Organische Solarzellen lassen sich drucken
An Innovationen mangelt es in der gedruckten Elektronik nicht: Leitfähige Nanotinten, rollbares Glas als Trägermaterial, hauchdünne Sensoren und vieles mehr revolutionieren den Elektroniksektor. Auf der Lopec 2018 präsentieren Maschinenbauer, Materialhersteller und Anwender aus den verschiedensten Industriezweigen ihre Neuheiten entlang der gesamten Wertschöpfungskette. „Die positive Stimmung der Branche spüren wir schon bei der Messeplanung. Mehrere Aussteller haben ihre Standfläche gegenüber dem Vorjahr deutlich vergrößert“, sagt Barbara Ismaier, Projektleiterin der Lopec bei der Messe München.
Gefragte Sensortechnik
Mit noch mehr Prototypen und kommerziellen Produkten als in den Vorjahren machen die Lopec-Aussteller deutlich, dass der gedruckten Elektronik der Sprung in diverse Anwenderbranchen gelungen ist. Zu den treibenden Kräften zählt die steigende Nachfrage nach Sensoren, die für das Internet der Dinge ebenso unerlässlich sind wie für die Industrie 4.0 oder die Gesundheitsversorgung der Zukunft. Die Vorteile von gedruckten Sensoren sind offensichtlich: Sie sind nicht nur dünn, leicht und biegsam sowie kostengünstig herzustellen, sondern erfüllen vielfältige Messaufgaben mit hoher Verlässlichkeit, wie mehrere Lopec-Aussteller demonstrieren: Das US-amerikanische Unternehmen Brewer Science beispielsweise präsentiert gedruckte Sensortechnik für das Monitoring von Umweltparametern und industriellen Prozessen. Die Sensoren messen Gase, Feuchtigkeit, Vibrationen und mehr. Die deutschen Unternehmen warten ebenfalls mit Neuheiten auf: Hoffmann+Krippner zum Beispiel zeigt in München unter anderem einen Drucksensor zum Messen von Füllständen, Witte plusprint eine Sensorplattform für das Internet der Dinge.
Das Schweizer Forschungs- und Entwicklungszentrum CSEM wiederum präsentiert gedruckte Elektronik-Patches, die am Körper getragen werden. Sie enthalten Sensoren, Displays, Solarzellen und wieder aufladbare Batterien. Besonders spannend: der Hightech-Wundverband MediLight mit Sensoren zur Temperatur- und Sauerstoffmessung sowie einer LED, deren antibakteriell wirkendes Licht chronische Wunden heilt.
Weitere zukunftsträchtige Prototypen und Produktentwicklungen von smarten Textilien bis zu Einmal-Biosensoren gibt es auf der Lopec an den Ständen führender internationaler Forschungszentren wie dem CeNTI aus Portugal, dem VTT aus Finnland oder dem Holst Centre aus den Niederlanden.
Neue Materialien und Maschinen
Die stete Weiterentwicklung von Druckanlagen und Funktionsmaterialien bildet die Basis für den Siegeszug der gedruckten Elektronik. „Daher freuen wir uns über die vielen Aussteller aus den Bereichen Maschinenbau und neue Materialien“, betont Ismaier.
Leiterbahnen und andere Strukturen aus Silber spielen in der gedruckten Elektronik nach wie vor eine Schlüsselrolle. Mehrere Herausforderungen der Edelmetalltinten und -pasten sind mittlerweile behoben: So hat Genes’ink eine kosteneffiziente Variante entwickelt und bietet ferner eine Niedertemperatur-Silbertinte für das Bedrucken von hitzeempfindlichen Plastikfolien an. Ein weiteres Highlight des französischen Unternehmens ist eine transparente leitfähige Nanotinte für den Druck von organischen Leuchtdioden und organischen Solarzellen. Damit steht eine Alternative zur aufwendigen Hochvakuum-Beschichtung mit dem nur begrenzt verfügbaren Indiumzinnoxid (ITO) bereit.
Immer mehr Lopec-Aussteller setzen auf smarte Bauteile mit integrierter Elektronik. Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (Ifam) etwa bettet gedruckte Elemente wie Sensoren oder RFID-Transponder in dreidimensionale Objekte ein. Integrierte RFIDs dienen beispielsweise als Echtheitssiegel gegen Produktpiraterie oder zur Bauteilerkennung. Für die In-Mold-Elektronik, bei der gedruckte Elektronikstrukturen in das Thermoform- oder Spritzgießwerkzeug gelegt und hinterspritzt werden, hat Elantas, eine Tochter des deutschen Chemiekonzerns Altana, eine thermoverformbare Silbersiebdruckfarbe entwickelt. Auch Sun Chemical aus den USA zeigt in München eine spezielle Silbertinte: Sie eignet sich für den 3D-Druck und erleichtert ebenfalls die Integration von Elektronik in Kunststoffbauteile unterschiedlichster Formen.
Große Chemieunternehmen wie BASF, Merck, DuPont und PCAS sind auf der Lopec ebenfalls mit ihren Neuheiten aus der Materialentwicklung vertreten.
Im Bereich der Substrate faszinieren besonders die Glasinnovationen von Schott. Mit ultradünnem Glas für den Rolle-zu-Rolle-Druck sorgte der deutsche Technologiekonzern bereits auf der Lopec 2017 für Aufsehen. Neben Demonstratoren für das rollbare Glas präsentiert Schott dieses Jahr sein neues Portfolio an strukturierten Glaswafern.
Der Erfolg der gedruckten Elektronik spiegelt sich auch in der zunehmenden Zahl an Ausstellern aus dem Maschinenbau. Mit Unternehmen wie Cemitec, Coatema, Fujifilm Dimatix, Metallograph (SPF-Inc) und Nordson ist auf der Lopec die komplette Bandbreite an Drucktechnik vertreten – vom Thermotransferdrucker bis zur piezoelektrisch gesteuerten Inkjet-Anlage.
Kundenspezifische Lösungen
Viele Lopec-Aussteller entwickeln maßgeschneiderte Lösungen im Kundenauftrag. Damit erleichtern sie Unternehmen, die das Potenzial der gedruckten Elektronik gerade erst für sich erkennen, den Einstieg in den Wachstumsmarkt. Die Lopec bietet sowohl Insidern als auch Neueinsteigern die bestmögliche Orientierung über den Stand der Technik und Zukunftstrends, unterstreicht Ismaier: „Junge Technologiebranchen wie die gedruckte Elektronik leben vom kontinuierlichen Austausch der Akteure entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Als internationale Präsentations- und Kommunikationsplattform trägt die Lopec entscheidend zum Markterfolg der gedruckten Elektronik bei.“
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