Geringere Hürden für Innovationen zu flexiblen elektronischen Bauteilen
Die Digitalisierung der Fertigungsindustrie, auch bekannt als Industrie 4.0 wird in Europa von den hohen Kosten und der eingeschränkten Kapazität an Technologien wie 3D-Druckern und Laserbearbeitung verlangsamt. Um eingebettete Bauelemente wie flexible Leiterplatten wettbewerbsfähig zu konzipieren und zu produzieren, muss Europa die Produktionskapazität der notwendigen funktionalen Nanomaterialien ausbauen. Hierfür bedarf es der Digitalisierung der Lieferketten, um die Kosten manueller Arbeit zu senken und gleichzeitig den Entwicklungsprozess durch fortschrittliches maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz zu beschleunigen. Um die Herausforderungen dieser Digitalisierung zu bewältigen, hat das von der EU unterstützte Projekt www.lee-bed.eu (LEE-BED) (Innovation test bed for development and production of nanomaterials for lightweight embedded electronics) eine offene Testumgebung für Innovationen erstellt, die als zentrale Anlaufstelle für die gesamte Lieferkette dient. „Unsere Vorführungen haben viele spannende, neuartige Lösungen hervorgebracht, mit denen wir die Dienstleistungen und Versuchsstrecken von LEE-BED besser vermarkten können“, sagt der Projektkoordinator Zachary Davis vom www.dti.dk (dänischen Technologieinstitut) in Taastrup, dem Projektträger. Sie wurde bisher in vier industriellen Fallstudien validiert. Derzeit wird eine Chance mit Swarovski ausgelotet, die den Weg für eine weitere Zusammenarbeit zwischen Swarovski und der Automobilindustrie ebnen wird, um Elektronikverkleidungen für den Innenraum der nächsten Generation anzubieten.
Patentberatung, Unternehmensplanung und Standardisierungsdienste
Die offene Testumgebung von LEE-BED kann über eine zentrale Anlaufstelle im Internet erreicht werden, wobei die Nutzenden durch drei Phasen geleitet werden. In der ersten wird eine technologische und wirtschaftliche Einschätzung geboten, die auf den Informationen zum Kundenbetrieb beruht und Einblicke in die Machbarkeit neuer Ideen bietet. Aufbauend auf diesen Ergebnissen bietet die zweite Phase Zugang zu Technologien der Versuchsstrecke, darunter: die Entwicklung und Hochskalierung maßgeschneiderter Nanomaterialien; die Entwicklung und Fertigung von Nanotinte, Klebstoffen und Verbundwerkstoffen sowie den Bau von Prototypen und Versuche mit gedruckten und eingebetteten elektronischen Schaltkreisen und Sensoren. Diese sollen eine Entwicklungszeit von weniger als sechs Monaten bieten. Bei der dritten Phase geht es um Wissenstransfer und die Kundschaft erhält Mittel zur Kommerzialisierung ihrer Produkte. Dazu gehören Beratung zu Rechten des geistigen Eigentums und Patentierung, Unternehmensplanung und Standardisierungsdienste. Neben der Entwicklung von Prototypen flexibler transparenter Lichtverkleidungen und Touch-Paneele für Swarovski umfassen die Fallstudien: eingebettete flexible Elektronik in Kunststoffverkleidungen für den Automobilentwickler MAIER; Lösungen für eingebettete Nachverfolgung und Temperatursensoren in Verbundstrukturen für das Bauunternehmen ACCIONA sowie eingebettete Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren für intelligente Verpackungsanwendungen für Grafietic (Website auf Spanisch). „Durch diese Fälle konnten wir verschiedene Prototypen und Vorführungen anbieten“, fügt Davis hinzu. „Wir haben zum Beispiel silberne Nanokabel entwickelt, die in Druckertinte integriert wurden, sowie ein Verfahren für hochtransparente elektrische Schaltkreise mit LED und Touch-Sensoreigenschaften.“ Das Projekt gestaltete außerdem maßgeschneidertere Dienste, wie Informationen zu Finanzierungsmöglichkeiten für KMU, denen das Kapital für Pilotprojekte fehlt, sowie Dienste zur Koordinierung und Formulierung von Vorschlägen.
Eine umweltfreundlichere Industrie für eingebettete und gedruckte Elektronik
Derzeit sind die Dienste von LEE-BED frei verfügbar, während das Team durch zehn weitere Fallstudien die Gesamtverfahren von LEE-BED weiter validiert und neue Technologien und Versuchsstrecken entwickelt. Als Reaktion auf eine gesteigerte Nachfrage wird die Arbeit am 3D-Elektronikdruck fortgesetzt. „Dank der offenen Ausschreibung haben sich mehrere Unternehmen für uns interessiert, die wahrscheinlich zu lukrativen Projekten werden können. Sie waren insbesondere an der transparenten Verkleidung und der interaktiven Licht- und in Textilien eingebetteten Elektronik interessiert“, merkt Davis an. „Unser Ziel ist es, bis zum Projektende mehrere Pilotprojekte zu beenden, die Gewinn einbringen.“ Sie halten zudem weiter Ausschau nach nachhaltigeren Materialien und Wiederverwertungsverfahren, um ihren eigenen Betrieb sowie die gesamte Industrie für eingebettete und gedruckte Elektronik umweltfreundlicher und unabhängiger zu gestalten.
Schlüsselbegriffe
LEE-BED, Digitalisierung, Nanomaterial, gedruckte Elektronik, Licht, Touch-Sensor, Automobil