Trackwise PV-Flugzeug mit weltweit längster flexibler Leiterplatte

Stolz präsentierten die Mitarbeiter von Trackwise im Jahr 2016 die damals längste flexible Leiterplatte der Welt, die eine Länge von 25 m. Sie spart gegenüber Kabelbäumen bis zu 75 Prozent Gewicht ein,  benötigt weniger Platz und die Zuverlässigkeit des Systems steigt.
Stolz präsentierten die Mitarbeiter von Trackwise die längste flexible Leiterplatte der Welt, die eine Länge von 26 m erreicht. Sie spart gegenüber Kabelbäumen 60 Prozent Gewicht ein, benötigt weniger Platz und die Zuverlässigkeit des Systems steigt.

Die mit 26 m weltweit längste flexible Leiterplatte hat Trackwise für den Flügel eines unbemannten Solarflugzeuges gefertigt.

Die flexiblen Leiterplatten von Trackwise wiegen über 60 Prozent weniger als der traditionelle Kabelbaum, das in den US gefertigte UAV (Unmanned Aerial Vehicle) kann also mehr Nutzlast transportieren oder eine höhere Reichweite erreichen als mit einem traditionellen Kabelbaum.

Trackwise hat die flexible Leiterplatte in Rekordlänge über mit Hilfe der selber entwickelten und patentierten Improved Harness Technology (IHT) hergestellt, und die Maschinen dafür in Kooperation mit den Equipment-Herstellern so angepasst, dass sie die mehrlagigen flexiblen Leiterplatten auf Basis eines Rolle-zu-Rolle-Verfahrens fertigen können.

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Die längste flexible Leiterplatte der Welt

Flexible Leiterplatten in beliebiger Länge fertigt Trackwise im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Was sich damit machen lässt, zeigt die Bilderstrecke.

Bisher sind flexible Leiterplatten kaum in Längen von mehr als 2 m erhältlich. Um größere Distanzen zu überbrücken, müssen sie Stück für Stück über Steckverbinder verbunden werden, die teuer sind und gegenüber einer Leiterplatte aus einem Stück zu schlechteren elektrischen Eigenschaften führt.

Leicht, platzsparend, zuverlässig

Das gilt umso mehr gegenüber den traditionell verwendeten Kabelbäumen. Die erforderlichen Steckverbinder sind schwer, und wenn viele von ihnen verbaut werden müssen, senkt das die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems. Die flexiblen Leitplatten können die Wärme sehr viel besser ableiten, deshalb kann der Strom durch die Leiter bei gleichem Querschnitt höher liegen.

All das führt dazu, dass sich über den Einsatz der flexiblen Leiterplatte aus einem Stück in dem UAV über 60 Prozent des Gewichts sparen lassen, die ein Kabelbaum auf die Waage brächte.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil: Die flexiblen Leiterplatten lassen sich viel schneller und mit weniger Aufwand verlegen, als komplexe Kabelbäume. Das reduziert die Produktionskosten – nicht nur im UAV. Deshalb sind die kommerziellen Hersteller von Flugzeugen sehr interessant daran. Denn in einem größeren Passagierflugzeug sind über 100 km Kabel verlegt, da ergäben sich viele Möglichkeiten zu Einsparung durch mehrlagige flexible Leiterplatten, die aus einem Stück über große Längen gefertigt werden.  

Dass dort noch längere flexible Leiterplatten zum Einsatz kommen müssten als im jetzigen UAV, kann Philip Johnston, CEO von Trackwise nicht schrecken, wie er im Gespräch mit Markt&Technik erklärte: »Grundsätzlich ist das IHT-Verfahren keiner Beschränkung hinsichtlich der Länge unterworfen. Wir können Leiterplatten für den Einsatz auf Rotorblättern von Windkraftanlagen herstellen, die 60 m lang sind.«

Integration  macht die Leiterplatte smart

Hier kommt ein weiterer interessanter Aspekt der Technik ins Spiel: Es lassen sich weitere Komponenten auf die mehrlagige flexiblen Leiterplatten integrieren, ICs, Sensoren, Heizelemente und passive Bauelemente. »Damit werden die flexiblen Leiterplatten zu einem smarten Element.«

Vielversprechend ist das auch für Autos. Ähnlich wie in Flugzeugen sind dort komplexe und schwere Kabelbäume verbaut. Sie sind an sich schon teuer und ihre Einbaukosten schlagen noch einmal zu Buche. Zudem nehmen sie viel Platz weg und schränken die Freiheit der Konstrukteure ein. Deshalb ist es kein Wunder, dass auch die Automotive-Branche daran interessiert ist, die Kabelbäume zumindest teilweise durch flexible Leiterplatten zu ersetzen.

Elektrische Autos mit Batterieversorgung eröffnen laut Philip Johnston ebenfalls große Chancen für die flexiblen Leiterplatten, besonders für die smarten Varianten mit integrierten Sensoren und ICs.  »Derzeit entwickeln wir Typen mit besonders planen Oberflächen, die auf hohe Spannungen ausgelegt sind und direkt an der Batterie für das Management-System zum Einsatz kommen.«

Der Anstoß kam von Rolls-Ryoce

Dass Trackwire sich damit beschäftigt, große Leiterplatten zu fertigen, kommt nicht von ungefähr. Das Unternehmen mit sitz in Tewkesbury, UK, das in diesem Jahr seinen 30. Geburtstag feiert, hatte schon 1995 Leiterplatten entwickelt und gefertigt, die 9 Fuß lang waren. Sie wurden als Antennen in Basisstationen eingesetzt. So entstanden auch die Produktionsverfahren für diese Boards.

Im Jahr 2011 gab Rolls Royce den Anstoß, die Fertigung sehr langer Leiterplatten auf mehrlagige flexible Typen auszudehnen. Rolls Royce wollte die Kabel in Düsentriebwerken durch flexible Leiterplatten ersetzen. »8 m Länge war die Vorgabe«, erinnert sich Philip Johnston. Die meisten Firmen, die davon hörten, hätten das schlicht nicht für möglich gehalten. »Weil wir bereits Erfahrung mit der Fertigung langer Leiterplatten gesammelt hatten, waren wir überzeugt, die Vorgaben erfüllen zu können.«

Daraus ist ein eigener Geschäftszweig entstanden, der im Moment schnell wächst. Um diesen Zweig auszubauen, waren größere Investitionen erforderlich, weshalb Trackwise an die Börse ging. Im Moment trägt das traditionelle Standbein – die Entwicklung und Fertigung gedruckter Antennen für die Kommunikationsinfrastruktur noch den überwiegenden Teil zum Gesamtumsatz des Unternehmens in Höhe von zuletzt 4 Mio. Pfund bei.  Das Know-how von Trackwise liegt auf dem Gebiet der Antennen vor allem in der Auswahl der richtigen HF-Materialien, um die Antennen auf die Anforderungen am jeweiligen Einsatzort zu optimieren.

Schon im kommenden Jahr würden aber die flexiblen Leiterplatten mehr als 50 Prozent zum Gesamtumsatz beitragen, ist sich Philip Johnston sicher.  Vor allem die Luftfahrtindustrie und das Automobilgeschäft würden dazu betragen.