Tryckt elektronik, något för grafiska branschen?

21 JANUARI 2021:

Tryckeribranschen kan göra mer än kommersiella jobb, förpackningar eller affischer i storformat. Tryckt elektronik är en miljardindustri och blir alltmer i fokus, särskilt tryckta och flexibla sensorer. Sign&Print frågar Matthew Dyson, teknikanalytiker på ID Tech Ex, om vilka tryckeriföretag som skulle kunna dra nytta av denna utveckling, och vilken kunskap som krävs.

Marknadsundersökningsinstitutet ID Tech Ex förutspår att marknaden för heltryckta sensorer kommer att uppgå till drygt 4,5 miljarder amerikanska dollar fram till 2030. Det framgår i rapporten Printed and Flexible Sensors 2020 - 2030: Technologies, Players, Forecasts som även avhandlar möjliga användningsområden för tryckt elektronik.

Eftersom tryckeribranschen består av företag som är verksamma inom många olika områden så är tryckt elektronik inte ett realistiskt tillväxtområde för dem alla. Men tryckerier som redan producerar stora volymer kan dra nytta av utvecklingen, svarar Matthew Dyson på frågan vi ställer om vilka leverantörer av trycktjänster som mest troligt kommer gå in på denna marknad. Han är teknikanalytiker på ID Tech Ex och en av författarna till den aktuella rapporten.

- En väldigt lovande väg är när företag som redan producerar stora utskriftsvolymer samarbetar med "Early stage"-företag som har utvecklat en viss sensorteknik. Det är svårt för de små sensortillverkarna, som till stor del är inriktade på forskning och utveckling, att komma in i "riktig" produktion. Därför är de förmodligen intresserade av att samarbeta. Naturligtvis gäller detta inte områden där det redan finns integrerade lösningar, såsom medicinteknikföretag som utvecklar och tillverkar testremsor, förklarar Dyson.

Han beskriver vilken kunskap en leverantör av trycktjänster behöver ha med sig, och vad som är viktigt att bygga upp.

- En central utmaning i kommersialiseringen av tryckt elektronik - inklusive tryckta och flexibla sensorer - är att säkerställa att prototypens egenskaper återges exakt i en serieproduktion. För att optimera processen krävs därför kunskap om samspelet mellan ledande eller funktionella bläck- och tryckfärgsegenskaper, utskriftsparametrar och substrat.

Från koncept till marknaden. Figuren visar utvecklingen av sensorer för olika användningsområden, från forskning till att de blir tillgängliga på marknaden. Foto: ID Tech Ex

Intelligenta byggnader - ett användningsområde för tryckta sensorer

Han ser intelligenta byggnader, så kallade Smart buildings, som ett bra exempel på ett möjligt användningsområde för tryckta och flexibla sensorer. Framtidens byggnader kan faktiskt utrustas med tryckta sensorer som är inbyggda i väggarna, golvet eller taket. Det kan till exempel vara för att upptäcka eller registrera vattenskador, luftkvalitet och andra användningsmönster, säger Dyson. Fördelen med tryckt eller flexibel elektronik ligger i deras låga vikt, tunnskiktsstrukturen, och möjligheten att producera dem billigt i stora mängder.

Dessa saker är exakt det som är vitalt för byggintegrerade applikationer, exempelvis beröringskänsliga väggar. Dyson förklarar att man skriver ut med ledande bläck baserade på kol för denna typ av funktionalitet.

Beröringsfria knappar och väggar

Människor kan "interagera" med en vägg, till exempel för att sätta igång ljus eller ljud utan att röra vid den, genom att man arrangerar kapacitiva sensorer under dekorativ grafik. Kontaktlösa strömbrytare för att tända lampor, baserade på kapacitiva sensorer, är också möjligt. Istället för att behöva trycka på en lysknapp upptäcker sensorerna ledande objekt som händer utan att någon beröring krävs.

- Med tanke på den nuvarande covid-19-situationen genererar tekniken ett ökande intresse, förklarar Matthew Dyson.

Golv som upprätthåller social distansering

Trycksensorer, ofta producerade med hjälp av screentryck, kan också användas i stora mängder och samtidigt billigt. Hittills har de oftast använts för att registrera beläggningsgraden i fordon, men i framtiden kan sensorerna också integreras på stora golvytor.

- Potentiella användningsområden är övervakning av kunder i en butik eller av patienter på ett sjukhus - utan de integritetsproblem som skulle uppstå vid användning av kameror, förklarar Matthew Dyson och tillägger:

- Tryckkänsliga golvbeläggningar har redan utvecklats och använts i butiker för att upprätthålla covid-19-kraven för social distansering.

Håller koll på fuktskador

Dyson säger att det redan nu finns tunna filmer med fuktsensorer tillgängliga för inomhusbruk. Dessa upptäcker fukten via en tryckt antenn som kan avläses på distans med RFID-teknik (Radio frequency identification).

- Grundprincipen är att ett fuktkänsligt skikt ändrar antennens resonansfrekvens, förklarar Dyson. Tack vare den tunna filmstrukturen kan en sådan sensor sättas dit bakom plattor och materialskivor för att till exempel hålla koll på tätningen.

Varnar för föroreningar och dålig luftkvalitet

Analytikerna beskriver också hur tryckt elektronik kan användas för att övervaka luftkvaliteten. Än så länge har de flesta gassensorer gjorts av icke organiska material och är därför stela och rigida att installera. Ett tunnfilmsalternativ är tryckt/flexibel elektronik baserade på material som kolnanorör, vars konduktivitet förändras på grund av absorptionen av gasmolekyler.

- Att ta emot denna information i en byggnad i realtid kan göra det möjligt att ändra luftcirkulationen i enlighet med detta, och ge en tidig varning om höga föroreningsnivåer, förklarar Dr. Matthew Dyson.

De beskrivna exemplen ovan är bara en liten del av de möjliga användningsområden som finns för tryckta och flexibla sensorer. Om du vill veta mer om det kan du beställa den detaljerade rapporten "Printed and Flexible Sensors 2020 - 2030: Technologies, Players, Forecasts" på ID Tech Ex webbplats.

 

Text: Judith Grajewski, Översättning: Claes Nordström

 

Varnar för föroreningar och dålig luftkvalitet

Analytikerna beskriver också hur tryckt elektronik kan användas för att övervaka luftkvaliteten. Än så länge har de flesta gassensorer gjorts av icke organiska material och är därför stela och rigida att installera. Ett tunnfilmsalternativ är tryckt/flexibel elektronik baserade på material som kolnanorör, vars konduktivitet förändras på grund av absorptionen av gasmolekyler.

- Att ta emot denna information i en byggnad i realtid kan göra det möjligt att ändra luftcirkulationen i enlighet med detta, och ge en tidig varning om höga föroreningsnivåer, förklarar Dr. Matthew Dyson.

De beskrivna exemplen ovan är bara en liten del av de möjliga användningsområden som finns för tryckta och flexibla sensorer. Om du vill veta mer om det kan du beställa den detaljerade rapporten "Printed and Flexible Sensors 2020 - 2030: Technologies, Players, Forecasts" på ID Tech Ex webbplats.

 

Text: Judith Grajewski, Översättning: Claes Nordström

Saxat ifrån Sign&Prints hemsida 2021-01-21

Publicerad av:

P-A Bäcklund