PolyIC: Hightech und Hightouch

Eine Revolution wie das Smartphone.
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PolyIC: Hightech und Hightouch

Eine Revolution wie das Smartphone.

Wie macht man aus unspektakulären Bedienelementen individuelle und funktionale Designelemente? Indem man sie dekoriert und mit einem oder mehreren Sensoren versieht. Das jedenfalls ist die Antwort von PolyIC, einer 100-prozentigen KURZ-Tochter am Stammsitz in Fürth.

Das Unternehmen mit rund 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern entwickelt seit 2003 „gedruckte Elektronik“. Seit ca. 10 Jahren liegt der Fokus auf Sensoren mit deren Hilfe sich vielfältige Touchfunktionen realisieren lassen. Alle Trends deuten darauf hin, dass diese Technologie, trotz derzeitiger wirtschaftlicher Schwierigkeiten, ein riesiger Wachstumsmarkt ist.

Dr. Wolfgang Clemens, Head of Product Management PolyIC und Nick Wagner, Geschäftsführer PolyIC

Erst am Anfang

Nick Wagner und Dr. Wolfgang Clemens reizt besonders das große Potenzial von PolyIC:

„Das Touchdisplay als User-Interface hat unsere Welt so nachhaltig verändert wie die Einführung des Smartphones. Wir stehen da erst ganz am Anfang.“

Übersetzt heißt das: Viele Produkte, die wir heute schon kennen, werden in Zukunft dadurch völlig neu definiert, dass mit einem Touchsensor Bedienelemente in nahezu beliebig gestaltete Oberflächen integriert werden können. Die transparenten und leitfähigen PolyTC-Folien von PolyIC eröffnen hier ganz neue Möglichkeiten, da individuelle Layouts sowie Sensorsysteme in hoher Qualität und in hohen Mengen umsetzbar sind. Um nur ein Beispiel zu nennen: hinterleuchtete Flächen im Fahrzeuginnenraum, deren Lichtfarbe per Slide-Funktion verändert werden kann. So wird aus einem durchgängig schwarzen Hidden-until-lit-Design1 beispielsweise ein Fensterheber, der gleichzeitig auch ein dekoratives Designelement ist. Dabei ist das eigentliche Bedienelement unter der Oberfläche verborgen, die Bedienung erfolgt wie auf dem Touchdisplay eines Mobiltelefons durch Streichen, Wischen oder Tippen mit dem Finger. Dahinter steckt eine Geschichte, die eigentlich typisch für KURZ ist – und typisch für PolyIC. Nick Wagner bringt es auf den Punkt: „Eine Technologie entwickeln, die durch Design und Funktionalität ganze neue Möglichkeiten der Bedienung und Produktgestaltung eröffnet – das ist eine KURZ-Stärke.“


1Hidden until lit bedeutet, dass Bedienelemente oder Piktogramme so lange unsichtbar sind, bis sie zur Bedienung aktiviert und hinterleuchtet werden.

Mehr Leistung integriert

PolyIC kann heute nicht nur einen Multitouch-Sensor auf Polyesterfolie drucken; dieser Sensor ist sogar hinterleuchtbar und kann damit Teil des Oberflächen- und Lichtdesigns eines Produkts werden. Was so einfach hingeschrieben ist, stellt in Wirklichkeit das Ergebnis eines langwierigen Entwicklungsprozesses voller Irrwege dar, an dessen Ende ein hauchdünner, transparenter Film mit einem metallisierten Anschlussstecker (Tail) steht. Seine Oberfläche ist mit Metal Mesh, einem leitfähigen Silbergitter bedruckt, dessen Linien so fein sind, dass man sie erst unter der Lupe erkennt.

Dieses Gitter ist dafür verantwortlich, dass die Berührung mit dem Finger oder das Wischen erkannt werden kann, je nach Sensortyp sogar nicht nur von einem Finger, sondern von mehreren. Multitouch nennt sich diese Eigenschaft, für die PolyIC nur eine einzige Schicht benötigt – ein unschätzbarer Vorteil, wenn man bedenkt, wo solche Touchsensoren üblicherweise eingesetzt werden. Da ist jedes bisschen weniger Komplexität Gold wert, weil dadurch zahlreiche Fehlerquellen eliminiert werden. PolyIC liefert beispielsweise Touchsensoren für Waschmaschinen, die in Südostasien verkauft werden und dort meist auf dem Balkon stehen – bei tropischen Temperaturen und bis zu 98 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit. Da bei PolyIC nur eine Folienlage vor eindringender Feuchtigkeit geschützt werden muss, sinkt die Zahl möglicher Fehlerquelle oder Defekte deutlich.

„Eine Technologie entwickeln, die durch Design und Funktionalität ganze neue Möglichkeiten der Bedienung und Gestaltung eröffnet – das ist eine KURZ-Stärke.“

Nick Wagner

Völlig von der Rolle

Ein weiterer Vorteil der PolyIC-Technologie liegt darin, dass unterschiedliche Sensoren in beliebiger Anordnung auf Folienmaterial von der Rolle gedruckt werden können. Anschließend werden daraus die Label inklusive der elektrischen Anschlüsse ausgestanzt und mit den weiteren Elementen (zum Beispiel Designs, die Bedienelemente enthalten) zum einbaufertigen Touchmodul integriert. Das erleichtert es, auch ungewöhnliche Designs und Flächen zu realisieren.

Wolfgang Clemens zeigt dazu im PolyIC-Showroom die Bedienelemente eines innovativ gestylten Multifunktionslenkrads. Dieses trägt Bedienfelder, die die Vorteile von High-End-Multitouch-Elementen auf engstem Raum auf den Punkt bringen.

Alles unter Kontrolle: innovative Multitouch-Elemente einer Lenkradstudie, die PolyIC schon 2019 auf der CES in Las Vegas präsentierte. Die Technologie liefert PolyIC bereits für Lenkräder eines namhaften deutschen Autohersteller in Serie.

Der Clou: Die Touchelemente bilden eine geschlossene Oberfläche und stellen damit einen sichtbaren Fortschritt gegenüber bisherigen Lenkradmodellen dar, bei denen alle Funktionen mithilfe kleiner Tasten und Schalter ausgelöst beziehungsweise kontrolliert wurden. Und das Beste: Aufgrund der komplexen Geometrie und der Enge des Einbauraums kann man diese Funktionen so nur mit einem Touchdisplay von PolyIC realisieren. Das sonst übliche manuelle Einkleben von Sensoren lässt sich hier nicht realisieren, wohl aber die auf das passende Format gedruckte Schaltung mit der individuellen Programmierung der Funktionen und der Integration des Touchdisplays per FFB, dem sogenannten Functional Foil Bonding, einem von KURZ und PolyIC patentierten Verfahren. Das Besondere: PolyTC-Sensoren sind dreidimensional verformbar und damit die ideale Lösung für organische Produktdesigns. Der Auftrag begann übrigens als „Testauftrag“ eines Ingenieurbüros und eröffnete PolyIC aufgrund seines großen Erfolgs PolyIC die Chance, im Elektronikbereich Lieferant eines großen deutschen OEMs aus der Automobilbranche zu werden. Mittlerweile wird dieses System produziert und hat noch 2020 seine Markteinführung. Weitere Projekte mit Touchsensoren für den Automotive-Markt sind ebenfalls dieses Jahr bereits realisiert worden oder werden noch umgesetzt.

Gut für den Kunden – die integrierte KURZ-Kompetenz

PolyIC nutzt für seine Projekte zahlreiche Kompetenzfelder von KURZ, angefangen beim Know-how für die Dekoration von Kunststoffoberflächen bis hin zu Maschinenbau und Fertigungsautomatisierung. 

Typisches Beispiel ist die schon erwähnte FFB-Technologie. Das Verfahren wurde erstmals 2018 vorgestellt. Es ersetzt die bisher erforderliche aufwendige Handarbeit beim Aufbau solcher Displays durch einen automatisierbaren Heißprägeprozess, der sich direkt an das Spritzgießen anschließen lässt. Dabei werden viele Nachteile der bis dato verwendeten optischen Klebstoffe auf einen Schlag beseitigt. Anders als das zur Sensorintegration ebenfalls eingesetzte Functional In-Mold-Labeling2 ist FFB nicht Teil des Spritzgießprozesses. Bei FFB wird der Sensor im Hub- oder Abrollverfahren festhaftend mit dem Kunststoffteil verbunden. Weil dies automatisiert oder durch den Maschinenbediener erfolgen kann, ist das Verfahren sehr flexibel in jede Fertigungslinie integrierbar und ermöglicht erstmals eine kostengünstige Serienintegration der Sensoren – dank des exakt abstimmbaren Verfahrens sogar in gewölbte Bedienelemente.


2Sonderverfahren beim Spritzgießen, bei dem in das Spritzgießwerkzeug eingelegte Sensoren mit Kunststoff hinterspritzt werden

PolyIC weiß, was sich Waschmaschinenhersteller wünschen

Wolfgang Clemens ist schon beim nächsten Erfolgsprojekt – einem Touchdisplay für sogenannte Weiße Ware. Das Ziel: ein Display für die neue Waschmaschinenlinie des Herstellers zu entwickeln, das alle Funktionen der unterschiedlichen Modelle steuern kann. Elektronik und Programmierung stammen von den Elektronikspezialisten des Herstellers – die Touchfunktionalität und die Technologie zur Integration in die Bedienblende kommen von PolyIC beziehungsweise KURZ. Und die haben es in sich, denn die Touchsensoren lassen sich so einstellen, dass der Hersteller für jedes seiner Waschmaschinenmodelle eine individuell gestaltete Bedienblende anbieten kann. Dazu muss er lediglich das Design der Bildschirmanzeige ändern, die Sensoren werden dann passend zum Design programmiert. Damit setzt PolyIC einen Meilenstein in Bezug auf Effizienz und Nachhaltigkeit in der Produktion, denn dank der unterschiedlichen Programmierungsmöglichkeiten sind die Stückzahlen der hergestellten Touchdisplays besonders hoch. Der Trend zur Touchbedienung und ihre Bedeutung für den Markterfolg der Produkte lässt sich auch an zahlreichen anderen Geräten beobachten, angefangen bei modernen Kaffeevollautomaten über Mikrowellengeräte und Herde bis hin zu elektrischen Zahnbürsten.

„Das Touchdisplay als User-Interface wird unsere Welt so nachhaltig verändern wie die Einführung des Smartphones. Wir stehen da erst ganz am Anfang.“

Dr. Wolfgang Clemens

Die Zukunft ist bedienbar – per Touch

Über die Jahre hat sich PolyIC auch im Bereich der Elektrotechnik umfangreiche Kompetenzen erworben, um seinen Kunden bei Bedarf die Anbindung der Touchdisplays an die Elektronik der Geräte bieten zu können, beispielsweise an die Controller der Displays, für die sie die Touchfunktionalität realisieren. Das bedeutet: Bei PolyIC bekommt der Kunde Dekoration, gedruckte Schaltung und Integration in die eigentliche Elektronik aus einer Hand. Für Nick Wagner eine unschlagbare Kombination, die die Märkte für Weiße Ware und für den Automobilinnenraum revolutionieren soll: „Wir sind mittlerweile so weit, dass wir mit unseren Displays sogar Low-End-Navigationssysteme beispielsweise in Autos eines Flottenbetreibers ausstatten könnten. Die Technologie ist sehr vielseitig, wie individuell regelbare Licht- und Farbdesigns oder Bedienelemente zeigen, die erst bei Annäherung hinterleuchtet und damit sichtbar werden. Dazu bieten wir mit der Möglichkeit, komplett geschlossene Bedienoberflächen zu schaffen, einen echten Mehrwert für unsere Kunden.“

Tastend den richtigen Weg finden: Touchdisplay von PolyIC für ein Navigationssystem von Continental

Erfolg zum Anfassen

PolyIC-Touchsensoren finden sich in vielen modernen Produkten, von A wie Auto bis W wie Wasserboiler. Aktuelles Highlight ist ein in die Mittelkonsole integrierter Lautstärkeregler für das 2020er Modell eines deutschen Automobilherstellers. Seit Anfang 2018 wurden bereits rund 1,6 Millionen Touchbedienungen in unterschiedlichsten Produkten verbaut, darunter allein 1,2 Millionen Waschmaschinen. Die überzeugende PolyIC-Technologie ist ebenfalls in über 15.000 Kaffeemaschinen eines schweizerischen Herstellers im Einsatz. Und auch über 80.000 Wasserboiler eines Herstellers aus China arbeiten mit der zukunftsweisenden Touchtechnologie aus dem Hause PolyIC.

Geschlossene Oberfläche – Bedienen per Touch: Bedienfeld einer Warmwasserversorgung für den südostasiatischen Raum
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