La electrónica 3D y la electrónica aditiva en la industria automotriz alcanzará los 43009 millones de dólares en 2034

El mercado de la electrónica 3D y la electrónica aditiva en la industria automotriz alcanzará los 43009 millones de dólares en 2034

  Con la electrónica 3D, se pueden reemplazar los voluminosos PCB, lo que da como resultado diseños elegantes e integrados. La industria automotriz es uno de los sectores que más se beneficia de esta tecnología, ya que la electrónica puede imprimirse en una capa delgada sobre superficies o integrarse dentro de componentes, lo que puede ser particularmente útil para interfaces hombre-máquina (HMI). 

 

El informe de IDTechEx "Electrónica 3D/Electrónica aditiva 2024-2034: Tecnologías, actores y mercados" analiza las tecnologías y tendencias del mercado que prometen llevar la electrónica al ámbito 3D. A partir de más de 40 perfiles de empresas, la mayoría basados ​​en entrevistas, evalúa tres segmentos distintos del panorama de la electrónica 3D: aplicación de electrónica a una superficie 3D (parcialmente aditiva), electrónica en molde y electrónica totalmente aditiva. Dentro de cada segmento, el informe evalúa las diferentes tecnologías, las posibles barreras de adopción y las oportunidades de aplicación. Incluye pronósticos de mercado detallados a 10 años para cada sector de tecnología y aplicación, delineados tanto por ingresos como por área/volumen. 

La electrónica 3D y la electrónica aditiva en la industria automotriz alcanzará los 43009 millones de dólares en 2034

 

 

Motivación por la electrónica 3D

Si bien la electrónica 3D parcialmente aditiva se ha utilizado durante mucho tiempo para agregar antenas e interconexiones conductoras simples a la superficie de objetos de plástico moldeados por inyección en 3D, cada vez se están agregando circuitos más complejos a superficies hechas de una variedad de materiales mediante la utilización de nuevas técnicas. Además, la electrónica en molde y la electrónica impresa en 3D permiten integrar circuitos completos dentro de un objeto, ofreciendo múltiples beneficios que incluyen fabricación simplificada y factores de forma novedosos. Con la electrónica 3D, agregar funcionalidad electrónica ya no requiere incorporar una PCB plana y rígida en un objeto y luego cablear los interruptores, sensores, fuentes de energía y otros componentes externos relevantes.

 

El informe compara los pros y los contras de cada enfoque para múltiples aplicaciones, con numerosos estudios de casos que muestran cómo se implementan las diferentes técnicas de fabricación en los sectores de automoción, bienes de consumo, embalajes de circuitos integrados y dispositivos médicos. Además, a través de un análisis detallado de las tecnologías y sus requisitos, IDTechEx identifica oportunidades de innovación tanto para materiales como para métodos de fabricación.

 

Aplicar electrónica a una superficie 3D

El enfoque más establecido para agregar funcionalidad eléctrica a la superficie de objetos 3D es la estructuración directa por láser (LDS). LDS experimentó un enorme crecimiento hace aproximadamente una década y se utiliza para fabricar cientos de millones de dispositivos cada año, de los cuales alrededor del 75% son antenas. Sin embargo, a pesar de su alta velocidad de creación de patrones y su adopción generalizada, LDS tiene algunas debilidades que dejan espacio para enfoques alternativos a la metalización de superficies. La impresión por chorro de válvula o denominada dispensación, una técnica que permite la deposición de una amplia gama de materiales, ya se utiliza para una pequeña proporción de antenas y es el enfoque elegido para sistemas que depositan circuitos completos en superficies 3D.

 

La inyección de aerosol y la transferencia directa inducida por láser (LIFT) son otras tecnologías de deposición digital que ofrecen resoluciones más altas y una deposición rápida de una amplia gama de materiales, respectivamente. En este informe también se comparan otras técnicas emergentes, como la dosificación ultraprecisa, la impresión electrohidrodinámica, la impresión por impulso, la tampografía y la metalización por pulverización, lo que permite un nuevo potencial de mercado para la electrónica en superficies 3D. Una ventaja de los métodos de deposición digital de la actual tecnología LDS es que también se pueden depositar materiales dieléctricos dentro del mismo sistema de impresión, permitiendo así circuitos multicapa. También se pueden depositar adhesivos aislantes y conductores, lo que permite montar componentes SMD en la superficie.

 

Estado y potencial de mercado de los métodos de metalización para cada aplicación. Fuente: IDTechEx

Electrónica en molde

Los interiores optimizados de automóviles son un gran mercado para la electrónica 3D, donde la tecnología puede incorporar funciones electrónicas en nuevos factores de forma con atractivo estético y características de diseño moderno. Hay muchas posibilidades para la electrónica 3D en diversos materiales de superficie. El informe de IDTechEx, " Electrónica 3D/Electrónica aditiva 2024-2034: tecnologías, actores y mercados ", los explora más a fondo, junto con las predicciones del mercado para el futuro de la tecnología.

Las interfaces sensibles al tacto son un ejemplo de un componente que podría utilizar electrónica en molde (IME), utilizando serigrafía con tintas y adhesivos conductores. IME puede hacer que los componentes sean completamente funcionales e integrados sin exceso de materiales y son más adecuados para HMI en interiores de automóviles.

Mayores resultados con menores costos de producción son un beneficio de la tecnología IME y su instalación es más económica que las pantallas táctiles. Hay muchas oportunidades de superficie para la electrónica 3D en pantallas y tableros de automóviles, donde de otro modo los botones podrían parecer voluminosos y no ajustarse a la estética deseada. IME también puede ser adecuado para la producción en masa, ya que utiliza tecnología simple y confiable y muy pocas restricciones de proceso.

Electrónica parcialmente aditiva

La electrónica parcialmente aditiva, o la aplicación de electrónica a una superficie, incluye métodos como la estructuración directa por láser (LDS), el aerosol o la impresión por inyección de tinta. La tecnología utiliza tintas conductoras o termoplásticos compatibles con LDS para crear capacidades electrónicas sobre estructuras 3D, agregando un circuito a una superficie en lugar de integrarlo y también eliminando la necesidad de una PCB. LDS es actualmente el más popular, ya que permite incorporar componentes electrónicos en varias superficies con bastante facilidad y se utiliza comercialmente en la industria automotriz. Otros métodos de electrónica aditiva aún se encuentran en las etapas de creación de prototipos.

El moldeado por inserción de película y los interruptores capacitivos con láminas son otras nuevas tecnologías de fabricación alternativas para interiores de automóviles que ya se han lanzado al mercado. Podrían trabajar junto con las tecnologías IME y LDS para producir hardware moderno y de alta tecnología.

Electrónica impresa en 3D

La electrónica impresa en 3D o la electrónica totalmente aditiva son conocidas por ser resistentes y pueden proporcionar una calidad confiable con la electrónica integrada en los productos. La tecnología permite una personalización masiva y cambios menores y puede crear los diseños más complejos, incluidos dispositivos médicos como prótesis y audífonos.

También es posible crear prototipos rápidamente con electrónica totalmente aditiva, utilizando materiales que van desde tintas conductoras hasta termoplásticos. También podría utilizarse para fabricar repuestos, destacando la versatilidad en varios sectores. Sin embargo, este método todavía se encuentra en la etapa de creación de prototipos semicomerciales para la industria automotriz, justo detrás de la electrónica aditiva en molde y 3D, por lo que pronto podría progresar hasta convertirse en uno de los principales competidores en oportunidades de HMI, especialmente con sus posibilidades de creación de prototipos y fabricación de repuestos.

El informe destaca que las ventas de electrónica 3D están aumentando rápidamente y que, en general, la tecnología IME parece ser mejor para las interfaces hombre-máquina que la electrónica aditiva. IDTechEx identifica algunos desafíos para esta tecnología en el informe, que incluyen la velocidad a la que se puede producir la electrónica 3D, la confiabilidad del producto y la aceptabilidad dentro del mercado a medida que varios sectores y consumidores se adaptan a esta nueva tecnología.

Los impulsores de la electrónica 3D incluyen la reducción del volumen de envío, el costo y el consumo de material. En un mercado tan grande como el de la industria automotriz, estas nuevas tecnologías serán enormemente beneficiosas para los nuevos diseños de vehículos. Con materiales reducidos, los nuevos componentes podrían prometer ser más sencillos de ensamblar y, por lo tanto, más sencillos de reparar o reemplazar.

Para obtener más información, consulte el informe de IDTechEx, "Electrónica 3D/Electrónica aditiva 2024-2034: tecnologías, actores y mercados", visitando http://www.idtechex.com/3DElec . Hay páginas de muestra descargables disponibles.

Para conocer el portafolio completo de investigaciones de mercado de electrónica impresa y flexible de IDTechEx, consulte www.IDTechEx.com/Research/PE .

Para obtener más información sobre la Cumbre y Exposición Hydrogen Americas 2024, visite https://www.hydrogen-americas-summit.com/

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