Für den Prozess IMD VARIOFORM^® mit Functional In-Mold Labeling (IML) hat LEONHARD KURZ den 3. Hauptpreis des Bayerischen Innovationspreises gewonnen. Die Auszeichnung wird an herausragende innovative Leistungen verliehen und damit nur wenigen Unternehmen und Dienstleistern zuteil.

Seit 2012 vergibt die Initiative des Bayerischen Wirtschaftsministeriums, des Bayerischen Industrie- und Handelskammertags sowie der Arbeitsgemeinschaft der bayerischen Handwerkskammern alle zwei Jahre jeweils bis zu sieben Haupt- und Sonderpreise. 2020 wurden insgesamt 190 bayerische Unternehmen nominiert. Dabei ist die Auswahl vielfältig: von Start-Up-Firmen über kleine Handwerksbetriebe bis hin zu großen Industrieunternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen.

Ein Preis, der die Innovationsbereitschaft des Wirtschaftsstandorts Bayerns zeigt und nur an ausgewählte Technologien vergeben wird. Es ist somit nicht leicht, sich diese Ehre zu verdienen. Warum ging der Preis an die IMDVARIOFORM^®-Technologie? In einem Satz: Weil dieses Verfahren in einem einzigen Bearbeitungsschritt Kunststoffelemente dekoriert und mit Funktionalität versieht.

Nachdem KURZ das Thema Nachhaltigkeit in den Unternehmenswerten verankert hat, ist die Entwicklung von Technologien, Prozessen und Produkten, die zu Ressourcenschonung und im Idealfall auch zur kontrollierten Kreislaufwirtschaft beitragen, ein wichtiges Anliegen.

KURZ hat mit einem weitreichenden Partnernetzwerk mit IMD VARIOFORM^® mit Functional In-Mold Labeling einen serienfähigen Prozess entwickelt, der für unterschiedliche Branchen zum Einsatz kommen kann. KURZ als Projektinitiator hat den Ursprung in der Oberflächendekoration, denkt aber hier nicht zuletzt durch die Kompetenzen der verschiedenen Tochterunternehmen auch weiter. So spielen Designaspekte, Hinterleuchtung und Touchsensoren für ein ganzheitliches Konzept der finalen Bauteile eine wichtige Rolle. Damit bringt KURZ das Beste aus der KURZ-Gruppe zusammen. Denn spannend wird es ja bekanntlich erst, wenn man die Komfortzone der bisher bewährten Lösungen verlässt.

KURZ arbeitet mit Kunden aus unterschiedlichsten Märkten zusammen. Der Wunsch nach Human-Machine-Interface-Lösungen (HMI) ist nicht nur im Automobilbereich ein großes Thema. Organische Produktformen, hinterleuchtbare Oberflächendesigns und der Ersatz von Tasten und Schaltern durch Touchbedienung sind in vielen Branchen zentrale Ansätze. Das Ganze in einem fertigen, also serienfähigen Prozess abzubilden, wurde immer mehr zur Vision. Dies bedeutet zum einen die Entwicklung einer hocheffizienten Technologie, die stark 3D-verformte Bauteile problemlos dekoriert und gleichzeitig mit einem 3D-verformten Sensor ausstattet, der die Touchbedienung ermöglicht. In Zusammenarbeit mit dem Maschinenspezialisten WITTMANN BATTENFELD und dem Werkzeugexperten GKTool wurde der Fertigungsprozess anhand des prämierten Konzeptbauteils praktisch ins Leben gerufen. Die Bauteile, die dabei entstehen, verfügen über ein futuristisches Design mit Hinterleuchtungseffekten und können über ein Touchbedienfeld beispielsweise die Lichtfarbe steuern. Die Sensoren kommen direkt von der KURZ-Tochter PolyIC und sind aufgrund ihrer ultradünnen Metal-Mesh-Trägerstruktur 3D-verformbar. So lassen sie sich flexibel auch anspruchsvollen Formen eines Bauteils anpassen.

Mit dieser Innovation ist es KURZ gelungen, die vier Herstellungsschritte Dekorieren, Thermoformen, Integration eines Sensors und Stanzen eines Bauteils in einer Produktionsstufe direkt im Spritzgießwerkzeug zu bündeln. Kunststoffsheets werden in einem sogenannten High-Pressure-Forming-Verfahren mit Druck und Temperatur in 3D-geformt. Für die Veredelung des Bauteils wird ein eigens dafür entwickeltes Folienschubgerät eingesetzt, das die Laminatfolie durch das Werkzeug führt. Anschließend wird der Rohling vollautomatisch in die richtige Form geschnitten, und es folgt das Einspritzen einer thermoplastischen Kunststoffschmelze als sogenanntes Functional-In-Mold-Label. Beispiel für diese technologische Innovation ist ein Konzept-Bauteil mit Sliderfunktion und Hinterleuchtung.

Mit dieser Innovation stellt auch der Einsatz von Kunststoffrezyklaten kein Problem dar. Die Bauteile sind dank der Dünnschichttechnologie der Dekoration sowie der hauchdünnen Touchsensoren vollständig recyclebar.

Touchsensoren kennt die Welt ja schon länger, aber Touchsensoren, die komplett 3D-geformt problemlos funktionieren, wurden tatsächlich in der Entwicklungsphase von IMD VARIOFORM^® mit Functional In-Mold Labeling zum Patent angemeldet. Je nach Programmierung kann der Sensor auch andere Dinge als die Lichtfarbe steuern, beispielsweise die Programmwahl einer Waschmaschine. Auch der Designansatz des Tag-Nacht-Designs, der die Bedienung von Oberflächen erst richtig intuitiv werden lässt und dabei zusätzlich über die Auswahl der Lichtfarbe individualisiert werden kann, leistet einen wichtigen Beitrag zum Gesamtkunstwerk Innovation.

Wie innovativ die Technologie ist, zeigt sich auch dadurch, dass sie nicht nur für Human-Machine-Interface-Anwendungen in der Automotive-Branche geeignet ist. Das Verfahren lässt sich auch für Haushaltsgeräte oder Unterhaltungselektronik einsetzen und macht sie so zu funktionalen Produkten mit einem hochwertigen Design. Damit wird diese Technologie zu Recht als nächste Generation der führenden Veredelungstechnologien prämiert.

Es gab natürlich einige Herausforderungen, die gemeistert werden mussten. Angefangen beim Kreativkonzept. Folgende Fragen kamen dabei auf: Was an der Vision kann wie dargestellt werden? Wie soll letztendlich das finale Konzeptbauteil aussehen? Und welche Materialien sollen zum Einsatz kommen, um am Ende des Produktlebenszyklus auch die Recyclingfähigkeit gewährleisten zu können?

Beispielsweise ist die Hinterleuchtbarkeit des Oberflächendesigns bis zum Bauteilrand eine der Herausforderungen, die die Durchleuchtbarkeit des Touchsensors auf der Rückseite voraussetzt. Für alle beteiligten Techniker und Ingenieure aus den unterschiedlichen Partnerfirmen war es ein tolles Projekt, besonders weil das Zusammenspiel von vielen Einzelkompetenzen und die Berücksichtigung vieler Details erforderlich waren.

Gerade die Oberflächengestaltung bietet die Möglichkeit, die Formsprache eines Bauteils visuell zu unterstützen und hervorzuheben. Das dynamische Dekor mit seiner Anmutung von sich im Licht brechenden Prismen unterstreicht also den dreidimensionalen Charakter des Bauteils und hebt mit seinem Tiefeneffekt die Vorteile der technologischen Innovation hervor.

Beim IMDVARIOFORM^®-Bauteil, bei dem die Touchfunktion im zentralen dreidimensional geformten Bereich liegt, war es allen Beteiligten wichtig, dem User zusätzlich eine optische Unterstützung bei der intuitiven Bedienung zu ermöglichen. Das sehr prägnante, große Dekor, das umlaufend auf den Bedienbereich hinleitet, erleichtert die Bedienung des voll integrierten Touch-Sensors. Durch den sanften Gradienten (den Farbverlauf des Prismen-Dekors zur Bauteilmitte hin) wird der User optisch zur Bauteilmitte hingeleitet, wo dann wieder das markante Prismen-Dekor, hier allerdings in einer abstrakten, reduzierten Variante auftaucht. Darunter verbirgt sich nahtlos integriert die Sliderfunktion des Touch-Sensors. Hier unterstützt dann der Hinterleuchtungseffekt, das sogenannte Tagdesign. Denn gerade bei z.B. schlechten Lichtverhältnissen und dem Wegfall von physischen Knöpfen ist es umso wichtiger, dem User neben einer haptischen Fühlhilfe auch eine optische Führung zu bieten.

Nicht nur die HMI-Integration, sondern auch der momentan stark im Trend liegende Wohlfühlcharakter wird in allen Branchen immer wichtiger. Durch die Durchleuchtungsmöglichkeit des Dekors kann man somit eine Ambiente-Beleuchtung erzeugen, deren Licht-Farbe man je nach Stimmung über den Slider verändern und anpassen kann. Und je nach Anwendungsfeld kann eine individuell gestaltete Oberflächenanmutung erzeugt werden. Und bei Verwendung eines recycelten Kunststoffes kann man diesen wahlweise optisch durch eine entsprechende Veredelung natürlich hervorheben oder mit einer hauchdünnen Lackschicht kaschieren.

Der komplette Entwicklungsprozess war eine große Teamleistung, die über die Unternehmensgrenzen von KURZ hinausging. Viel Know-how und Engagement waren hier gefragt. Wir setzten bei der Entwicklung dieser Technologie auf ein starkes Dreiergespann: der Maschinenhersteller WITTMANN BATTENFELD Deutschland GmbH hat speziell für das Verfahren eine Spritzgießanlage entwickelt. So durchläuft der Kunststoff direkt im Stanzwerkzeug die Produktionsphasen Dekorieren, Thermoformen, Hinterspritzen und Stanzen.

Mit GKTool, der GEORG KAUFMANN Formenbau AG, hatten wir einen Spezialisten für Spritzgießwerkzeuge im Innovationsteam. Das patentierte Umbug- und Beschnitt-System In-Mould Wrapping (IMW) von GKTool ist in das Verfahren integriert. Es macht die Finalisierung des Kunststoffbauteils bereits während des Spritzgießprozesses möglich.

KURZ ist ein global agierendes Unternehmen. Das Kundenfeedback war letztendlich ausschlaggebend für die Entwicklung made in Bayern. IMD VARIOFORM^® kann zukünftig in unterschiedlichen Branchen weltweit zum Einsatz kommen. Nicht nur im Automotivebereich sind HMI-Oberflächen auf dem Vormarsch. Von der elektrischen Zahnbürste bis zum futuristischen Smartphone-Lautsprecher werden wir zukünftig Touchbedienung und Hinterleuchtungsdesigns finden. Dafür ist die IMD VARIOFORM^®-Technologie mit Functional In-Mold Labeling der logische Schritt zu Effizienz und Nachhaltigkeit.

Das Thema Nachhaltigkeit wird auch in Zukunft eine zentrale Rolle für KURZ spielen. Mensch und Umwelt zu entlasten und den nachfolgenden Generationen eine bessere Welt zu hinterlassen, ist dabei die größte Motivation. Gemeinsam mit unseren Kunden und Partnern wollen wir bei KURZ die Themen Design for Recycling und Kreislaufwirtschaft weiter vorantreiben. Ein unternehmenseigenes Recyclingprogramm haben wir bereits: Das PET-Trägermaterial der Dekorationen, das für die Übertragung von hauchdünnen Lackschichten auf Papier oder Kunststoffoberflächen verwendet wird, wird rückstandslos als Rezyklat wieder in den Kreislauf gebracht. Derzeit planen wir die Einrichtung von Recyclinganlagen an allen internationalen Produktionsstandorten.

Die Visionen der Showcars und Produkte der Zukunft damit zu verbinden, wird dabei unser ganz persönliches Ziel. Spannende Projekte, neue Wege, viel Austausch mit Experten aus unterschiedlichen Branchen und Disziplinen sind in diesem Ziel natürlich mit inbegriffen.