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Interieur Wearables als Vorbild: JLR druckt Elektronik

| Autor / Redakteur: Christian Otto / Maximiliane Reichhardt

Die Elektronik beansprucht im vernetzten Fahrzeuginnenraum viel Platz und drückt aufs Gewicht. Jaguar Land Rover hat hier eine Technologie entwickelt, die auch bei den Zulieferern ankommt.

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Elektronik im Innenraum: leichter, dünner und dabei robust. JLR hat dafür eine eigene Technologie entwickelt.
Elektronik im Innenraum: leichter, dünner und dabei robust. JLR hat dafür eine eigene Technologie entwickelt.
(Bild: Jaguar Land Rover)

Gewichtseinsparungen von bis zu 60 Prozent und bis zu 14-mal flachere Teile: Was sich nach ferner Zukunft anhört, könnte schon in Kürze serienreif sein. Die beeindruckenden Zielwerte stammen von Jaguar Land Rover (JLR) und beziehen sich auf Elektronikprodukte für Fahrzeugcockpits. Der britische Premiumhersteller greift den Trend zu radikal anderen Innenräumen auf und will selbst Akzente setzen. Dabei steht aus Sicht von JLR der Nutzer im Mittelpunkt: Dieser wolle im Fahrzeuginnenraum noch mehr Personalisierung und auf mechanische Knöpfe verzichten. Er erwarte eine individualisierbare Ambiente-Beleuchtung und noch dünnere, aufgedruckte Displays oder eingegossene Sensoren, so wie er es von Produkten aus der Consumerelektronikwelt gewohnt sei. Das alles fordere auf der Herstellerseite leichte, kleine und vor allem flexibel gestaltete Packages.

Ashutosh Tomar lenkt bei JLR das LESA-Projekt.
Ashutosh Tomar lenkt bei JLR das LESA-Projekt.
(Bild: Jaguar Land Rover)

Vorbild Consumerelektronik

So viel zur gut klingenden Theorie. Doch JLR trommelt nicht nur mit Marketing für seine Vision, sondern hat auch eine eigene Technologie namens „LESA“ (Lightweight Electronics in Simplified Architecture) konzipiert. Inspiration gaben unter anderem flexible „Wearables“ und gebogene TV-Bildschirme in OLED-Technik aus dem B2C-Bereich. Ashutosh Tomar, Technology Transformation Manager bei Jaguar Land Rover, erklärt den Ausgangspunkt: „Wir mussten den Zielkonflikt lösen, mehr elektronische Inhalte im Fahrzeug abzubilden und gleichzeitig den Insassen dort mehr Raum zu bieten.

Dabei haben wir erkannt, dass es eine existierende Technologie gibt. Unser Job war es dann, diese in die automobile Welt zu überführen.“ Mit „existierender Technologie“ meint Tomar die sogenannte strukturierte Elektronik, von der neben der Verbrauchertechnologie auch schon das Gesundheitswesen, die Luft- und Raumfahrt sowie die Militärindustrie profitieren.

3-D-basierte Technologie

Konkret verbirgt sich hinter LESA ein 3-D-basierter Ansatz, bei dem Elektronik in gedruckter und eingegossener Form zum Einsatz kommt. Dabei werden Kabel, Sensoren und weitere Steuerungselemente in allen nichtmetallischen Materialien direkt eingegossen oder aufgedruckt, was vor allem Gewichtseinsparungen bringt. Zudem entfallen sperrige Steuergeräte, und das Package verkleinert sich. Die Entwicklungsabteilung des Herstellers hat zudem über Kapselung die Haltbarkeit von Sensoren erhöht, die so besser gegen Erschütterungen, Feuchtigkeit und Ablagerungen geschützt sein sollen.

Im Detail wird bei der Herstellung der Systeme über CAD (Computer Aided Design) das jeweilige Bauteil zunächst „aufgefaltet“. Der elektronische Schaltkreis – der nach bisheriger Methode in einem konventionellen Steuergerät verkabelt wurde – wird dann auf die flache Oberfläche gedruckt und die Komponenten werden montiert, ehe die CAD-Darstellung in das 3-D-Original zurückgeht. Das Teil inklusive der auf der Oberfläche aufgedruckten Elektronik ist damit bereit für die Serienproduktion. Jaguar Land Rover hat die LESA-Technologie schon erfolgreich an einem Prototyp für ein Overhead-Bedienpanel getestet. Dabei wurde nicht nur Masse eingespart: Auch die Dicke schrumpfte von 50 auf 3,5 Millimeter.

Resonanz bei Zulieferern

Dass man als OEM die Technologie nicht alleine vorantreiben kann, war JLR bewusst. Deshalb beinhaltete die Entwicklung auch die Einbindung einer Supply Chain: „Wir arbeiteten heraus, welche Herausforderungen die Lieferkette bringt“, erklärt Tomar. Eine der größten war es, den Kunststoff- und Elektronikherstellern zu erklären, wie man beide Themen zusammenbringt. Laut Tomar wurde schnell deutlich, dass verschiedene Tier-1-Supplier den JLR-Ansatz und die Prozesse dahinter sehr interessant finden oder sogar schon umsetzen.

Er glaubt, dass sie dafür teilweise auch in Start-ups investieren, die sich auf das Drucken von Elektrokomponenten spezialisiert haben. „Das ist für mich Elektronik 2.0 für den Automobilbereich“, so Tomar. Vor allem bei der Gewichtseinsparung sieht der JLR-Manager noch Potenzial. Der Hersteller hat vier Schlüsselbereiche identifiziert, in denen gedruckte Elektronik sinnvoll ist:

  • Erstens Kunden-Interaktions-Features, das heißt dort, wo die Nutzer mit Knöpfen und Oberflächen interagieren, etwa über Touch- oder Multi-Touch-Oberflächen.
  • Zweitens Sensoren.
  • Drittens Steuergeräte und die elektrische Differenzialsperre.
  • Und viertens die Energiegewinnung und -speicherung.

Leichtbau-Strategie

Vor allem der Fokus auf den Leichtbau soll nicht nur Selbstzweck, sondern Teil der JLR-Strategie sein, die der Vision „Destination Zero“ folgt. Die Gewichtsreduktion soll für künftige Modelle von Jaguar und Land Rover eine höhere elektrische Reichweite oder einen geringeren Kraftstoffverbrauch bringen. Damit will der OEM dem Unternehmensziel einer Zero-Emission-Zukunft näher rücken.

Derzeit konzentriert sich der britische Automobilhersteller beim Einsatz strukturierter Elektronik sehr stark auf den Innenraum. Das Potenzial hängt laut Ashutosh Tomar immer von der jeweiligen Applikation ab. Diese könnten intelligente Oberflächen, strukturelle und flexible Elektronik, künftige Audioanwendungen und andere aufkommende und unterstützende Technologien umfassen. 60 Prozent leichter und 14-mal flacher sind wohl aber nicht in jedem Fall möglich.

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Über den Autor

 Christian Otto

Christian Otto

stellvertretender Chefredakteur, AUTOMOBIL INDUSTRIE