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Polymer Optical Fibers (POF) werden immer häufiger anstelle von Kupferkabeln eingesetzt. Schwierigkeiten machen noch einzelne Verarbeitungsschritte. Wissenschaftler der Fraunhofer IPA Arbeitsgruppe »Verdrahtungstechnik« haben die POF genauer unter die Lupe genommen.
Durch die stark zunehmende Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme stiegen die Datenübertragungsraten in den letzten Jahren in fast allen industriellen Anwendungsbereichen explosionsartig an. Entsprechend nahmen auch die Anforderungen an die Datenübertragungsmedien stetig zu. Die kupfergebundene Übertragungstechnologie stößt bereits an ihre wirtschaftlichen und physikalischen Grenzen - nicht zuletzt wegen der hohen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Für kurze Übertragungsstrecken sind Polymer Optical Fibers (POF) eine hervorragende Alternative zur konventionellen Kupfertechnologie. Sie werden in Industriezweigen wie der Daten- und Kommunikationstechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Automatisierungstechnik und insbesondere auch der Automobilindustrie immer häufiger eingesetzt.
Gerade in der Automobilindustrie ist das Potential für neue, alternative Leistungs- und Datenübertragungsmedien als sehr hoch einzuschätzen. DaimlerChrysler erprobt in seiner S-Klasse POF für das Multimedianetzwerk D2B in Serie und das Nachfolgesystem MOST befindet sich bereits im prototypischen Stadium. Durch die zu erwartenden starken Stückzahlanstiege kommen der Automatisierung der Verarbeitung und einer anforderungsgerechten Verarbeitungstechnologie eine besondere Rolle zu. Der Entwicklungsbedarf für Forschungsinstitute und Unternehmen ist erheblich. Die Arbeitsgruppe Verdrahtungstechnik am Fraunhofer IPA bearbeitet seit rund zwei Jahren Aufgabenstellungen rund um POF. In einer internen Studie mit mehr als 50 Konfektionären, Automobilzulieferern und Automobilherstellern haben Wissenschaftler den Stand der Technik und die Trends der Technologie eingehend untersucht.
Die größten Zuwachsraten für POF erwarten die Unternehmen in den Bereichen Automotive und Automatisierungs- und Steuerungstechnik, also in Einsatzgebieten mit sehr hohen Anforderungen an die EMV. Weiter ergab die Studie, daß in Automobilen aufgrund der sehr hohen Datenübertragungsraten von Entertainment-Anwendungen bzw. der hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung die höchsten Anforderungen an die Kontaktierungstechnologie gestellt werden, um Dämpfungsverluste und Übertragungsfehler zu minimieren. Als kritische Montageschritte bei der Verarbeitung der POF haben sich in der Studie eindeutig die Stirnflächenbearbeitung, d. h. die Herstellung einer sauberen, glatten Oberfläche zur Minimierung der Dämpfungsverluste an den Verbindungsstellen sowie die Herstellung der Zugentlastung für die Faser - z. B. durch Crimpen, Klemmen oder Kleben - herauskristallisiert.
Hemmnisse für einen Einsatz der POF sind derzeit noch Erfahrungsdefizite im Serieneinsatz, unzureichende Steckertechnologien, ein begrenzter Temperaturbereich sowie fehlende Automatisierungslösungen. Jedoch sprechen die wesentlichen Vorteile der Technologie für sich: etwa die geringen Kosten, ein geringes Gewicht und insbesondere auch die fehlende EMV-Problematik. Aus diesen Gründen ist ein breiter Einsatz der Technologie bei der Automobilproduktion abzusehen und der Weiterentwicklung der Technologie ein hohes Potential beizumessen.
Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Verdrahtungstechnik arbeiten daher bereits intensiv an der Entwicklung neuer Verfahren zur Stirnflächenbearbeitung, an der Optimierung der Verbindungstechnologie sowie an der Automatisierung der Verarbeitung der POF. Ein weiteres, derzeit intensiv in der Automobilindustrie diskutiertes Thema ist der Einsatz von Glasfasern und POF zur Lichtverteilung, also nicht zur Signal-, sondern zur reinen Lichtübertragung. Hierzu werden derzeit Potentialanalysen durchgeführt und Strategien für eine Substitution der konventionellen Fahrzeuginnenraumbeleuchtung durch Lichtleiter entwickelt.
Darüber hinaus bieten die Ingenieure des Arbeitsgebietes Verdrahtungstechnik Beratungsdienstleistungen rund um die konventionelle Kupfertechnologie und die Folientechnologie (Flex Wiring) bis hin zur MID-Technologie an. Auf regelmäßig stattfindenden Tagungen hat das Fachpublikum die Möglichkeit, sich über neue Entwicklungen und Trends in der Verdrahtungstechnik zu informieren. Die nächste ist am 25. Juni das Technologieforum »Alternative Verdrahtungstechnik der Zukunft« am Institutszentrum Stuttgart (IZS) der Fraunhofer-Gesellschaft in. Eine weitere Tagung zu diesem Thema - »Kabelkonfektion - Quo vadis« - findet am 22. und 23. November in München statt.
Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Dipl.-Ing. Alexander Ankele
Telefon 0711/970-1397, Telefax 0711/970-1006, e-mail axa@ipa.fhg.de
Criteria of this press release:
Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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