Polymeerchemicus Stephan Harkema van TNO is gespecialiseerd in de ontwikkeling van een nieuw soort printplaten. Daarbij worden de elektronische onderdelen op een dun velletje buigbaar plastic geprint. De techniek maakt het mogelijk om gebogen elektronische kaartjes te maken. Zo kunnen de mooiste ronde vormen ontstaan en worden aanraakknopjes onzichtbaar in het materiaal verwerkt.

In-mold electronics heet de techniek, die in trek is bij autofabrikanten. Die gebruiken de printplaatjes om de neus van hun auto’s vol elektronische onderdelen te stoppen of een geïntegreerd dashboard te maken. Harkema wijst op analyses die voorspellen dat de markt wereldwijd groeit van 172 miljoen dollar (161 miljoen euro) in 2022 naar ruim 3 miljard dollar in 2032.

Verbrandingsoven

Maar er is ook een probleem, realiseerde Harkema zich toen hij de prullenbak naast zijn laboratorium zag. De printplaatjes zijn moeilijk te recyclen. Dat komt doordat de elektronische onderdelen vastzitten tussen twee lagen plastic. Metalen en plastic zijn zo moeilijk te scheiden. Alle afgedankte, mislukte en verouderde printplaten gaan de verbrandingsoven in. En dus ging hij met collega’s op zoek naar een techniek die het mogelijk maakt de metalen en de plastics terug te winnen.

Uiteindelijk ontwikkelden ze een wateroplosbare laag die ze tussen de twee plastic lagen kunnen aanbrengen. Die maakt het mogelijk om die twee lagen eenvoudig van elkaar te trekken.

In zijn Eindhovense kantoor doet Harkema het voor. Met een soepele beweging trekt hij de printplaat van het harde plastic af. Het gaat nog niet altijd goed, blijkt als ook de verslaggever het probeert: de printplaat scheurt bij de hoekjes. Als dat gebeurt, gaat alsnog al het materiaal verloren.

Repareren

Doordat de plastic laagjes van elkaar te scheiden zijn, kunnen printplaatfabrikanten ze makkelijker repareren wanneer tijdens het fabricageproces iets fout is gegaan. Als de plaatjes aan het einde van het productieproces niet blijken te werken, kunnen de plastic lagen worden gescheiden en kan de fout worden hersteld. Dat scheelt afval. Nu gaan zulke mislukte printplaatjes namelijk de prullenbak in.

Inmiddels ontwikkelen Harkema en zijn team verschillende scheidingslagen, zowel wateroplosbaar als van materialen die chemisch te scheiden zijn. De verschillende technieken zijn nodig omdat ieder eindproduct weer aan andere eisen moet voldoen. Autofabrikanten zullen niet willen dat de elektronica uit de wagen valt als het regent, bijvoorbeeld.

Patenten

Harkema heeft de eerste patenten binnen. Samen met het Finse bedrijf TactoTek, dat marktleider is voor plastic onderdelen waarin in-mold elektronica is verwerkt, zoekt hij samenwerking met autofabrikanten. Harkema verwacht veel interesse, omdat de Europese Unie autofabrikanten strikte regels oplegt voor het hergebruik van materialen. In 2035 moet 25 procent van het plastic hergebruikt kunnen worden.

In moderne elektrische auto’s zit ongeveer 5 tot 8 vierkante meter aan printplaten. Dat zijn voornamelijk nog de ”ouderwetse” printplaten, waarbij de elektronica op een harde platte groene plaat is bevestigd. Maar die kunnen naar verwachting dus deels vervangen worden door de nieuwe techniek.