{"id":21728,"date":"2023-03-20T09:00:07","date_gmt":"2023-03-20T08:00:07","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/?p=21728"},"modified":"2023-03-17T11:23:45","modified_gmt":"2023-03-17T10:23:45","slug":"j-a-m-e-s-gmbh-innovation-aus-dem-3d-drucker-additiv-hergestellte-elektroniksysteme","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/2023\/03\/j-a-m-e-s-gmbh-innovation-aus-dem-3d-drucker-additiv-hergestellte-elektroniksysteme.html","title":{"rendered":"J.A.M.E.S GmbH – Innovation aus dem 3D-Drucker: Additiv hergestellte Elektroniksysteme"},"content":{"rendered":"

Zusammenarbeit als Triebfeder f\u00fcr Innovation. Das ist sicherlich keine neue Erkenntnis, unser Weg dahin jedoch schon. Wie dieser Weg aussieht und wie Zusammenarbeit unser Gesch\u00e4ftsmodell pr\u00e4gt, m\u00f6chte ich Ihnen in diesem Blogbeitrag n\u00e4herbringen. Mein Name ist Rolf Baltes und ich war von Anfang an beim Aufbau der J.A.M.E.S GmbH<\/a><\/strong> dabei, einem Joint Venture von Hensoldt und Nano Dimension. Kurz zwei S\u00e4tze zu diesen beiden Firmen: HENSOLDT<\/a><\/strong> mit Sitz in Taufkirchen bei M\u00fcnchen entwickelt Sensorl\u00f6sungen f\u00fcr Verteidigungs- und Sicherheitsanwendungen. Das israelische Unternehmen Nano Dimension<\/strong><\/a> ist Anbieter von intelligenten Maschinen f\u00fcr additiv gefertigte Elektroniksysteme kurz AME (Additively Manufactured Electronics).<\/p>\n

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Der 3D-Druck einer kompletten Drohne in einem Druckvorgang reduziert den Montageaufwand, vermeidet Stecker und Kabel, optimiert die Gesamtform, verringert das Gewicht und schlie\u00dft konforme Antennen ein.<\/figcaption><\/figure>\n

Startup mit Historie<\/strong><\/h2>\n

Die Gr\u00fcndung von J.A.M.E.S erfolgte im Juli 2021. Dennoch reicht unsere Geschichte bis ins Jahr 2016 zur\u00fcck. Damals leaste Hensoldt eine Beta-Maschine des 3D-Druckers DragonFly von Nano Dimension, um erste Erfahrungen mit dieser neuen Technologie zu sammeln. Drei Jahre sp\u00e4ter kaufte das Unternehmen schlie\u00dflich das DragonFly 2020 Pro System, und seitdem ist HENSOLDT im Bereich AME aktiv. Als ich \u2013 ebenfalls in 2019 \u2013nach meinem Studium zum Mechatronik-Ingenieur und anschlie\u00dfender Promotion bei HENSOLDT startete, war es fast so, als h\u00e4tte der DragonFly Drucker auf mich gewartet.<\/p>\n

Technologie sucht Anwendung<\/strong><\/h2>\n

Als HF-Entwickler sollte ich einerseits neue Anwendungen f\u00fcr den 3D-Drucker voranbringen, um mithilfe von AME schneller und kosteng\u00fcnstiger auf Kundenbed\u00fcrfnisse reagieren zu k\u00f6nnen. Anderseits sollten wirtschaftliche Perspektiven gefunden werden, wie HENSOLDT k\u00fcnftig von AME profitieren kann. Obwohl es sich damals um eine grundlegend neue Technologie handelte, erkannte HENSOLDT fr\u00fch ihr Potential als essentielle (zukunftsweisende) Erg\u00e4nzung zur herk\u00f6mmlichen Elektronikfertigung. Die M\u00f6glichkeit, aus leitf\u00e4higem und nicht-leitf\u00e4higem Material in Form von Tinten leitf\u00e4hige und isolierende Strukturen drucken zu k\u00f6nnen, erweiterte den 3D-Druck somit auf elektrisch funktionale Anwendungen. So entstehen additiv gefertigte Schaltungstr\u00e4ger, wie Kondensatoren, Spulen, Antennen, Filter oder K\u00fchlk\u00f6rper, um die Abw\u00e4rme von einem Chip aus dem Bauteil herauszubekommen. Die Anwendbarkeit von AME ist vielf\u00e4ltig. Die entscheidende Frage f\u00fcr HENSOLDT war daher nicht ob, sondern wie l\u00e4sst sich das Potential additiv gefertigter Elektronikkomponenten und -systeme nachhaltig heben.<\/p>\n

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Wissen teilen, gemeinsam wachsen<\/strong><\/h2>\n

Mit einem relativ kleinen Entwicklerteam war dieses Ziel nicht zu erreichen. Es ben\u00f6tigte ein breiteres Fundament, um aktuelle Problemfelder zu beheben, Schwachstellen herauszufinden und die Ergebnisse in eine sinnvolle Anwendung zu wandeln. Nano Dimension befand sich damals in einer \u00e4hnlichen Situation. Obwohl die Kunden fr\u00fchzeitig positives Feedback gaben, konnten sie die neue Technologie nicht gewinnbringend einsetzen. Sie war schlicht noch nicht reif genug. Schnell wurde klar: Selbst, wenn HENSOLDT und Nano Dimension ihre Ressourcen b\u00fcndeln, w\u00fcrde dies in absehbarer Zeit nicht ausreichen, die H\u00fcrden bei der Entwicklung 3D-gedruckter Elektronik zu \u00fcberwinden und die Technologie bis zur Produktreife zu bringen.<\/p>\n

Schwarmintelligenz nutzen<\/strong><\/h2>\n

Das war die Geburtsstunde von J.A.M.E.S (Jetted Additively Manufactured Electronics Sources). Das Joint Venture basiert auf der Idee, eine Community aufzubauen, um mehr Stakeholder einzubinden und so die Weiterentwicklung der AME-Technologie gemeinschaftlich schneller voranzutreiben. Ziel war es, die L\u00fccke zwischen der Industrie als Endanwender, die mit AME ihre Produkte fertigen, und den Druckerherstellern, die als \u201eProcess Owner\u201c ganzheitliche Material-, Prozess- und Serviceleistungen anbieten, zu schlie\u00dfen und deren Zusammenarbeit zu f\u00f6rdern. Auf diese Weise lassen sich Entwicklungen gezielter an die Marktanforderungen ausrichten und Entwicklungszyklen verk\u00fcrzen, da Reibungsverluste minimiert werden und nicht ins \u201eLeere\u201c entwickelt wird, und letztlich die Technologie schneller zur Marktreife f\u00fchren. Neben Endanwendern und Process Ownern m\u00f6chten wir auch den Bereich Academia f\u00fcr unserer Community begeistern, um ihre Studienergebnisse zu teilen und die Lehre auf AME und die damit verbundenen Chancen hin auszurichten.<\/p>\n

Open-Source schafft Unabh\u00e4ngigkeit<\/strong><\/h2>\n

Die Arbeit von J.A.M.E.S fokussiert sich dabei auf die Grundlagenforschung, die wir als Open-Source zur Verf\u00fcgung stellen. An dieser Stelle ist es wichtig zu erw\u00e4hnen, dass J.A.M.E.S neutral und prozessoffen ist. D.h. wir besch\u00e4ftigen uns nicht ausschlie\u00dflich damit, den Prozess von Nano Dimension zur Produktreife zu bringen, sondern wir unterst\u00fctzen auch andere Druckerhersteller mit deren spezifischen Materialien. Die Community<\/a><\/strong> kann den aktuellen Stand der Technologie aufnehmen und in Eigenregie in ihren jeweiligen Bereichen weiterentwickeln. Themen wie Standardisierung oder IPC-Normen werden dagegen gemeinschaftlich von J.A.M.E.S und der Community getrieben. Hat ein Prozess die Marktreife erlangt, wird das Ergebnis des Crowd-Development-Ansatzes im Prozessportfolio auf unserer AME cloudbasierten Plattform ver\u00f6ffentlicht. \u00dcber diese Plattform, die sp\u00e4ter auch als Marktplatz fungieren soll, k\u00f6nnen Community-Mitglieder mit anderen Experten in Kontakt treten, Designs bzw. Building Bl\u00f6cke hoch- und runterladen, mehr \u00fcber die Einsatzm\u00f6glichkeiten von AME bspw. durch Design-Tutorials lernen oder Hilfestellung bei der Erstellung eigener Designs erhalten.<\/p>\n

Designs absichern<\/strong><\/h2>\n

Bei J.A.M.E.S nutzen wir f\u00fcr das Design die CST Studio Suite<\/a><\/strong> von Dassault Syst\u00e8mes<\/strong><\/a>. Ich kannte die Software zur Simulation elektromagnetischer Felder bereits aus meiner Promotionszeit und hatte das gro\u00dfe Gl\u00fcck, die Anwendung auch bei HENSOLDT vorzufinden. W\u00e4hrend dieser Zeit wurde ich zum Power User. Vorteil der CST Studio Suite ist, dass sie nativ 3D-Designs unterst\u00fctzt und durch die etablierte Anwendung im Elektronikbereich mit g\u00e4ngigen ECAD-Standardformaten kompatibel ist. Durch diese sehr einfache Integration von ECAD-Daten konnten wir unseren Designaufwand deutlich reduzieren. Ein weiteres Plus ist nat\u00fcrlich die M\u00f6glichkeit der Simulation. Da das 3D-Modell vollst\u00e4ndig digital entwickelt wird, lassen sich Fehler oder Schwachstellen fr\u00fchzeitig identifizieren. Auf diese Weise \u00fcberpr\u00fcfen wir zum Beispiel die Performanz von Druckern, indem wir Messergebnisse mit Simulationsergebnissen vergleichen. Aktuell haben wir in einem Projekt einen diskreten Filter aus Kondensatoren und Spulen aufgebaut. Diese beiden Bauteile wurden zuerst einzelnen simuliert und im Anschluss zu einem Filter verschaltet und dieser erneut simuliert. In einem anderen Projekt haben wir eine RF Synthesizer Platine in 3D entwickelt. Das Ergebnis war ein funktionaler W\u00fcrfel mit dreidimensionaler Leitungsf\u00fchrung anstelle einer zweidimensionalen Platine \u2013 als Demonstrator zur 3D heterogenen Integration.<\/p>\n

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Der 3D-Druck einer kompletten Drohne in einem Druckvorgang reduziert den Montageaufwand, vermeidet Stecker und Kabel, optimiert die Gesamtform, verringert das Gewicht und schlie\u00dft konforme Antennen ein.<\/figcaption><\/figure>\n

Disziplinen verschmelzen<\/strong><\/h2>\n

Komplexer wird es, wenn neben den Anforderungen an die elektronische Funktionalit\u00e4t, auch Anforderungen an die mechanische Stabilit\u00e4t erf\u00fcllt werden m\u00fcssen. Bspw. wenn es darum geht, einen Schaltungstr\u00e4ger mitsamt Geh\u00e4use in einer einzelnen Struktur zu realisieren. F\u00fcr das mechanische Design nutzen wir unter anderem die 3D-CAD-L\u00f6sung SOLIDWORKS<\/a><\/strong> von Dassault Syst\u00e8mes. Die Daten\u00fcbertragung zwischen den beiden Anwendungen erfolgt \u00fcber ODB++ bzw. DXF, derzeit noch mit vielen manuellen Import\/Export-Schritten. Mehr Funktionen in den ECAD- und MCAD-Tools w\u00e4ren daher w\u00fcnschenswert, um den kompletten Design-Prozess abdecken zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

Neue Horizonte entdecken<\/strong><\/h2>\n

Das Fehlen der n\u00f6tigen Entwicklungstools, ist sicher auch der Tatsache geschuldet, dass der globale Markt f\u00fcr dreidimensionale Elektronik noch recht \u00fcberschaubar ist. Unsere gr\u00f6\u00dfte Herausforderung liegt daher im Aufbau der Community. Denn wir sehen J.A.M.E.S und unsere Community als einen entscheidenden Baustein, um das Wachstum des Marktes zu beschleunigen. Es gibt zwar viele Communities und Plattformen f\u00fcr sowohl Elektronik als auch 3D-Druck, aber die Kombination ist bis jetzt einzigartig. Das ist unsere Chance!<\/p>\n

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Gesch\u00e4ftsmodell monetarisieren<\/strong><\/h2>\n

Sie fragen sich jetzt sicher, welches Gesch\u00e4ftsmodell J.A.M.E.S verfolgt. Neben dem Aufbau der Community, die erste Version der Plattform wurde im Juli 2022 gelauncht und die ersten Partner sind angebunden, werden wir im zweiten Schritt auch Consulting- und Projektmanagement-Services sowohl f\u00fcr die Industrie, als auch f\u00fcr die Druckerhersteller anbieten. Unternehmen, die unsere Plattform als Marktplatz nutzen und dar\u00fcber 3D-Drucker, Designs oder Komponenten anbieten oder einkaufen m\u00f6chten, werden wir zudem Marketingm\u00f6glichkeiten bieten, um ihre Sichtbarkeit zu erh\u00f6hen und Informationsmaterial f\u00fcr ihre Kunden bereitzustellen.<\/p>\n

Blick nach vorne<\/strong><\/h2>\n

Die AME-Technologie in die Breite zu tragen und f\u00fcr jedermann zug\u00e4nglich zu machen. Das ist unsere Vision. Die CST Studio Suite ist dabei ein sehr wichtiges Tool, mit dem sich der Designaufwand deutlich reduzieren l\u00e4sst. Ich m\u00f6chte mich bei Dassault Syst\u00e8mes und dem Fachh\u00e4ndler MB CAD<\/a><\/strong> bedanken, dass sie unserem Startup von Anfang an mit Rat und Tat zur Seite stehen und aktuell die Einf\u00fchrung der 3D<\/strong>EXPERIENCE Plattform bei J.A.M.E.S begleiten. Eine Zusammenarbeit, die zu neuen Innovationen f\u00fchren wird.<\/p>\n

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Bildmaterial<\/h5>\n
Copyright Bilder: \u00a9J.A.M.E.S GmbH<\/strong><\/em><\/h5>\n


\nAutor
\n<\/strong>Dr.-Ing. Rolf Baltes
\nRF Design Engineer
\n
\nJ.A.M.E.S GmbH
\n<\/strong>Willy-Messerschmitt-Stra\u00dfe 3, 82024 Taufkirchen, Deutschland
\nE-Mail: contact@j-ames.com<\/a><\/p>\n

Weitere\u00a0<\/strong>Informationen
\n<\/strong>j-ames.com<\/a> | Twitter<\/a> | LinkedIn<\/a><\/p>\n

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