Elektronik aus dem 3D-Drucker ist eine zukunftsweisende Technologie. Leitfähige Farben haben den Weg für die gedruckte Elektronik geebnet, die heute eine Vielzahl von Anwendungen bedient. Von gedruckten RFID-Tags über Sensoren bis hin zu Touchscreens. Laut IDTechEx wird der Markt für leitfähige Farben und Pasten bis 2025 auf 3,2 Milliarden US-Dollar geschätzt. Schon diese Zahl deutet auf die möglichen Auswirkungen auf den Elektronikmarkt hin.

Membranschalter und Druckkantenelektroden für Touchscreens sind zwei der wichtigsten Anwendungen für die gedruckte Elektronik. Und das obwohl es in einer Vielzahl von Bereichen Wachstum gibt. Leitfähige Materialien haben ihren Weg zu Touchpanels und zum Drucken auf gekrümmten Oberflächen gefunden. Man erwartet, dass leitfähige Tinten für Embedded-Technologielösungen in Zukunft wachsen.

Die Entstehung der gedruckten Elektronik

Gedruckte Elektronik ist keine neue Technologie. Es gibt sie seit den 1940er Jahren. Aber in den letzten zehn Jahren ist der Markt für gedruckte Elektronik explodiert, und es ist so viel los, dass man mehrere Fertigungslösungen auf die gedruckte Elektronik abstimmt, um die Wachstumsdynamik zu nutzen.

Der Tintenstrahldruck hat einen erheblichen Einfluss auf die gedruckte Elektronik gehabt. Er ermöglicht den Druck einer Vielzahl von Materialien auf einer Vielzahl von Substraten. Aber die 3D-Elektronik umfasst ein breites Spektrum an Drucktechnologien, darunter Siebdruck, Laserdruck und andere Verfahren. In den meisten Fällen werden mit diesen Verfahren leitfähige Materialien auf eine ebene Oberfläche gedruckt. Das macht sie für Anwendungen wie Leiterplatten nützlich.

Gedruckte Elektronik für Membranschalteranwendungen

Im Bereich der Folientastaturen hat die 3D-Elektronik eine rationalisierte Fertigung erreicht. Wobei Anwendungen wie silberne Flex-Folientastaturen auf silber- und kohlenstoffleitenden Tinten beruhen. Diese werden auf flexible Polyesterschichten gedruckt, die durch Klebeabstandshalter getrennt sind. Elektronische Produkte, die alle Branchen abdecken, verlassen sich auf Membranschalterbaugruppen für effektive Mensch-Maschine-Schnittstellen, so dass gedruckte Elektronik bereits weit verbreitet ist, sowohl bei Anwendungen mit Verbraucher- als auch bei Industriekontakt.

Die Technologie der gedruckten Elektronik bietet zahlreiche Vorteile, darunter Fertigungseffizienz und sogar Wirtschaftlichkeit, sowie die Möglichkeit, schlanke, platzsparende flexible Folientastaturen herzustellen. Tatsächlich ist dieser Prozess so effektiv, dass er die gebräuchlichste Methode für flexible, kundenspezifische Folientastaturen ist.

gedruckte Elektronik setzt sich durch

Gedruckte Elektronik entwickelt sich zu einem gangbaren Weg für die Zukunft der Elektronik.. Ein Jahrzehnt der Forschung führte zur Entwicklung neuartiger leitfähiger Materialien und der 3D-Drucktechnologie. „Der 3D-Elektronikdrucker ist ein hybrider 3D-Drucker, der sowohl mit Kunststoff- als auch mit leitfähiger Tinte gespeist werden kann, was ein wichtiger Bestandteil für den Druck von 3D-Elektronik ist. Der Drucker ist in der Lage, Quadcopter, Elektromagnete und voll funktionsfähige elektromechanische 3D-Baugruppen herzustellen“, so ein Bericht von EBN.

Natürlich ist 3D-Elektronik noch nicht weit verbreitet. Die zweidimensionale Methodik bietet im Vergleich zur 3D-Drucktechnologie noch eine Reihe von Vorteilen. Darunter Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und in einigen Fällen auch Erschwinglichkeit. Gedruckte Elektronik kann je nach Substrat und gewählten leitfähigen Materialien sehr kostengünstig sein. Insbesondere wenn man ein großes Volumen an Schaltungen druckt.

Die Zukunft der gedruckten Elektronik

Die Forscher sind bestrebt, 3D-gedruckte Elektronik in den Mainstream-Elektronikmarkt zu bringen. Während die Technologie näher rückt, ist es wahrscheinlich, dass die Kosten weiterhin unerschwinglich bleiben werden, damit sie noch mindestens mehrere Jahre lang eine realistische Option für die Massenproduktion von Elektronik wird. Dennoch birgt die 3D-gedruckte Elektronik ein enormes Potenzial, das komplexe Geometrien, die Einbettung von strahlungsabweisenden Kunststoffen und die Massenanpassung umfasst.

Obwohl es mehrere Herausforderungen zu meistern gilt, könnten die Kosten für hochvolumige Teile letztendlich attraktiver sein als die aktuellen Preise für 2D-Druckelektronik. Wie bei vielen Herstellungsverfahren sind die Kosten in der Regel hoch, wenn die Technologie neu und noch nicht verfeinert oder perfektioniert ist. Aber während die Forscher die Methoden verfeinern und die richtige Kombination von Prozessen und Materialien finden, die die Produktionskosten minimiert, breitet sich die Technologie aus und wird allmählich zur Norm.

Die 3D-Elektronik wird sich nur noch weiter verbreiten, da die Technologie es ermöglicht, höhere Stückzahlen zu vernünftigen Kosten herzustellen. Den Sweet Spot zwischen Wert und Preis zu erreichen, wird zu einer erfolgreichen und angewandten Technologie führen.

Lesen Sie hier, welche Methoden es gibt, gedruckte Elektronik herzustellen.