Automatisiertes Spritzgießen von 3D-Touchpanels

Hoefer & Sohn, Fürth, ist ein Hersteller von Präzisionswerkzeugen und technischen Kunststoffteilen sowie montierten Komponenten. Im Bereich In-Mould-Decoration (IMD) und In-Mould-Labelling (IML) kooperiert das Familienunternehmen mit der ebenfalls in Fürth ansässigen Firma Leonhard Kurz, die auf Trägerfolien applizierte Dekorations- und Funktionsschichten entwickelt und produziert. Deren jüngste Innovation ist eine leitfähige Folie (Poly TC) mit Metal-Mesh-Strukturen. Diese ermöglicht die kostengünstige Herstellung flexibler, 3D-gekrümmter Oberflächen in Kombinationen mit IMD.

Der Kunststoffverarbeiter ist Partner für den Serieneinsatz und hat für diese komplexe Aufgabe mehrere Fertigungszellen mit Arburg, Loßburg, realisiert. „Mit der Fertigung der 3D-Touchpanels haben wir Neuland betreten“, so Dr. Christoph Badock, Geschäftsführer von Hoefer & Sohn. „Zum einen sind die dünnen Folien mechanisch flexibel, wodurch sich Herausforderungen bei der Handhabung und der Verarbeitung ergeben. Zum anderen ist das Bauteil aus Designgründen ‚windschief‘ und hat daher keinerlei Bezugspunkte. Entsprechend anspruchsvoll war für uns die Herstellung der Werkzeuge und Greifermodule“, erläutert der Geschäftsführer. Um auszuschließen, dass der Verarbeitungsprozess die Funktionalität von Folie und Bauteil beeinträchtigt, erfolgt eine elektrische und optische 100-Prozent-Prüfung.

Über einer Million Touchpanels

Produktinszelle, Produktionshalle, Spritzerei, Geschäftsführung,

„Auf Basis einer Grundsatzentwicklung von BSH Hausgeräte und Kurz haben wir einen Prozess für das Serienbauteil entwickelt“, beschreibt Martina Badock, geschäftsführende Gesellschafterin von Hoefer & Sohn, die Realisierungsphase. Mittlerweile haben die drei Turnkey-Anlagen eine Kapazität von über einer Million Touchpanels. Rund 80 Prozent sind für den chinesischen Markt, der Rest für Europa.

Die drei Turnkey-Anlagen für Touchpanels stehen in der neuen, 2.000 m2 große Halle, die hinsichtlich Sauberkeit und Hygiene vor allem auf die Fertigung von Medizinerzeugnissen abgestimmt ist. (Bildquelle: Hoefer & Sohn)

Alle drei Turnkey-Anlagen wurden mittlerweile an einen zweiten Standort in Fürth verlagert. Die neue, 2.000 m² große Halle ist hinsichtlich Sauberkeit und Hygiene vor allem auf die Fertigung von Medizinerzeugnissen abgestimmt. Dort ist unter anderem auch ein weiterer Teil des eigenen Hoefer-Formenbaus untergebracht. Derzeit entstehen sieben Produktvarianten auf den Turnkey-Anlagen.

Die beiden zuerst angeschafften Fertigungszellen bestehen jeweils aus einem hybriden Allrounder 630 H mit 2.500 kN Schließkraft und Reinraummodul, einem Kuka Sechs-Achs-Roboter sowie Bearbeitungs-, Prüf- und Laserstationen. Die jüngste Turnkey-Anlage ist ebenfalls um einen hybriden, aber leistungsstärkeren Allrounder 820 H mit 4.000 kN Schließkraft aufgebaut und wurde im Februar 2018 in Betrieb genommen. Die 2-fach-Werkzeuge und die Greifermodule stammen von Hoefer & Sohn. Die beiden kleineren Anlagen sind an einen Reinraum angedockt, die größere arbeitet in einen eigenen Sauberraum. Dort laufen alle vor- und nachgelagerten Schritte ab, um das elektrostatische Aufladen und ein Verschmutzen der Folien und Bauteile zu vermeiden.

Der Ablauf im Detail

Die dünnen Folien sind mechanisch flexibel, wodurch sich Herausforderungen bei der Handhabung und der Verarbeitung ergeben. (Bildquelle: Arburg)

Das Bauteil ist aus Design-Gründen ‚windschief‘ und hat daher keinerlei Bezugspunkte. Die Werkzeuge und Greifermodule waren entsprechend anspruchsvoll herzustellen. (Bildquelle: Arburg)

Touchfolien gibt es jetzt auch in 3D für gekrümmte Bauteile. (Bildquelle: Arburg)

In zwei Aufnahmestationen des Schiebetischs werden manuell je zwei vorbehandelte Folien eingelegt. Diese werden in einem automatisierten Prozess mit den gespritzten Panels verbunden. Dabei übernimmt ein 6-Achs-Roboter das gesamte Handling innerhalb der Fertigungszelle. Nach dem Abtrennen des Angusses in der Laserstation und der elektrischen Funktionalitätsprüfung der Bauteile werden diese in den Bedienbereich geführt. Dort erfolgen Finalisierung und Qualitätskontrolle der Touchpanels und das Verpacken für den Überseetransport.

In Planung: Industrie 4.0

Als Ausbaustufe befindet sich das Bedrucken der Folien mit DM-Codes in der Erprobungsphase, um Produktions- und Qualitätsparameter jederzeit abrufen zu können. Diese Industrie 4.0-Lösung wurde bereits implementiert und erfolgreich getestet.

Kontakt

Hoefer & Sohn, Fürth

info@hoefer-und-sohn.de