In Mold Elektronik, mehrere Akteure, divergierende Strategien, untersucht von IDTechEx

In Mold Elektronik, mehrere Akteure, divergierende Strategien, untersucht von IDTechEx

Donnerstag, 3. Februar 2022

IDTechEx, Cambridge, Großbritannien

Wie kommunizieren wir mit unseren elektronischen Geräten? Es gibt viele verschiedene »#Mensch #Maschine Schnittstellen (HMI)« Optionen, die von den altbewährten (#Tastatur, Maus, mechanische Schalter) bis hin zu neueren Entwicklungen wie den kapazitiven Touchscreens von Smartphones reichen. Da immer mehr Geräte um uns herum »intelligente« Funktionen erhalten, wird die Fähigkeit, HMI Komponenten elegant und kostengünstig einzubinden, immer wichtiger.

Die In Mold-Elektronik (IME) ist eine Lösung. Dabei handelt es sich um eine aufkommende Fertigungsmethode zur Herstellung hintergrundbeleuchteter, berührungsempfindlicher Oberflächen, die kostspielige und möglicherweise unansehnliche mechanische Schalter überflüssig macht. Bei IME werden die Leiterbahnen auf ein flaches Substrat gedruckt und elektronische Komponenten wie LEDs angebracht. Dieses wird dann thermisch verformt und mit Spritzguss gefüllt, um ein glattes, dekoratives Bauteil mit kapazitiver Touch Funktionalität herzustellen. Diese Komponenten sind bis zu 70 Prozent leichter, benötigen weniger Platz, benötigen weniger Teile und sind einfacher herzustellen als die herkömmlichen mechanischen Schalter, die sie oft ersetzen. Die Hauptanwendung ist die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen (siehe Grafik), aber die Technologie ist auch für Haushaltsgeräte vielversprechend, vor allem wegen der abwischbaren Oberfläche, die sie erzeugt.

Im IME-Bereich gibt es mehrere Akteure, die verwandte Technologien entwickeln und Komponenten mit ähnlichem Aussehen und ähnlicher Funktionalität herstellen, die sich jedoch in der Herstellungsmethode leicht unterscheiden, um IP-Konflikte zu vermeiden. Hier untersucht IDTechEx einige der Hauptakteure und ihre unterschiedlichen Geschäftsmodelle, darunter auch das jüngste Auftauchen eines neuen Akteurs: Das französische Unternehmen Symbiose.

Technologie Lizenzierung

Der wohl bekannteste Entwickler der IME-Technologie ist Tactotek mit Sitz in Finnland. Seit seiner Gründung im Jahr 2011 hat das Unternehmen in mehreren Finanzierungsrunden fast 100 Millionen Dollar aufgebracht. Das Geschäftsmodell des Unternehmens basiert auf Technologietransfer und Lizenzierung. Das Unternehmen verfügt über eine Pilot-/Kleinserienfertigung in Finnland, arbeitet aber mit mehreren Zulieferern und Erstausrüstern zusammen, um Produkte und Fertigungskapazitäten unter Verwendung seines geistigen Eigentums zu entwickeln. Diese Strategie ist in hohem Maße skalierbar, erfordert jedoch ein erhebliches Engagement der Lizenznehmer.

Eigene Fertigung

Die Lizenzierung ist jedoch nicht das einzige mögliche Geschäftsmodell. Ein Neuzugang in der IME-Szene ist Symbiose, ein französisches Unternehmen, das aus dem Forschungszentrum CEA LITEN hervorgegangen ist. Das in Bordeaux ansässige Unternehmen hat Kapital für den Bau einer Fabrik aufgebracht und plant, IME-Teile selbst herzustellen. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass das technologische Know how unter Verschluss gehalten und die Qualitätskontrolle vereinfacht wird. Darüber hinaus wird Symbiose wahrscheinlich in der Lage sein, Aufträge in kleinen Mengen für Unternehmen zu erfüllen, die die Technologie nicht selbst lizenzieren wollen.

Vertikale Integration

Ein weiterer Akteur, der IME entwickelt, ist E2IP mit Sitz in Kanada. Dieses Unternehmen ist aus GGI hervorgegangen und hat intensiv mit dem National Research Council of Canada zusammengearbeitet. Besonders hervorzuheben ist seine partikelfreie molekulare Tinte, die eine geringere Abnahme des Widerstands verspricht, wenn die Leiterbahnen während des Thermoformens gedehnt werden. E2IP betreibt in erster Linie ein vertikal integriertes Geschäftsmodell, das von seiner molekularen Tinte über Design- und Produktentwicklungsdienste bis hin zur Komponentenherstellung reicht.

Hybride Fertigung

Die In Mold Elektronik kann als Weiterentwicklung des In-Mold-Decorating (IMD) betrachtet werden, einem etablierten Fertigungsverfahren zur Herstellung von gekrümmten dekorativen Oberflächen, wie zum Beispiel dem Bedienfeld auf der Vorderseite von Waschmaschinen oder Schaltanlagen in Autos - der Unterschied besteht in der Einführung der Elektronik. Angesichts der Ähnlichkeiten ist IME eine offensichtliche Chance für etablierte IMD-Unternehmen. Ein Beispiel ist Advanced Decorative Systems (ADS), das unter anderem Teile für den Automobilsektor liefert. Das Unternehmen hat einen hybriden IME-Ansatz gewählt, bei dem die Leiterbahnen vor dem Thermoformen und Spritzgießen aufgebracht werden, nicht aber die SMD-Komponenten. Diese Strategie entschärft den Prozess, da eine der größten Herausforderungen bei der Herstellung von IME Teilen darin besteht, eine hohe Ausbeute zu erzielen, indem sichergestellt wird, dass Komponenten wie LEDs während des Spritzgussverfahrens nicht beschädigt werden. Andererseits besteht einer der Vorteile von IME im Vergleich zu bestehenden Ansätzen darin, dass durch die Integration von elektronischen und strukturellen Funktionen die Anzahl der Teile reduziert wird, was die Montage vereinfacht und das Gewicht verringert.

Marktübersicht

Trotz der Vorteile und des großen Interesses von Materiallieferanten, die IME spezifische Substrate und Druckfarben entwickelt haben, wurde IME, das elektronische Komponenten in das Formteil integriert, bisher nur begrenzt kommerziell genutzt. Es gibt jedoch zahlreiche Entwicklungsprojekte sowohl in der Automobil als auch in der Haushaltsgerätebranche. Außerdem entwickeln Hersteller von Produktionsanlagen wie Arburg Anlagen für die Massenproduktion von IME-Komponenten. Daher prognostiziert IDTechEx, dass der Absatz von IME-Komponenten ab 2023/2024 zunehmen wird.

Darüber hinaus geht IDTechEx davon aus, dass das Auftauchen des Entwicklers und Herstellers von IME-Komponenten, Symbiose, einen wesentlichen positiven Einfluss auf die Einführung von IME hat. Die Tatsache, dass es im IME-Bereich mehrere Akteure gibt, selbst mit leicht unterschiedlichen Herstellungsverfahren, verleiht Glaubwürdigkeit und verringert das Risiko in der Lieferkette. Letztendlich wird IME als ausgereifte Technologie angesehen werden, wenn es so einfach ist, einen IME-Schaltkreis zu bestellen wie derzeit eine herkömmliche Leiterplatte (PCB), und nicht wie derzeit ein spezielles Produktdesignverfahren erforderlich ist.

Marktforschungsbericht

Dieser Artikel basiert auf dem kürzlich veröffentlichten IDTechEx-Bericht »In Mold Elektronik 2022–2032: Technologie, Marktprognosen, Akteure«, der sowohl IME als auch konkurrierende Technologien zur Herstellung dekorativer kapazitiver Schnittstellen behandelt. Darin werden die Herstellungsmethoden, die Materialanforderungen, die Anwendungen und die Herausforderungen sehr detailliert erörtert. Es werden 10 Jahres Marktprognosen nach Anwendungssektor, ausgedrückt als Umsatz und IME-Panelfläche, sowie die damit verbundenen Materialmöglichkeiten gegeben. Ebenfalls enthalten sind mehrere Beispiele für Anwendungsprototypen, eine Analyse des Lebenszyklus einer typischen IME-Komponente und mehrere Unternehmensprofile, die auf Interviews mit Unternehmen in der Anfangsphase und etablierten Unternehmen basieren. Weitere Einzelheiten und herunterladbare Beispielseiten finden Sie unter www.IDTechEx.com/IME.

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