KNOW-NOW - Digitale Werkzeuge für die Keramische Multilayer-Entwicklung

Projekte

Projektlaufzeit
01.03.2021 - 29.12.2024
Projektart
Verbundforschungsprojekt
Projektstatus
Laufend

Kurzbeschreibung

In KNOW-NOW werden digitale Werkzeuge entwickelt, die entlang der keramischen Prozesskette vom Pulver zum Bauteil umfangreiche Daten und Simulationen zusammenführen und diese für die Prozessoptimierung und Produktentwicklung nutzbar machen.

Ort

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Unter den Eichen 87
12205 Berlin

Gegenstand

LTCC-Multilayer, 10 mm — Beispiel für eine technische Keramik: Keramischer LTCC-Multilayer mit Metallisierungsstrukturen

Technische Keramiken bzw. Funktionskeramiken sind oft Schlüsselkomponenten in Mikroelektronik oder Energietechnik. Eine erfolgreiche Entwicklung und Herstellung keramischer Komponenten erfordert genaue Kenntnisse und Kontrolle der komplexen Wechselwirkungen von Prozess- und Werkstoffeigenschaften über viele Prozessschritte.

Ziel

© BAM

Ziel von KNOW-NOW ist die Demonstration einer ontologiebasierten Verknüpfung experimenteller und simulierter Werkstoff- und Prozessdaten entlang einer kompletten keramischen Prozesskette. Die Daten werden über Anwenderschnittstellen und durch Implementierung geeigneter Workflows effizient ausgewertet und dienen der Vorhersage von Bauteileigenschaften. Dies beschleunigt Entwicklungsprozesse und reduziert den Aufwand für aktuell noch notwendige, umfangreiche experimentelle Studien.

Methodik

© BAM

Die Grundlage der digitalen Werkzeuge ist eine Prozess- und Materialontologie für technische Keramik. Diese wird am Beispiel der keramischen Multilayertechnik erarbeitet.

Partner + Förderer

© BAM

Gesamtkoordination

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Fachbereich Technische Keramik

Partner

BAM, Fachbereich Technische Keramik
Fraunhofer Institut für keramische Technologien und Systeme
Technische Universität Berlin - Fachgebiet Industrielle Informationstechnik
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Fachbereich SciTec

Förderung
Initiative MaterialDigital, BMBF

KNOW-NOW - Keramische Multilayer-Entwicklung durch Neugestaltung ontologiebasierter Wissenssysteme

Ziel von KNOW-NOW ist die Demonstration einer ontologiebasierten Verknüpfung experimenteller und simulierter Werkstoff- und Prozessdaten entlang einer kompletten keramischen Prozesskette.

Die Grundlage der digitalen Werkzeuge ist eine Prozess- und Materialontologie für technische Keramik. Diese wird am Beispiel der keramischen Multilayertechnik erarbeitet. Zur Entwicklung von zwei Demonstratoren, einem hochintegrierten mehrlagigen Schaltungsträger und einer Multilayer-Induktivität, wird die gesamte Prozesskette durchlaufen: von der Pulverentwicklung über Foliengießen, Strukturierung und Metallisierung, Aufbau der Komponenten, thermische Prozesse bis zur Bauteilcharakterisierung. Alle relevanten Material- und Prozessdaten werden erfasst und mit ihren spezifischen Wechselwirkungen beschrieben. Ergänzend dazu werden die Prozessschritte Laminieren und Sintern skalenübergreifend simuliert, um Verzug und Eigenspannungen im Bauteil vorherzusagen. Auf Basis dieser Daten werden Workflows entwickelt, die ausgehend von Nutzeranfragen Vorschläge für Prozessoptimierungen generieren.

Themen der BAM

Ausgehend von keramischen Grünfolien in Multilayertechnik fertigt die BAM die Demonstratoren. Die BAM übernimmt die Simulation des Laminierprozesses und die Bauteilcharakterisierung.

Projektkoordination

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Gesamtvorhaben und Teilvorhaben)
Fachbereich Technische Keramik

Projektpartner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
IKTS Fraunhofer Institut für keramische Technologien und Systeme
TUB Technische Universität Berlin - Fachgebiet Industrielle Informationstechnik
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Fachbereich SciTec

Förderung

Das Projekt wird im Rahmen der Initiative zur Digitalisierung der Materialforschung MaterialDigital vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert.