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Nachhaltigkeit und die Produktentwicklung von elektrischen /elektronischen Geräten gehören zusammen

Bildquelle: Foto von Tofros.com von Pexels: https://www.pexels.com/de-de/foto/flacher-fokus-fotografie-des-grauen-laptops-274025/
Wir als Produktentwickler haben viel mehr in Hand als wir denken - besonders, wenn es um die Nachhaltigkeit der Produkte geht. Obwohl die Themen “Elektronikschrott” oder “Energieverbrauch von Elektronik” schon lange in den (technischen) Medien behandelt werden, gibt es nun speziell für den Produktentwickler von elektrischen oder elektronischen Produkten Möglichkeiten, die Nachhaltigkeit der Produkte zu steuern.

👉 Er/Sie kann zusammen mit dem gesamten Entwicklungsteam einiges für das Produkt gestalten, was der Artikel “Engineering für eine lebenswerte Welt” vom Verlag KEM (https://kem.industrie.de/produktentwicklung/engineering-fuer-eine-lebenswerte-welt/) zeigt:

“Als nachhaltig agierende Ingenieurinnen und Ingenieure sind wir in der Pflicht, ganz neu über Systeme, Produkte, unseren Ressourceneinsatz und Fertigungsverfahren nachzudenken: Über Zusammenhänge, Ursachen und deren Wirkung, insbesondere während der Produktentwicklung. Dazu gehören unter anderem Energieverbrauch und -optimierung, das Produktdesign, ein bewusster Ressourceneinsatz und das ambitionierte Vorantreiben der Kreislaufwirtschaft.

[..] [Es gilt die] Themenachse zur digitalen Transformation sowie Themen der Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien, der Energieumwandlung und -speicherung, aber auch die Beherrschung ökonomischer Zusammenhänge rund um das Thema Ökobilanzierung [zu beachten].”

👉 Im Artikel der Zeit “Gibt es überhaupt nachhaltige Elektronik” (https://www.zeit.de/news/2020-01/09/gibt-es-ueberhaupt-nachhaltige-elektronik) ist man sich nicht so sicher, ob nachhaltige Elektronik einfach zu entwickeln ist. Es gibt noch viele Hürden zu nehmen:

«Das ist kein einfaches Thema» [..]. Wirklich nachhaltige [Elektronik](https://www.zeit.de/thema/elektronik) herzustellen, sei gar nicht so einfach. Das fange bei den Ressourcen an und gehe bei Zusammensetzung der Materialien und der Herstellung weiter. Hinzu kommt: Viele Produkte sind nach wenigen Jahren ein Fall für die Tonne - sei es konstruktionsbedingt oder weil es keine frische Software gibt.

«Die Industrie wird sich des Themas immer mehr bewusst» [..]. Etwa beim Wiederverwenden von Materialien oder dem Bezug von Rohstoffen aus konfliktfreien Quellen. Branchenstandard ist das aber noch nicht. Bisher gibt es eher viele kleine Schritte einzelner Unternehmen.

👉 Was aber in vielen Fachmedien besprochen wird, sind folgende Ansätze speziell für die Konstruktion von Elektronikprodukten, besonders der/des:

Leiterplatte:

- Herstellung FR4 wenig Wasser Chemikalien vs. Flammhemmer (bromierte Flammschutzmittel), Epoxid+Glasfaser
- Herstellung papierbasierte Basismaterialien
- Nutzung von additiven Herstellverfahren zur optimierten Werkstoff-Ausnutzung und/oder zur Integration neuer Funktionen

Flachbaugruppe:

- Löten: Lot(-Hilfsmittel) mit mgl. wenig chemischen Zusätzen
- Einpresstechnik statt Lotprozess erfordert keine chemischen Prozesse

Software:

- Update-Fähigkeit sicherstellen, zB für Cybersecurity, damit die Geräte-Nutzungsdauer steigt

Gerät:

- (einfache) Reparaturfähigkeit zB. Fairphone
- hohe Nutzungsdauer bei langsameren Generationenwechsel
- geringer Energieverbrauch, Standby-Betrieb ermöglichen
- möglichst langlebige Ausführung (zB. niedrige Bauteiltemperatur durch optimierte Kühltechnik)

👉 Welche Erfahrungen hast Du schon mit einer nachhaltigen Produktentwicklung gemacht?

👉 Wie bewertest Du die Machbarkeit einer nachhaltigen Elektronik?

👉 Schreibe mir auf: info@elektronikkonstrukteur.de
von Steffen Braun 5. März 2025
Ein Bildschirm mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm verfügt über 14.000 Pixel pro Zoll - unfassbare Zahlen. Das proprietäre Eye-Tracking-System übertrifft durch reine Bewegungssensoren und algorithmische Verarbeitung jede bestehende optische Lösung. Dies verändert alles, wie wir mit Computern umgehen. BAHNBRECHENDE SPEZIFIKATIONEN: 15-Grad-Sichtfeld Verfolgung in Echtzeit Pixelabstand unter 2 Mikrometer Kontinuierliche Akkulaufzeit von 2 Stunden Die Anforderungen an den Halscomputer mögen einschränkend erscheinen. In Wirklichkeit eröffnet sie Möglichkeiten, die über die traditionellen Beschränkungen der Datenverarbeitung hinausgehen. MARKTREALITÄTEN: $205 Millionen an Finanzmitteln 110 engagierte Mitarbeiter 5 Jahre Zeitplan für die Kommerzialisierung (ab 2022) Erste medizinische Anwendungen im Fokus Die Implikationen gehen weit über die einfache Display-Technologie hinaus. Es handelt sich um die nächste große Computerplattform. Erste Herausforderungen müssen gelöst werden: mechatronische Integration in einem sehr empfindlichen Körperbereich Optimierung der Batterielebensdauer Medizinische Zulassung Größenordnung der Massenproduktion ❗️ABER: Leider: Nur ein Jahr später, 2023, wurde das Projekt auf unbestimmte Zeit verschoben, weil das Geld für weitere Forschungen fehlte. TROTZDEM: Was denken Sie über diese Art von Innovation? Wären Sie daran interessiert, sie zu nutzen? Quellen: https://youtu.be/A6aGDBp8Yl4 , https://mixed-news.com/en/ar-contact-lens-mojo-vision-unveils-new-prototype/ ; https://mixed.de/ar-kontaktlinsen-von-mojo-vision-auf-eis-gelegt-fokus-auf-microled/ Bilder: https://mixed-news.com/en/ar-contact-lens-mojo-vision-unveils-new-prototype/ ; AI software
ECO-Design: Warum das Batteriedesign heute die Kreislaufwirtschaft berücksichtigen muss
von Steffen Braun 21. Dezember 2024
> Die Optimierung der Produktionseffizienz bietet unmittelbare Möglichkeiten für einen ökologischen Fortschritt. Durch den Einsatz fortschrittlicher Methoden des Widerstandspunktschweißens kann der Energieverbrauch in den Produktionsprozessen gesenkt werden. > > > > Zusätzlich ermöglicht die Einführung der Clip- und Schraubmethode anstelle des Klebens eine Kostensenkung und eine verbesserte Effizienz der Montagelinie. > > > Das Lebenszyklusmanagement von Batterien stellt eine transformative Entwicklung bei Nachhaltigkeitsinitiativen dar. Die Industrie geht von traditionellen linearen Verbrauchsmodellen zu dienstleistungsbasierten Lösungen über. Zu den aktuellen Marktimplementierungen gehören Tausch- und Pfandsysteme, die das Paradigma der Batterienutzung grundlegend umgestalten. > > Die aktuellen Fortschritte in der Materialwissenschaft bieten bedeutende Chancen. Unsere Forschungs- und Entwicklungsbemühungen konzentrieren sich auf innovative Verbundwerkstoffe, die das Potenzial haben, das Design von Bat
Medizintechnik
von Steffen Braun 14. Dezember 2024
ZUVERLÄSSIGKEIT ist in der Medizintechnik nicht optional - sie ist sehr wichtig. Entwickelst Du Geräte mit Steckverbindern, Leiterplattenklemmen, flache Steckanschlüsse und andere Verbindungselemente in der Medizintechnik? Hier sind die Themen, die in der Verbindungstechnologie in medizinischen Geräten enorm wichtig sind: Lebenskritische Operationen: - Kontinuierliche Funktionalität ist nicht verhandelbar - Jede Komponente muss die ZERO-FAIL-Leistung beibehalten - Standards wie IEC 60601-1 gewährleisten strenge Sicherheitsprotokolle Umweltherausforderungen: - Resistenz gegen Reinigungsmittel und medizinische Gase - Schutz vor Kontamination - Temperaturstabilität unter extremen Bedingungen Operative Anforderungen: - 24/7/365 Funktionalität erforderlich - Keine Redundanz in kritischen Systemen - Null-Toleranz für Verbindungsfehler Investitionsschutz: - Medizinische Einrichtungen investieren stark in Ausrüstung - Langfristige Zuverlässigkeit wirkt sich auf den ROI aus - Die Komponentenqualität wirkt si
von Steffen Braun 7. Dezember 2024
Wearables entwickeln sich weiter: Von einfachen Fitness-Trackern zu intelligenten Geräten, die unseren Körper verstehen und vorhersagen können, was wir brauchen. 👉 Bist Du als Konstrukteur darauf vorbereitet? Kennst Du die Gehäuse-Technologien, die dazu nötig sind? Diese Schlüsselentwicklungen sind gerade im Kommen: - Nahtlose Integration: Fortschrittliche Geräte interpretieren jetzt physiologische Signale mit medizinischer Präzision - Individuelle Intelligenz: Systeme analysieren personalisierte Datenmuster für individuelle Erkenntnisse - Vorausschauende Fähigkeiten: Maschinelles Lernen ermöglicht vorausschauende Antworten auf Benutzerbedürfnisse Kritische Herausforderungen : - Energieeffizienz - Sensorgenauigkeit - Datenanalyse Der Paradigmenwechsel liegt in der nahtlosen Integration der Technologie mit der menschlichen Erfahrung, die sich von externen Werkzeugen zu biologischen Erweiterungen verwandelt. #WearableTech #Innovation #FutureTech #TechEvolution #DigitalTransformation Quelle: https://med.stanford.edu/snyderlab/news/2022-our-wearable-future--part-1--what-will-new-tech-look-like--.html
Konstruieren von mechatronischen Produkten mit Praxiswissen
von Steffen Braun 13. September 2024
Wissen durch Projekte oder gezielte Weiterbildung? Viele Konstrukteure in der Elektromechanik/Mechatronik lernen projektgetrieben. Das dauert aber sehr lange, gefährdet Projektpläne und kann viel Geld kosten. Wichtig zu wissen: Der Konstrukteur muss kein Elektronik-Wissen erlernen. Er muss seinen Handlungsspielraum mit der Elektronik kennen und kann damit das Gehäuse robust auslegen.
Montage einer Leiterplatte in einem Objektiv
von Steffen Braun 11. August 2024
LEITERPLATTEN-VERBINDER: VERGLEICH ZWISCHEN LITZEN- UND FLEX-VERBINDUNG Der Artikel von John Brunt (Harwin Plc) beleuchtet die Unterschiede zwischen diskreten Drähten und flexiblen gedruckten Schaltungen (FPCs) und gibt wertvolle Hinweise zur Auswahl der geeigneten Lösung. **Wichtige Überlegungen:** - **Stromstärken**: FPCs sind aufgrund ihrer dünnen Kupferbahnen in der Strombelastbarkeit eingeschränkt, während diskrete Drähte höhere Ströme unterstützen können. - **Gewicht und Platz**: FPCs sind ideal für Anwendungen mit strengen Gewichtsbeschränkungen, wie z.B. UAVs (Unmanned Aerial Vehicel/Unbemanntes Luftfahrzeug), da sie weniger Platz benötigen und leichter sind. - **Biegung und Flexibilität**: FPCs ermöglichen engere Biegungen, sind jedoch nur in einer Richtung flexibel. Diskrete Drähte bieten mehr Bewegungsfreiheit und Haltbarkeit bei dynamischen Anwendungen. - **Umgebungsbedingungen**: Die Wahl des Materials ist entscheidend, insbesondere in harschen Umgebungen, um elektromagnetische Störungen zu mi
different spacers for PCB
von Steffen Braun 13. Juni 2024
Selecting the right PCB spacers requires careful consideration of various factors, including the importance of spacers, the different types and applications, and material selection. By following these three top tips, you can ensure that your electronic assemblies are reliable, functional and durable.
Gedruckte Elektronik punktet durch Nachhaltigkeit
von Steffen Braun 18. Mai 2024
Gedruckte Elektronik punktet durch Nachhaltigkeit
embedded World 2024 in Nürnberg
von Steffen Braun 18. April 2024
Die Messe „Embedded World“ fand vom 09.-11.04.2024 in Nürnberg statt und ist nun vorüber. Viele Elektronik- und Software- Highlights wurden vorgestellt. Einen guten Überblick findest Du hier über Tag 1 , Tag 2 und Tag 3 . Du fragst Dich vielleicht, was hat nun die embedded mit einem Konstrukteur zu tun? Die Antwort gibt Hr. Bernd Hense in seinem Bericht “Impulse” aus der Fachzeitschrift "Elektronik" 07 vom 2.4.2024: Schwerpunkt-Themen der Messe sind hauptsächlich in der Elektronik und Software zu finden. Aber es gibt auch Mechanik-Themen: Anforderungen an die Konstruktion kommen aus der Hochfrequenztechnik: "Zunehmend mehr mobile Geräte, die mit der Umwelt drahtlos kommunizieren, zunehmend mehr äußere Signale wahrnehmen und bei kleiner Bauform möglichst lange laufen sollen. [..] EMV-verträgliches Design ..“ 👍Also spannende Herausforderungen für jeden Konstrukteur👍 → weißt Du, was HF = Hochfrequenz beim Gehäusedesign bedeutet? → weißt Du, was EMV bedeutet? → wie fit bist Du darin, ein möglichst EMV-gerechtes Gehäuse zu entwickeln? → weißt Du, das EMV-verträgliches Design ein Skill ist, der speziell in Jobanzeigen gesucht wird? Du kannst Dich mit dem Wissen über HF und EMV herausheben und spannende und zukunftsfähige Jobs bekommen. → Kennst Du die konstruktiven Möglichkeiten, wie ein möglichst kleines Gerät möglichst lange betrieben werden kann? Schreib mir Deine Antworten gerne an mich: sb@elektronikkonstrukteur.de Ich freue mich über jede Antwort :) Herzliche Grüße Steffen Braun
Fliegende Verdrahtung, gepresste Leiterplatte, additive Fertigung der Elektronik
von Steffen Braun 31. Januar 2024
Wir schauen uns gemeinsam die Entwicklungsstufen der Elektronik vom Jahr 1900 bis heute an. Die 3 Generationen der Leiterplatte kennenlernenSchau Dir diese Webinar-Aufnahme an, um Dich auf den aktuellen Stand der Leiterplatten-Technologien zu bringen.
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