedingungen und untersucht sowohl Werkstoffeigenschaften als auch Fertigungsverfahren. Zunächst erfolgen standardisierte Plattenpressversuche zur Charakterisierung, gefolgt von Spritzgussprototypen, die in Hochfrequenztestumgebungen geprüft werden. Interdisziplinäre Praxistests beleuchten thermische Stabilität und chemische Beständigkeit. Durch BMBF-Förderung werden Testkampagnen beschleunigt und Pilotreihen realisiert. Resultat sind optimierte Radarsensorkomponenten mit hoher Performance, umweltfreundlicher Technologieintegration und gesteigerter Marktfähigkeit. Außerdem fließen Erkenntnisse zur Kosteneffizienz und Skalierbarkeit ein, um industrielle Anwendungen nachhaltig zu unterstützen.
