Bauteilintelligenz durch integrierte Elektronik

Von Alltagsgegenständen bis hin zu komplexen technischen Systemen werden Produkte und Maschinen immer intelligenter. Durch integrierte Mikroelektronik lernen sie, mit veränderlichen Umgebungen zu interagieren. Dabei detektieren diese Systeme Einflüsse aus der Umgebung, verwerten diese und reagieren entsprechend oder kommunizieren mit anderen intelligenten Systemen oder cloud-basierten Services. Solche Systeme werden auch als „Symbiotic Systems“ bezeichnet. Die neuesten Entwicklungen eines gleichnamigen Projekts aus Oberösterreich werden nun auf der K2019 in Halle 5 am Stand der Initiative Smart Plastics (ISP) und des Kunststoff-Clusters von der SCIO Holding GmbH vorgestellt. Die Anwendungsfälle dafür sind branchenunabhängig und erstrecken sich von Automotive über Medizintechnik und Consumer bis hin zu Logistik.

Technologie macht enorme Einsparungen möglich

Franz Padinger, Geschäftsführer der in Linz angesiedelten SCIO Holding GmbH, lieferte die Technologie für die ausgestellten Demonstratoren: „Wir haben eine für Aerospace-Anwendungen qualifizierte LED-Matrix auf flexibler Kunststofffolie entwickelt. Sie ist individuell anpassbar und wir können sie auf fast jede Form zuschneiden. Der große Vorteil: Ein kostengünstiges Grunddesign-Massenprodukt lässt sich somit in Größe individuell an Kundengegebenheiten anpassen. Unsere Anwendung ersetzt im Flugzeug Kabeln ­und spart damit Gewicht.“ Er verdeutlicht das enorme Potenzial auch mit Zahlen: „In einem A320 sind rund 100 Kilometer Kabeln verbaut. Wenn wir 1 kg Gewicht einsparen, bedeutet das für den Betreiber über die Laufzeit von 30 Jahren ca. EUR 20.000 an Kerosinkosten-Einsparung.“ Die SCIO hat bereits zwei Produkte mit gedruckter Elektronik in der Luft im Einsatz, eine flexible LED-Matrix für Ambiente-Beleuchtung und eine auf flexible Folie gedruckte Temperatursensorik für Heizelemente.

Vielfältige Anwendungsbereiche

Beim Thema Licht und der Interkommunikation von Sensorik erobern LED Oberflächen immer mehr Anwendungsbereiche und werden zunehmend als differenzierende Designelemente eingesetzt. Auf einem weiteren Demonstrator zeigt SCIO eine flexible LED-Matrix inkl. Controller zur individuellen Designgestaltung. Hier könnte man beispielsweise in Verknüpfung mit einer Sensorik Logos am LKW mit Funktionen wie Abstandwarner ausstatten.

Ein LED-Flächendemonstrator mit 18x18 RGB Matrix auf PET-Folie, bei dem jede LED einzeln ansteuerbar ist, eignet sich laut Padinger zur Bilddarstellung. Anwendungsbereiche dafür sind beispielsweise Lichtdesign für Ambiente-Beleuchtung, Stimmungsbalance, Heil- und Therapieanwendungen aber auch flexible Displays für großflächige Werbeflächen oder Anzeigen und Informationsübermittlung im Straßenverkehr.

Gesundheitswesen profitiert ebenso

Ein enormes Zukunftsfeld eröffnet sich laut Padinger auch mit sogenannter Printed Healthcare Diagnostics. Ein Demonstrator inklusive gedrucktem Mikrofluidik-Kanal zur Aufbereitung und Auswertung medizinischer Proben ist ein weiteres Highlight am Ausstellungsstand. Labordiagnosen könnten so direkt in der Wohnung eines Patienten durchgeführt werden. Damit lassen sich im Gesundheitswesen enorme Kosten einsparen und die Lebensqualität für die Patienten verbessern. Dialyse-Patienten müssten beispielsweise nicht mehr jeden zweiten Tag ins Spital, denn eine App würde ihnen mitteilen, wann sie kommen sollen und informiert auch gleichzeitig die Ambulatorien.

Kooperationsplattform ermöglicht zukunftsweisende Projekte

„Die Integration von Sensorik oder Microchips mittels gedruckter Leiterbahnen und vollstrukturintegrierter Elektronik auf Folie und in weiterer Folge in Bauteile wird immer bedeutender, da diese Technologie neben der kostengünstigen Herstellung auch einen wichtigen Schutz der Bauteile durch klassische Kunststofffertigungsprozesse erlaubt. Die technologieübergreifende Kooperation ist dabei wesentlich, um Elektronik und Sensorik auf Folie zu bringen und das elektronische Design mit Kunststofftechnik in Bauteile perfekt geschützt zu integrieren. Die Smart Plastics Initiative bietet hier seit 10 Jahren eine Kooperationsplattform, aus der viele zukunftsweisende Projekte hervorgegangen sind“, erklärt Wolfgang Bohmayr, Manager des Kunststoff-Clusters.

Über die Initiative Smart Plastics (ISP) und das Projekt Symbiotic Systems

Die direkte Integration von elektronischen Funktionalitäten in Kunststoff-Bauteile im industriellen Maßstab sind eines der Kernthemen der ISP der oö. Standortagentur Business Upper Austria.

Das Projekt „Symbiotic Systems“ in der Leitinitiative Digitalisierung des Landes Oberösterreich beschäftigt sich mit strukturintegrierter Elektronik.
www.smart-plastics.com

Zahlreiche Aussteller aus Ö auf der K2019

Die K 2019, die weltweit bedeutendste Messe der Kunststoff- und Kautschukindustrie, findet von 16. bis 23. Oktober 2019 in Düsseldorf statt. Sie ist mit über 3.300 Ausstellern aus mehr als 60 Ländern auf rund 178.000 m² netto Ausstellungsfläche das Leistungsbarometer der gesamten Branche und globaler Marktplatz für Innovationen. 91 österreichische Aussteller, über 40 % davon aus Oberösterreich, werden dort vertreten sein.