Aus dreidimensionalen Kunststoffkörpern wird durch Laserbearbeitung und anschließendes stromloses Metallisieren ein dreidimensionaler Schaltungsträger. Ein Kunstgriff ergänzt die Prozesskette um ein kostengünstiges, schnelles Verfahren zur Herstellung von Prototypen. 

3D-Drucke werden MID-Schaltungsträger 

3D-MID-Baugruppen

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Laserstrukturieren

Kupferleiter aus dem Bad 

Pharmazeutische Bördelkappen bestehen in der Regel aus einer Aluminiumdünnblech- und einer Kunststoffkomponente. Durch einen kombinierten Tiefzieh- und Hinterspritzprozess mit vorgeschalteter Inline-Laserbearbeitung des Aluminiumdünnblechs kann die Prozesskette deutlich verkürzt werden.

Die Bördelkappe für Injektionsfläschchen wird in einem zweistufigen Prozess gefertigt.

Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozess mit mikroformschlüssigem Verbund

Hybridtechnik

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießen

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Aluminiumlegierungen

Metall Werkstoffe

NE-Metalle

Tiefziehen

Verfahren für die spanlose Fertigung

Spritzgieß-Sonderverfahren

Simulation Stanzen / Umformen

Software

Simulation

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Medizintechnik

Medizinprodukte

 Prozesskette zur Herstellung hybrider Medizinprodukte

Mit dem jüngsten Modell der Fusion3D-Baureihe erweitert die LPKF Laser & Electronics AG, Garbsen, ihr Programm der Hochleistungs-Lasersysteme für die Laser-Direktstrukturierung (LDS). Der LPKF Fusion3D 1200 ist als flexible Variante für unterschiedliche Produktionsvolumina konzipiert. Auf Grund seines modularen Aufbaus lässt sich das Lasersystem mit bis zu drei Bearbeitungsköpfen ausstatten, um kurze Zykluszeiten zu erreichen. 

Mit Rundschalttisch und Vision-System 

Laser-Bearbeitungsmaschinen

Mechanisches Bearbeiten manuell

LDS-Lasersystem LPKF Fusion3D 1200 

Leichtbau, kleine Losgrößen, fortschreitende Integration elektronischer Funktionen: Die generellen Industrietrends überlagern auch die Spritzgießbranche. Die Entwicklung der letzten Jahre kennt bemerkenswerte Lösungen für unterschiedlichste Anforderungen. Parallel dazu haben die Anlagenbauer sich in aller Stille auf den Weg gemacht: Präzise geregelte Prozesse sind die Basis für viele Anwendungen, nun scheint auch die sich selbst optimierende Spritzgießmaschine keine Utopie mehr zu sein. 

Sichtbare und unsichtbare Innovationen, die die Branche weiterbringen.  Auch die Menschheit? 

Steuern, Regeln

Additive Fertigung

Spritzgießmaschinen

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Metallpulver-Spritzgießen

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Schaumspritzgießen

Temperiertechnik

Nobelpreis für Spritzgießen 

Im Bundesexzellenzcluster Merge werden neue Prozesse zum Innenhochdruck-Spritzgießen für die Verarbeitung thermoplastischer Faserverbunde erforscht. Mit Gas als Umform- und Stützmedium wurden erstmals faserverstärkte Kunststoffrohre verarbeitet. Damit gelang es den Forschern, in konkreten Anwendungsfällen das Bauteilgewicht und die Prozesskosten zu senken sowie die Produktivität zu steigern. 

Technologiefusion aus Innenhochdruck-Umformung und Spritzgießen forciert Leichtbau 

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff-Profile

Der Weg zum funktionalisierten FKV-Rohr 

In einem Gemeinschaftsprojekt haben sieben Unternehmen eine Technologiekombination für die Herstellung von elektronisch funktionalisierten, qualitativ hochwertigen Oberflächen u. a. für Anwendungen im und am Automobil entwickelt. Zum ersten Mal öffentlich zu sehen waren die Demo-Bauteile auf der Fakuma 2018.  

Kombination von Technologien zur Herstellung elektronisch funktionalisierter Kunststoffbauteile 

HMI, Bedienelemente, Displays

Polyurethan

Lackieren

Im One-Shot-Verfahren zur Premium-Oberfläche 

Mit einem pfiffigen Give-away haben sich vier Projektpartner vergangenen Oktober auf der Fakuma in Szene gesetzt. Zwei der beteiligten Unternehmen, Horst Keller Werkzeugbau und Hasco, arbeiten bereits seit fast 50 Jahren verlässlich zusammen und haben das Projekt nach einer Idee des Spritzgießmaschinenherstellers Dr. Boy zusammen mit einem weiteren Netzwerkpartner in kurzer Zeit umgesetzt. 

Vier Unternehmen tun sich für das Gemeinschaftsprojekt "Check Card" zusammen 

Normalien und Heißkanaltechnik

Multifunktionales Messegeschenk 

Die Füllung von Spritzgießwerkzeugen ist unter anderem von der Oberflächenbeschaffenheit der Kavität abhängig. Eine anwendungsorientiert ausgelegte Strukturierung der Kavitätsoberfläche steigert die erreichbare Fließweglänge der Schmelze materialabhängig um bis zu 18 %. Dem Anwender bietet sich somit die Möglichkeit, mit bestehender Anlagentechnik längere Fließwege zu erzielen. 

Eine strukturierte Oberfläche im Spritzgießwerkzeug ermöglicht längere Fließwege 

Rheologie

Alles fließt weiter 

Für Fertigungsverfahren, mit denen sich Leichtbauteile in Großserien kosteneffizient herstellen lassen, gibt es einen wachsenden Bedarf.

Laserstrukturieren: Laserstrahlung hoher Intensität verdampft lokal Metall und erzeugt dabei Mikrostrukturen mit Hinterschneidungen. Auf der so vorbehandelten Oberfläche können faserverstärkte Kunststoffe durch mechanische Verkrallung gut haften (© Fraunhofer ILT)

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Lasergestütztes Fertigungsverfahren ermöglicht die Herstellung von Hybridbauteilen

UD-Tapes

Kunststoff Werkstoffe

Verstärkungsstoffe

Verbindungstechnik, hybride

Verbindungstechnik Verfahren

Lasertechnik

Schnüre, Bänder, Tapes

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Karosseriebauteile lokal verstärken

Transparente Funktions- und Designelemente setzen sich oftmals aus Glas- und Kunststoffmaterialien zusammen. Sie mithilfe von Klebstoffen oder Haftvermittlern zu verbinden, kann jedoch problematisch sein, da Klebstoffe nur bedingt alterungsbeständig sind und Glas meist schlecht benetzbar ist. Ein zweistufiges Verfahren, bei dem ein Laser zunächst mikro- und nanoskalige Strukturen im Glas erzeugt, in die später Kunststoffschmelze eindringen kann, erlaubt hochfeste Hybridverbindungen.

Laserstrukturierung einer Glasprobe: Die Mikrostrukturen werden mit einem Abstand von ca. 1 mm in ein etwa 3 mm dickes Glassubstrat eingebracht. Dabei führt ein Scannersystem eine CO2-Laserstrahlung mit hohen Geschwindigkeiten mehrfach über das Glassubstrat. Beim Auftreffen des Laserstrahls verdampft das Material und die abgetragenen Partikel sind als gelbe Stichflammen erkennbar

Neuartige Glas-Kunststoff-Hybridverbindungen mittels präziser Laserstrukturierung

Laserschweißen

Thermisches Fügeverfahren

Glas und Kunststoff vereint

Als Alternative zu klassischen Fügeverfahren können durch das thermische Direktfügen in Kombination mit geeigneten Oberflächenvorbehandlungen stabile Fügeverbindungen für unterschiedlichste Materialkombinationen erzeugt werden.

Elektronikgehäuse aus Aluminiumdruckguss mit PA-6-Abdeckungen sind ein möglicher Anwendungsfall für das thermische Direktfügen

Thermisches Direktfügen von Kunststoff-Metall-Verbindungen für industrielle Anwendungen

Aluminium

Polypropylen

Thermoplaste

Alternativen zum Kleben und  mechanischen Fügen

Zum 1. Januar 2021 haben Marina und Marco Reichle die Geschäftsführung der Reichle Technologiezentrum GmbH übernommen.

Marco Reichle, Marina Reichle, Volker Reichle (v.l.n.r.)

Personen

kunststoffe.de

Oberflächenveredelung

Dienstleistungen

Lohnfertigung

Generationswechsel beim Reichle Technologiezentrum

In der dritten Auflage zieht die Fachmesse trotz leicht rückläufiger Aussteller- und Besucherzahlen eine positive Bilanz.

Drei Stationen, drei Komponenten: Drehtellerwerkzeug für die Bedienblende des Thermomix TM5

Die Moulding Expo entwickelt sich zum Branchen- und Ideenmarktplatz

Doriat, Clemens, Dr.

Instandhaltung

Normalien für die Kunststofffertigung

Normalien

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Dynamische / variotherme Temperierung

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Heißkanalsysteme

Kaltkanalsysteme

Sensorbestückte Alleskönner

Surfen ist ein großartiges Naturerlebnis? Nicht immer, werden doch Surfer oft hautnah damit konfrontiert,wie sehr die Meere unter der Verschmutzung durch Kunststoffabfälle leiden.

Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Kreislaufwirtschaft

Surfen mit gutem Gewissen

Ein neues, vom Kunststoff-Institut Lüdenscheid entwickeltes und patentiertes Verfahren ermöglicht es, Bauteile direkt in der Fertigung oder auch nachträglich mit Oberflächenstrukturen und Schriftzügen zu individualisieren.

Mit dem patentierten Verfahren lassen sich Oberflächenstrukturen bis 0,5 mm Höhe materialschonend aufbringen.

Erhabene Strukturen mit geringer Laserleistung erzielen

Edle Designideen fürs Automobilinterieur

Mit einer Symbiose aus 3D-Textur und Lack- und Lichtsystemen schaffen die Unternehmen Reichle Technologiezentrum, Mankiewicz und Lightworks ein Tag-Nacht-Design mit neuen Möglichkeiten.

Mit einer Symbiose aus 3D-Textur und Lack- und Lichtsystemen schaffen die Unternehmen Reichle Technologiezentrum, Mankiewicz und Lightworks ein Tag-Nacht-Design mit neuen Möglichkeiten. Der Überraschungsmoment entsteht dadurch, dass die Wirkung durchleuchteter Oberflächen bei Tageslicht nicht sichtbar ist und erst bei Einschalten der Beleuchtung zum Vorschein kommen.

Megatrends wie Elektromobilität und autonomes Fahren verändern nicht nur die Automobilindustrie, sondern auch die Gestaltungsansprüche an jegliche Produkte. Im Automobilinterieur stehen die Oberflächen – und das damit verbundene Nutzererlebnis im Fokus. So sieht es auf jeden Fall Marco Reichle, Geschäftsführer der Reichle Technologiezentrum GmbH in Bissingen/Teck.

Design und Optik alleine reichen nicht fürs gewünschte Nutzererlebnis

„Ansprechende Innenräume und Ambientebeleuchtung allein durch Design und Optik zu gestalten, genügt den Ansprüchen der heutigen Zeit nicht mehr“, so Reichle. „Das übergeordnete Ziel von Innenräumen ist nun viel mehr ein Zusammenspiel von Funktionalität und Erlebnis.“ Der Laserexperte setzte dieses Ziel in einem konkreten Praxisbeispiel um. In einem Gemeinschaftsprojekt wurde die partielle Durchleuchtung 3D-texturierter Oberflächen untersucht.

 Dafür holte sich Reichle zwei Partner ins Boot: Seit Jahren arbeiten die Bissinger eng mit der Mankiewicz GmbH & Co. KG und der Lightworks GmbH zusammen. Das Team erarbeitete gemeinsam ein neues Konzept in Sachen Ambientebeleuchtung. Raffiniert dabei ist ein Überraschungsmoment für den Fahrzeuginsassen. Er entsteht dadurch, dass die Wirkung durchleuchteter Oberflächen und Kristalle bei Tageslicht nicht sichtbar sind und erst bei Einschalten der Beleuchtung zum Vorschein kommen. Erreicht wird dieser Effekt mit einer Kombination aus Oberflächendesign, gelaserter 3D-Textur und Licht- und Lacksystemen.

Die Texturierung der Oberflächen wird in die Form gelasert

Das Produktdesign spielte in diesem Projekt eine entscheidende Rolle. Die Oberfläche des Bauteils wurde in einem ersten Schritt von Designern so ausgelegt, dass bei Tageslicht eine ästhetische Oberfläche geschaffen wird und gleichzeitig bei Nacht zuvor nicht sichtbare Muster und Effekte sichtbar werden können. Die erarbeitete Oberfläche wurde auf einer 5-Achs-Laseranlage des Herstellers GF Machining Solutions in die Werkzeugeinsätze eingebracht. Die Herausforderung dabei war, dass keine CAD-Datensätze des geschwundenen Kunststoffteils inklusive der Textur existierten. Deshalb verwendet das Reichle Technologiezentrum eigens entwickelte Algorithmen seiner Forschungs- und Entwicklungsabteilung, um Texturen passgenau selbst in geschwundene Bauteile mit einer Toleranz von nur einem bis zwei Hundertstel mm einzubringen. Im Anschluss wurde die Oberfläche mit einem speziell entwickelten Mehrschichtlacksystem versehen, das eine partielle Durchleuchtung ermöglicht und ein Lichtkonzept erstellt, das die Art der Durchleuchtung festlegt.

Individualisierungen vom Logo bis zur antibakteriellen Auslegung

Hinsichtlich der Individualisierbarkeit des Tag-Nacht-Designs gewährt die Technologie maximale Designfreiheit. Von der mittels Lasertechnik umgesetzten 3D-Textur über das Licht bis hin zur Beschichtung, die „Anti-Fingerprint“ oder gar antibakteriell ausgelegt werden kann, eröffnen sich dem Anwender ganz neue Möglichkeiten der Gestaltung. Bei dem ganzheitlichen Designkonzept handelt es sich um vollkommen geschlossene Oberflächen, die alle Anforderungen der Automobilnorm erfüllen. Dadurch verschmelzen Dekor, Textur, Lack und Licht ohne zusätzliche Konturleiter nahtlos miteinander und bieten ein haptisches und optisches Erlebnis. Selbst Logos, Schriftzüge und Grafiken können so eingebracht werden. Dabei bildet das Basis-Kunststoffteil die Grundlage des Designs, wodurch keine Zusatzinvestitionen notwendig werden. Durch das Realisieren der Durchleuchtung auf der Bauteiloberfläche selbst, können unerwünschte Parallaxeffekte zudem vollständig vermieden werden. Im Vergleich zum herkömmlichen und bei partieller Beleuchtung auf texturierten Oberflächen nicht umsetzbaren Folienhinterspritzen, konzentriert sich das Tag-Nacht-Design-Konzept auf 3D-texturierte Oberflächen, wodurch ein hohes Maß an Präzision und eine Passgenauigkeit von wenigen Mikrometern realisiert werden können.

Durch die Designfreiheit kann es sowohl als Sonderausstattung angeboten werden als auch in Großserie auf Stückzahl eins individualisiert werden. Die möglichen Einsatzbereiche sind dabei insbesondere Dekorleisten, komplette Türverkleidungen, Mittelkonsolen oder in naher Zukunft auch Exterieuranwendungen wie Frontscheinwerfer, Heckleuchten, Kühlergrills oder sogar Außenhautteile – aber auch Anwendungen für Elektrogeräte, den Flugzeugbau, Möbel, Bad- und Küchenarmaturen. Anwendungsbeispiele wie verschiedene Texturen bei unterschiedlichen Fahrmodi, leuchtende Seriennummern bei Sonderserien oder eine Kombination mit Touch-Funktionen sind nur einige der denkbaren Möglichkeiten.

Das Reichle Technologiezentrum entwickelt dabei zusammen mit der Lightworks GmbH die gesamte Lichttechnik. Beginnend mit der Lichtsimulation, über das ganzheitliche Lichtsystem und die Auslegung der Flächenlichtleiter mit den notwendigen Auskoppeloptiken bis hin zur Realisierung im Spritzwerkzeug unter ausschließlicher Verwendung von hochpräziser Femtolasertechnik, die für die notwendige Präzision essenziell ist.

Mankiewicz hat in dem Entwicklungsprojekt die speziellen Lacksysteme entworfen und realisiert, sodass eine im Tagdesign unsichtbare Durchleuchtungslösung durch vollkommen geschlossene Oberflächen realisiert werden konnte. Ebenso ist der spezielle Laserprimer eine Neuentwicklung, die durch eine nur wenige µm dicke Schichtdicke besticht.

Die Herausforderungen des Beleuchtungskonzepts

Für die besondere Ambientebeleuchtung liegen in jeder einzelnen Technologie auch besondere Herausforderungen:

<ul><li>Werkzeugbau: Je nach Textur und Texturtiefe muss ein Offset im Werkzeug vorgehalten werden, sodass nach dem Lasertexturieren eine absolute Maßhaltigkeit gewährleistet werden kann und die Werkzeugtrennungen präzise passen. Das benötigte Offsetkonzept kann insbesondere bei auslaufenden Strukturen (fade-out) sehr komplex werden.</li><li>Lasertexturieren: Die Zugänglichkeit im Werkzeug muss für den Laserstrahl gewährleistet werden. Beim Lasertexturieren selbst im Werkzeug bestehen keine großen Herausforderungen, eher in der Designentwicklung davor.</li><li>Spritzgießprozess: Die stabile Maßhaltigkeit über den Serienprozess hinweg. Die Wanddicken der aus transparentem PC oder PMMA bestehenden Kunststoffteile liegen bei 2 - 3 mm.</li><li>Lackieren: Die sehr dünnen Schichtdicken der speziellen Lacksysteme.</li></ul>

Trend für die Zukunft des Automobilinterieurs?

Marco Reichle ist mit den Ergebnissen des Projekts zufrieden. Was hat ihn dazu bewegt, dieses Entwicklungsprojekt zu starten? Reichle: „Ambientebeleuchtung ist heutzutage nicht mehr wegzudenken aus den Fahrzeugen, allerdings sind diese seit vielen Jahren sehr ähnlich über Konturlichtleiter. Wir sehen in Zukunft die Symbiose aus Licht und Dekor, weshalb wir uns dazu entschieden hatten, Ambientebeleuchtungen direkt in Dekorleisten oder allgemeine Kunststoffteile zu integrieren, damit wir einen Überraschungseffekt im Nachtdesign bewirken können. Unser Bestreben war es dabei insbesondere, das ganze Thema auf 3D-texturierten Oberflächen zu realisieren, da es dafür bis dato keine technische und prozesssichere Lösung gibt. Eine Folienhinterspritzung mit partiellen, passgenauen Bereichen auf eine Textur oder Narbung ist Stand heute nicht realisierbar.“

Eine serienfähige Lösung zur Umspritzung von Kristallen wird aktuell entwickelt, um eine wirtschaftliche Fertigung darstellen zu können.

Reichle Technologiezentrum GmbH  

https://www.reichle.de

Ausgabenartikel KU06-22

Speziell beschichtete Swarowski-Kristalle reflektieren das Licht, wie vom Designer im Vorfeld berechnet.

Dekorleisten im Fahrzeug mit partieller Durchleuchtung im Tag-Nacht-Design.

Sieht die Zukunft des Interieurs in einer Symbiose aus Licht und Dekor: Marco Reichle, Geschäftsführer des Reichle Technologiezentrums.

Das linke Bild zeigt einen Werkzeugeinsatz, die Bilder rechts davon zeigen zwei unterschiedliche Beleuchtungsvarianten, die bei Einschalten der Beleuchtung zum Vorschein kommen.

Reichle - Hauptartikel

Sophia Weiß arbeitet bei Reichle Technologiezentrum im Bereich Marketing.

Reichle Technologiezentrum GmbH; <a href="http://www.reichle.de" target="_blank">www.reichle.de</a>

Mankiewicz GmbH & Co. KG; <a href="http://www.mankiewicz.com" target="_blank">www.mankiewicz.com</a>

Lightworks GmbH; <a href="http://www.lightworks-gmbh.com" target="_blank">www.lightworks-gmbh.com</a>