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LOPEC 2018 – Aufwind für gedruckte Elektronik

Alle Welt spricht von Industrie 4.0, vom Internet der Dinge (IoT), von der Vernetzung, Steuerung, Verifizierung und dem Handling in Produktion und Logistik durch automatisch ablaufende Prozesse, computergesteuert und eventuell sogar durch Logarithmen „intelligent“ handelnd. Ein Besuch der LOPEC, Fachmesse für gedruckte Elektronik in München, kann hier durchaus einen kleinen Blick in unsere Zukunft gewähren. Herbert Knott* berichtet über die neuesten Trends.

Gedruckte Elektronik
Dünn und extrem flexibel: Gedruckte Elektronik ist vielseitig einsetzbar (Quelle: H. Knott)

Die OE-A (Organic and Printed Electronics Association, eine Arbeitsgemeinschaft im VDMA) ist ein internationaler Industrieverband für organische und gedruckte Elektronik und zusammen mit der Messe München Veranstalter der LOPEC, die vom 13 -15. März 2018 bereits zum zehnten Mal stattfand. Mitglieder sind international führende Firmen und Einrichtungen von Forschungs- und Entwicklungs-Instituten, Maschinenbauer und Materialhersteller sowie Produzenten bis hin zu Endanwendern. Die OE-A schlägt eine Brücke zwischen Wissenschaft, Technologie und Anwendung.

Das Auto der Zukunft, die Klinik von morgen, die Sport- und Fitnessbranche, Logistik und Workflow nach 4.0: Gerade hier werden innovative Lösungen der gedruckten Elektronik eine große Rolle spielen. Mit den Fokusthemen Mobility und Well-Being macht die LOPEC 2018 vieles davon schon heute erlebbar. Armaturenbretter mit gebogenen Displays oder Verpackungslabels, die digital über Inhalt und Haltbarkeit von Medikamenten informieren, sind dabei erst der Anfang. Um die Schöne neue Welt zu erkunden, darf man sich schon mal an neue Fachbegriffe gewöhnen. Der der Messe zugeordnete Fachkongress mit vielfältigen Zukunfts-Themen klärte auch hierzu auf.

OTFTs (Organic Thin-Film Transistors) z.B. erschließen bei der Herstellung flexibler Displays (OLCDs) völlig neue Möglichkeiten. Zusammen mit einem extrem dünnen und flexiblen Glas von der Rolle, vorgestellt von Schott, das sogar dreidimensional formbar ist, sind z.B. einrollbare TV- Bildschirme keine Utopie mehr. Gezeigt wurde der Signature OLED TV 65W8 von LG, ein ultradünner Flachbildschirm. Das 65 Zoll große OLED-TV „Wallpaper“ ist weniger als 5 mm dünn und bestach mit enormer Farbbrillanz, dürfte aber bei schnell bewegten Bildern noch Schwächen zeigen.

Organische Leuchtdioden, kurz OLEDs, finden heute bereits Einsatz in E-Readern, Tablets, Smartphones und in Bedienoberflächen von Fahrzeuginterieurs, wo sie aufwändige und teuere Verkabelungen, Schalter, Tasten und Drehknöpfe ersetzen und durch geschwungene Formen völlig neue Designs ermöglichen. Am Fahrzeug-Äußeren werden zudem immer häufiger Leuchten mit OLEDs zu sehen sein. In Zukunft werden diese auf Folie gedruckt, sind flexibel und passen sich auch geschwungenen Formen problemlos an.

Dr. Klaus Hecker, OE-A
Dr. Klaus Hecker, Geschäftsführer der OE-A, präsentiert eine Tasche, die über gedruckte Photovoltaikzellen Laptop oder Handy auflädt. Eines der vielen Praxisbeispiele auf der LOPEC (Quelle: H. Knott)

Mobility: Mehr Komfort, weniger Gewicht

Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten der gedruckten Elektronik sind im Bereich Mobilität bereits im Einsatz oder stehen kurz vor der Serienreife. So finden sich Sensoren und Heizelemente in Passagiersitzen, elektrochrome Fenster und Spiegel zur individuellen Helligkeitsanpassung und ultraflache Touchscreens im Cockpit bereits vieler Fahrzeuge. Im Dreamliner von Boeing können Passagiere die Tönung ihres Fensters schon heute von transparent bis nachtschwarz beliebig wählen.

Sie sind leicht, dünn, flexibel und perfekt geeignet für die Massenproduktion: Gerade beim Automobil, in der Luftfahrt und zukünftig in der Logistik bieten gedruckte Elektronikkomponenten zahlreiche Vorteile und erschließen neue Chancen.

Mit der Verbreitung von Elektroautos werden gedruckte Heizelemente weiter an Bedeutung gewinnen. Elektromotoren produzieren im Vergleich zu Verbrennungsmotoren deutlich weniger Abwärme, die zum Heizen genutzt werden kann. So sorgen künftig gedruckte, superflache Heizelemente in Sitzen sowie hinter Türen- und Seitenverkleidungen für angenehme Temperaturen im Fahrzeuginneren. Bereits jetzt beträgt der Wert der in einem Auto verbauten Elektronik ca. 30 % und wird bis 2030 auf 50% der Gesamtkosten ansteigen.

Eine weitere Anwendung gedruckter Elektronik sind Fenster und Spiegel, die auf Tastendruck oder mittels automatischer Steuerung stufenlos ihre Tönung wechseln. Dafür sorgt eine elektrochrome Schicht, die auf die Rückseite des Spiegels beziehungsweise zwischen den beiden Flachglasscheiben aufgedruckt wird. Je nach Spannung ändert sie ihre Durchlässigkeit. Häuserfassaden aus Glas lassen sich so individuell an die Bedürfnisse der jeweiligen Nutzer in Punkto Belichtung anpassen.

Oder man folgt der Entwicklung des KIT (Karlsruher Instituts für Technologie). Mit einer Sonnenbrille, in deren Gläser unsichtbar organische Photovoltaik- Elemente integriert sind, erregte das KIT Aufmerksamkeit auf der LOPEC. In das Großformat übertragen lassen sich damit beliebige Fensterflächen völlig unauffällig in Photovoltaikanlagen verwandeln. Ein wichtiger Beitrag zur Energiewende.

Leuchtendes Weinetikett
Maximale Aufmerksamkeit durch leuchtenden Eyecatcher: die gedruckte Batterie macht´s möglich (Quelle: H. Knott)

Die Chance

Der Großteil der zur LOPEC vorgestellten Produktionsanlagen stellt mehr oder weniger Prototypen oder Labormaschinen dar, auf denen eine kosteneffiziente Herstellung massentauglicher Mengen nicht möglich ist. Die Anforderungen der „Jahrhundertaufgabe“ Industrie 4.0 hinsichtlich automatisierter Abläufe, Steuerung, Lenkung und zweifelsfreier Erkennung aller beteiligter Komponenten erzwingt geradezu den flächendeckenden Einsatz gedruckter Elektronik. Einige Betriebe aus der Etikettenbranche haben die Signale schon erkannt und sitzen bereits im Zug, der in die Zukunft führt.

Vorsichtige Schätzungen gehen davon aus, dass ab dem Jahr 2021 für gedruckte Elektronik kostengünstige Verfahren für die Massenproduktion zur Verfügung stehen werden. Analysten schätzen, dass sich mit Smart Packaging weltweit Umsätze bis zu USD 40 Mrd. erzielen lassen. Aktuell liegt der weltweite Umsatz bei rund USD 75 Mio. Grundsätzlich gilt jedoch: Auf dem Weg zu Industrie 4.0 wird das Konzept Smart Packaging ein wichtiger Baustein sein. Sind Sie dabei? [5333]

Herbert KnottHerbert Knott* ist Druckermeister und Gautschmeister seit 20 Jahren in der Etikettenbranche, als Praktiker und in verantwortlicher Stellung für technische Entwicklung, Werkzeugeinkauf und Kontrolle tätig. Praxiserfahrung hat er vom Etikettendruck auf Tiegeldruckpressen über Flexo und Offset bis hin zum Tiefdruck. Zudem kann er auf 20 Jahre Tätigkeit im Vertrieb bei einem renommierten Hersteller von Stanzwerkzeugen für die Etikettenindustrie zurückblicken.

Mehr zum Thema und zur LOPEC erfahren sie in unserer aktuellen Ausgabe 3/2018 der Etiketten-Labels, die Sie auch zum Download in unserem Shop erhalten können.