Elektronik trifft Produktion: Kunststofflösungen und Anlagen im Fokus

Kunststoffe sind aus der Elektronikbranche nicht wegzudenken – das hat Teil 1 unserer Serie bereits gezeigt. Ob Gehäuse, Isolatoren oder leitfähige Bauteile – moderne Kunststoffe ermöglichen viele Anwendungen erst. Doch nicht nur die Materialien zählen, sondern auch ihre präzise Verarbeitung. Im zweiten Teil der Serie zeigen wir, wie Kunststofftechnologien die Produktion elektronischer Komponenten prägen – von der Materialauswahl bis zur Maschinenlösung. Und natürlich: Die Rolle der K 2025 als Schaufenster dieser Entwicklungen.

Je nach Anforderung – von Stückzahl bis Geometrie – kommen verschiedene Verarbeitungstechniken zum Einsatz. Spritzguss ermöglicht die effiziente Massenproduktion präziser Bauteile, während 3D-Druck hohe Flexibilität für individualisierte Designs bietet. Verfahren wie Thermoformen oder Rolle-zu-Rolle-Druck (R2R) kommen bei Folien und Spezialanwendungen zum Einsatz.

Die Elektronikbranche verlangt Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften: elektrische Isolation oder Leitfähigkeit, Flammwidrigkeit, mechanische Festigkeit, UV- und Chemikalienbeständigkeit sowie Nachhaltigkeit durch Rezyklierbarkeit. Auch Farbe, Haptik und Beständigkeit spielen eine Rolle, besonders bei Kleinst- und Präzisionsteilen, wie sie z. B. in Spielecontrollern verbaut sind.

Digitalisierung revolutioniert die Prozesse

Die digitale Transformation hat die Kunststoffverarbeitung grundlegend verändert. Besonders wertvoll ist die Inline-Qualitätskontrolle: Hochauflösende Kamerasysteme und Messtechnik prüfen jedes produzierte Teil in Echtzeit. Fehlerhafte Komponenten werden automatisch aussortiert, noch bevor sie die Produktionslinie verlassen. Diese Systeme können Oberflächenfehler im Mikrometerbereich erkennen und sorgen damit für eine gleichbleibend hohe Produktqualität.

Digitale Zwillinge ermöglichen es heute, komplexe Spritzgussprozesse bereits vor der realen Produktion zu simulieren und zu optimieren. Parameter können virtuell getestet und angepasst werden, bevor die erste Form gebaut wird. In der laufenden Produktion sorgen KI-gestützte Systeme für eine kontinuierliche Prozessoptimierung, bei der Parameter in Echtzeit angepasst werden, um die bestmögliche Qualität zu erzielen.

Gedruckte Elektronik verändert die Herstellung elektronischer Schaltkreise grundlegend. Leitfähige Tinten werden direkt auf Kunststoffsubstrate wie PET oder Polyamid gedruckt – ähnlich wie beim Tintenstrahldruck. So entstehen ultradünne, flexible Schaltungen, die sich biegen oder dehnen lassen.

Die Vorteile: niedrigere Kosten, weniger Chemikalien, neue Anwendungsmöglichkeiten, z. B. bei intelligenten Verpackungen, medizinischen Wearables oder Smart Textiles. Ein Beispiel für die Anwendung in Wearables hat K-Aussteller Covestro bereits auf der MEDICA präsentiert.

Auch der Colibri-Demonstrator von Covestro und Cicor zeigt, wie sich Elektronik direkt in Kunststoffoberflächen integrieren lässt – mit lichtdurchlässigem Makrolon® und fein gedruckten Leiterbahnen per Aerosol-Jet-Druck. Die so entstehenden Oberflächen sind dekorativ, funktional und recyclingfähig. Ein starker Impuls für nachhaltiges Produktdesign und zukunftsfähige Technologien, wie auch dieses Zitat von Karl-Heinz Fritz, Vizepräsident Entwicklung & Technologie der Cicor Group deutlich macht: 

"Das Anwendungsfeld für gedruckte Elektronik wird in den kommenden Jahren stark wachsen. Der Einsatz von Drucktechnologien wird dabei helfen, Fertigungsprozesse effizienter zu gestalten und elektronische Systeme zu miniaturisieren, oder bisher undenkbare Lösungsansätze Realität werden zu lassen. Covestro bietet in dem Produktportfolio Polycarbonat Typen an, die sich aufgrund ihrer Eigenschaften bestens für das Bedrucken mit dem von Cicor eingesetzten Aerosol Jet Druckverfahren eignen."

Das Zitat wurde der Newsseite zum Thema unter Covestro Solutions entnommen, die Sie hier finden.

Das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien – entwickelt wiederum funktionale Tinten auf Basis maßgeschneiderter Kunststoffe, die speziell für den Einsatz in der gedruckten Elektronik optimiert sind. Polyurethane und andere polymere Bindemittel sorgen dabei für Eigenschaften wie Dehnbarkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an mechanische Belastungen. Durch die Kombination mit leitfähigen Füllstoffen entstehen Tinten, die gleichzeitig elastisch und elektrisch leitfähig sind. Damit lassen sich beispielsweise Heizsysteme oder Sensoren realisieren, die auch unter starker Verformung zuverlässig arbeiten. Ein besonderer Schwerpunkt liegt zudem auf der Entwicklung nachhaltiger Polymerformulierungen, die Recyclingprozesse erleichtern und so eine umweltfreundlichere Nutzung gedruckter Elektronik ermöglichen.

Bereits auf der K 2010 wurde mit der Solar-Laptoptasche eine visionäre Anwendung gedruckter Elektronik präsentiert: Dünn, flexibel und leicht, ermöglichte sie das Aufladen mobiler Geräte durch integrierte Kunststoff-Solarzellen. Die Tasche steht sinnbildlich für das Potenzial polymerbasierter Elektronik – funktional, kostengünstig und „ready to print“. Eine Idee, die ihrer Zeit voraus war und zeigt, wie früh Kunststoffinnovationen den Weg für „Elektronik überall“ ebneten.

Ob Sensorik, Energiespeicherung oder smarte Oberflächen – Kunststoffe treiben die Elektronikentwicklung voran. Die K 2025 zeigt Innovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette: von Hochleistungspolymeren über Maschinenlösungen bis zu vernetzten Systemen für die Elektronikproduktion. Eine Übersicht der Aussteller rund um Kunststoffbauteile und -anlagen in der Elektronikproduktion finden Sie hier in der Ausstellerdatenbank.