Elettronica In-Mold: Più giocatori, strategie divergenti, esplorato da IDTechEx

Come comunichiamo con i nostri dispositivi elettronici? Ci sono molte diverse opzioni di 'interfacce uomo-macchina (HMI)', che vanno da quelle ben consolidate (tastiera/mouse/interruttori meccanici) a sviluppi un po' più recenti come i touch screen capacitivi che si trovano sugli smartphone. Poiché un numero sempre maggiore di dispositivi intorno a noi acquisisce funzionalità 'intelligenti', la capacità di incorporare componenti HMI in modo elegante e conveniente è sempre più importante.

 

L'elettronica in-mold (IME) è una soluzione. Si tratta di una metodologia di produzione emergente per produrre superfici retroilluminate e sensibili al tocco, eliminando la necessità di interruttori meccanici costosi e forse antiestetici. Con IME, le tracce conduttive sono stampate su un substrato piatto, e i componenti elettronici come i LED possono essere montati. Questo viene poi termoformato e riempito con stampaggio a iniezione per produrre un componente liscio e decorativo con funzionalità touch capacitiva. Questi componenti sono fino al 70% più leggeri, occupano meno spazio, usano meno parti e sono più semplici da produrre rispetto agli interruttori meccanici convenzionali che spesso sostituiscono. Gli interni automobilistici sono la principale applicazione potenziale (vedi grafico), ma la tecnologia mostra anche la promessa per gli elettrodomestici di consumo, specialmente data l'interfaccia pulita che produce.

 

 

All'interno dello spazio IME, ci sono più attori che sviluppano tecnologie correlate, producendo componenti con aspetto e funzionalità simili ma leggere differenze nel metodo di produzione per evitare conflitti di proprietà intellettuale. Qui, IDTechEx esplora alcuni dei principali attori e i loro diversi modelli di business, compreso il recente emergere di un nuovo giocatore: L'azienda francese Symbiose.

Probabilmente lo sviluppatore più importante della tecnologia IME è Tactotek, con sede in Finlandia. Dalla sua nascita nel 2011, l'azienda ha raccolto quasi 100 milioni di dollari in più cicli di finanziamento. Il suo modello di business si basa sul trasferimento di tecnologia e sulle licenze. L'azienda ha una linea di produzione pilota / piccolo volume in Finlandia, ma lavora con più fornitori e OEM per sviluppare prodotti e capacità di produzione utilizzando la sua IP. Questa strategia è altamente scalabile ma richiede un impegno significativo da parte dei licenziatari.

Tuttavia, la concessione di licenze non è l'unico modello di business possibile. Un arrivo recente sulla scena IME è Symbiose, una società francese nata dal centro di ricerca CEA-LITEN. Con sede a Bordeaux, Symbiose ha raccolto il capitale per costruire una fabbrica e sta progettando di produrre parti IME in-house. Questo approccio ha il vantaggio di mantenere il know-how tecnologico nascosto e di rendere il controllo della qualità più semplice. Inoltre, Symbiose sarà probabilmente in grado di servire ordini di piccoli volumi, per le aziende che non vogliono prendere in licenza la tecnologia.

Un altro attore che sviluppa IME è E2IP, con sede in Canada. Questa società è stata formata da GGI, e ha collaborato ampiamente con il National Research Council del Canada. Particolarmente degno di nota è il suo inchiostro molecolare senza particelle, che promette una minore diminuzione della resistenza quando le tracce conduttive vengono allungate durante la termoformatura. E2IP opera principalmente un modello di business integrato verticalmente, che si estende dal suo inchiostro molecolare attraverso servizi di progettazione e sviluppo del prodotto alla produzione di componenti.

L'elettronica in-mold può essere considerata come un'evoluzione della decorazione in-mold (IMD), un approccio produttivo ben consolidato per la realizzazione di superfici decorative curve, come il pannello di controllo sulla parte anteriore delle lavatrici o gli interruttori nelle automobili - la differenza è l'introduzione dell'elettronica. Date le somiglianze, l'IME è un'ovvia opportunità per le aziende IMD consolidate. Un esempio è Advanced Decorative Systems (ADS), che fornisce parti al settore automobilistico tra gli altri. Ha adottato un approccio ibrido all'IME, in cui le tracce conduttive sono depositate prima della termoformatura e dello stampaggio a iniezione, ma non i componenti SMD. Questa strategia "de-riscalda" il processo, poiché una delle principali sfide di produzione quando si producono parti IME è mantenere un'alta resa assicurando che i componenti come i LED non siano danneggiati durante il processo di stampaggio. D'altra parte, una delle attrazioni di IME rispetto agli approcci esistenti è che l'integrazione delle funzionalità elettroniche e strutturali riduce il numero di parti, semplificando il montaggio e riducendo il peso.

Nonostante i suoi benefici e il notevole interesse da parte dei fornitori di materiali che hanno sviluppato substrati e inchiostri specifici per IME, IME che incorpora componenti elettronici all'interno della parte stampata ha finora visto un'adozione commerciale limitata. Tuttavia, ci sono molteplici progetti di sviluppo sia nel settore automobilistico che in quello degli elettrodomestici. Inoltre, i produttori di apparecchiature di produzione come Arburg stanno sviluppando attrezzature per la produzione di massa di componenti IME. Come tale, IDTechEx prevede che le vendite di componenti IME accelereranno dal 2023/2024.

 

Inoltre, IDTechEx suggerisce che l'emergere dello sviluppatore e produttore di componenti IME Symbiose è un sostanziale positivo per l'adozione di IME. Avere più attori, anche con processi di produzione leggermente diversi, all'interno dello spazio IME conferisce credibilità e riduce il rischio della catena di fornitura. In definitiva, IME sarà considerata una tecnologia matura quando sarà facile ordinare un circuito IME come lo è attualmente ordinare un circuito stampato convenzionale (PCB), piuttosto che richiedere un processo di progettazione del prodotto dedicato come avviene attualmente.

Questo articolo si basa sul recente rapporto IDTechEx "In-Mold Electronics 2022-2032: tecnologia, previsioni di mercato, giocatori" che copre sia IME che le tecnologie concorrenti per produrre interfacce capacitive decorative. Discute le metodologie di produzione, i requisiti dei materiali, le applicazioni e le sfide in modo molto dettagliato. Vengono fornite previsioni di mercato a 10 anni per settore di applicazione, espresse sia come entrate che come area del pannello IME, insieme alle opportunità dei materiali associati. Sono inoltre inclusi molteplici esempi di prototipi applicativi, l'analisi del ciclo di vita di un tipico componente IME e molteplici profili aziendali basati su interviste con aziende in fase iniziale e consolidate. Ulteriori dettagli e pagine di esempio scaricabili sono disponibili all'indirizzo www.IDTechEx.com/IME.

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