Spritzgießzelle vereint hohe Artikelvarianz mit automatisiertem Produktwechsel

Mit dem neuen Maschinen-Werkzeugkonzept lassen sich 159 Produktvarianten fertigen.

Flexibles Produktionskonzept vereint hohe Artikelvarianz mit Automatisierung

Automatisierungszellen

Automatisierungstechnik

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Automatisierungskomponenten

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Inserttechnik

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Handling, Handhabungstechnik

Multiaxialroboter für die Kunststoffverarbeitung

Eine Anlage, 159 Varianten

Automobilzulieferer Coko fertigt vier Strukturteile und zwölf Sichtteile für eine Lkw-Fahrerkabine auf einer vollautomatisierten Spritzgießanlage.

Dominick Sudeck (links), Global Process Management, und Sascha Böning, Industrial Engineering, vor dem komplexen Handlingsystem der Fertigungszelle. Im Vordergrund: spritzfrische Bauteile auf dem Förderband.

Coko fertigt verschiedene Automobilbauteile auf einer Turnkey-Anlage

Montagetechnik

Industrieroboter

Industrieroboter klein

Montageeinrichtungen

KFZ-Zulieferer

Dienstleistungen

Sechzehn auf einen Streich

Acht Unternehmen wurden am ersten Tag der K-Messe mit dem TecPart-Innovationspreis 2022 ausgezeichnet, eines davon doppelt und ein weiteres sogar dreifach.

Auf der K 2022 verleiht der GKV/TecPart elf Mal seinen Innovationspreis

Doriat, Clemens, Dr.

Schaumspritzgießen

Warmformen / Thermoformen

Spritzgießsimulation

Software

Simulation

Elastomer-Spritzgießen

Montagelinien

Montage

Montage-Spritzgießen

Ultraschallschweißen

Verbindungstechnik Verfahren

Thermisches Fügeverfahren

Dreidimensionale Puzzles

Zahoransky liefert Anlagen und Spritzgießwerkzeuge für die Herstellung von bruchsicheren Primärverpackungen für Medikamente. Drei Anwendungsbeispiele.

Das doppelte Schnellwechselsystem für Pipettenspitzen ermöglicht ein schnelles Wiederanfahren der Produktion nach kurzen Wartungsunterbrechungen.

Kunststoff statt Glas: Für mehr Freiheit im Design und Sicherheit im Umgang

Medizintechnik

Medizinprodukte

Pharmazeutische Primärverpackungen ohne Bruchgefahr

Wie das Spritzgießunternehmen Hauff die Herstellung von Oberkorbrollen für Spülmaschinen automatisiert hat.

Ein KR Quantec entnimmt simultan zum Spritzzyklus die Oberkorbrollen aus dem unteren Teil des Würfels und setzt sie in die Steckbuchsen in der oberen Hälfte ein, um die fertigen Teile danach zu entnehmen.

Autonome Produktion von der Maschine bis zur Palette

Handhabungsroboter

Elektrohaushaltsgeräte, Weiße Ware

Elektrotechnik, Elektronik

Palettierroboter

Fertigungsautomation

Spritzgießmaschinen

Digitaler Zwilling

Im Doppelpass mit dem Zauberwürfel

Touch-Bedienung durch integrierte und gedruckte Elektronik sowie haptische Feedback-Funktionen sind genauso wie lackierte Oberflächen mit Selbstheilungseffekt eine Herausforderung für die Kunststofftechnik. Sie könnten zu immensen Fortschritten bei der Auslegung und Produktion von Kunststoffbauteilen führen. In Kombination wären die drei Techniken eine unschlagbare Lösung für Mensch-Maschine-Schnittstellen. 

Moderne Fertigungstechniken für smarte und dekorative Oberflächen 

HMI, Bedienelemente, Displays

Polycarbonat

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

Folien

Oberflächentechnik

Oberflächenveredelung

Schnittstellen zwischen Mensch  und Maschine 

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 

Polyurethan

Laserstrukturieren

Lackieren

Im One-Shot-Verfahren zur Premium-Oberfläche 

Der Automobilzulieferer BIA erreicht durch Anpassungen in der Werkzeugauslegung eine große Designvielfalt mit verschiedenen Oberflächen.

Dank einer galvanikstabilen Dekorfolie, die mit einem galvanisierbaren Kunststoff hinterspritzt werden kann, lassen sich diverse Foliendekore mit einer Chromkomponente stoffschlüssig verbinden.

16:9

Werkzeug- und Formenbau

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Automotive

Fahrzeugbau

Werkzeuginvestition erweitert Oberflächenspektrum

Während der vergangenen Monate haben sich viele firmeninternen Abläufe und Entwicklungsprozesse verlangsamt und auch verändert. Trotz allem ist die Zeit nicht stehen geblieben, auch nicht in der Spritzgießtechnik. Dabei haben vor allem zwei Themen die Diskussion und Entwicklung geprägt: Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft. Nachfolgend einige Beispiele von Entwicklungen und Projekten, die das untermauern.

In die durchgehend 3D-geformte Instrumentenblende sind zwei Displays nahtlos integriert

Innovatives Spritzgießen in Zeiten der Pandemie

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Steuern, Regeln

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Spritzprägen

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Spritzgieß-Sonderverfahren

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Machine Learning

Datenanalyse

Schnecken und Plastifiziersysteme

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Lasermarkieren

Laserbearbeitungen

Inline- / Online-Messsysteme

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Kreislaufwirtschaft

Hinterm Horizont geht’s weiter

Über 60 Teilnehmer konnte die Wirth Werkzeugbau GmbH zu ihren Innovationstagen im September begrüßen. Im Zentrum des Programms stand das thermoplastische Schaumspritzgießen – mit einer besonderen Neuheit bei den Maschinenvorführungen.

Geschäftsführer Werner Wirth mit dem im Endlos-Sandwich-Spritzgießen hergestellten Ski

Bei den Wirth-Innovationstagen heißt es „Wissen und Technik live erleben“

Dynamische / variotherme Temperierung

Heißkanalsysteme

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeugbau mit Anwendungstechnik

Die Digitalisierung kommt zur rechten Zeit. Mehr und mehr entpuppen sich smarte Lösungen als Geburtshelfer ressourcenschonender Technologien und Wegbereiter für die Kreislaufwirtschaft. Digitale Assistenten für Prozessregelung und -bewertung sind längst Standard, und auch Messeaussteller ziehen einen besonderen Nutzen aus der Digitalisierung.

„Augmented Reality“ eingeblendet: Temperaturen der Schneckenzylinder-Regelzonen von  der Einzugszone bis zur Düse (beginnend rechts), sowie Animation des zukünftigen Programmablaufs

Trendige Spritzgießanwendungen auf der Fakuma 2021

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

Kunststoff-Rezyklat

Wegbereiter für die Kreislaufwirtschaft

Im Fokus aktueller Untersuchungen am Kunststoff-Institut Lüdenscheid steht die spritzgießtechnische Verbindung von Glas und Kunststoff. Dabei werden plane sowie umgeformte Gläser funktionell mit Kunststoff kombiniert. Im letzten Schritt streben die Forscher an, die Kunststoffschmelze zwischen einer Glas- und einer kapazitiven Folie einzuspritzen. Auf diese Weise soll ein funktionales Touchpad in einem Schuss erzeugt werden. 

Mit der Integration kapazitiver Sensorik nähert sich der Verbund aus Kunststoff und Glas seiner Vollendung 

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Glas

Kapazitive Sensoren

Hinterspritzen von umgeformten Gläsern 

Touchfolien, die bislang nur auf ebenen Oberflächen funktionierten, gibt es jetzt auch dreidimensional für gekrümmte Bauteile. Dies bietet völlig neue Produkt- und Designmöglichkeiten. Um die Funktionalität zu erhalten, sind Know-how und Fingerspitzengefühl gefragt. Beispielhaft dafür steht die Firma Hoefer & Sohn: Das Unternehmen mit Sitz in Fürth fertigt mit Turnkey-Anlagen von Arburg 3D-Touchpanels für Waschmaschinen und Trockner. 

Automatisiertes Spritzgießen von 3D-Touchpanels bei Hoefer & Sohn 

Fingerspitzengefühl gefragt 

In der einen Kavität entsteht ein Steuerungsdisplay im sogenannten Dead-Front-Design mit Touch-Sensor, nebenan ein Bauteil, das mit einer hinterleuchtbaren Beton-Design-Optik versehen wird: KraussMaffei und Leonhard Kurz zeigen auf der Fakuma, welches Maß an Funktionsintegration möglich ist, wenn man die Folienverfahren IMD und IML kombiniert. Das neue Folienvorschubgerät IMD SI Duo kann erstmals zwei Dekorbahnen unabhängig voneinander positionieren. Die erste Serienanwendung läuft bereits. 

KraussMaffei und Leonhard Kurz optimieren die kombinierten Folienverfahren IMD und IML 

Drei auf einen Streich 

Dekorative und funktionelle Beschichtungen beim Spritzgießen mit Trägerfolien auf Kunststoffbauteile zu übertragen, dafür ist Leonhard Kurz Spezialist. Dazu unterhält Kurz ein großes Spritzgieß-Technikum.

Dekor- und Funktionsbeschichtungen, wie sie bei Leonhard Kurz in Fürth entwickelt werden, ermöglichen die effiziente Realisierung neuer Designkonzepte, hier zu sehen am Beispiel einer dimmbar hinterleuchteten Pkw-Türblende

Leonhard Kurz erweitert Entwicklungskapazitäten für Funktionsfolien mit Spritzgießanlagen von Wittmann Battenfeld

Spritzgießmaschinen, allgemein

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Von der Rolle in die dritte Dimension

Hinterspritzen funktionalisierter PET-Folien

Bedienoberflächen mit „Wisch und weg“

Bedienblenden, in denen die Funktions- und Dekorschicht durch Heißprägen bzw. Kleben nachträglich auf das Bauteil aufgebracht werden, kommen in großer Stückzahl aus Asien. In der Schweiz hat das IWK zusammen mit einigen Industriepartnern kürzlich ein Projekt zu Ende geführt, das die Herstellung solcher Bauteile auf einen Spritzgießprozess verkürzt und diesen damit auch für Verarbeiter in Westeuropa attraktiv macht.

Die Herstellung funktionaler Bedienblenden in einem einstufigen Spritzgießprozess macht die Produktion auch für Verarbeiter in Westeuropa attraktiv.

Smartphones und viele weitere Geräte aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik werden heute wie selbstverständlich durch Berühren einer kapazitiven Oberfläche bedient. Inzwischen tritt diese Technik ihren Siegeszug auch bei Haushaltsgeräten sowie im automobilen Innenraum an. Damit sind einige wesentliche Vorteile verbunden. Zum einen lassen sich immer mehr Funktionen in eine Bedienblende integrieren, ohne dass die Komplexität der Module steigt. Im Gegenteil: Eine Vielzahl an Tasten, Kippschaltern, Drehknöpfen und Rollrädern wird auf diese Weise durch ein einziges Bauteil substituiert, das sich zudem durch ein ansprechendes Design auszeichnet. Zum anderen erlaubt es diese Technik, ein hohes Maß an Standardisierung mit der Einführung neuer Geschäftsmodelle zu verbinden – ein wichtiger Trend in der Automobilindustrie. Konkret funktioniert das so, dass der Fahrzeughersteller einzelne Funktionen, die sich hinter der semitransparent bedruckten Folie an der Bauteiloberfläche verbergen, nur freischaltet, wenn der Kunde sie bucht.

Doch der OEM profitiert nicht nur auf der Erlös-, sondern auch auf der Kostenseite. Da mehrere Einzelteile wie die genannten Schalter wegfallen, für die bisher eigene, oft in 2K-Technik ausgeführte Spritzgießwerkzeuge hergestellt werden mussten, genügt nun eines. Weiteres Plus: Der OEM erspart sich die Produktion mehrerer ähnlicher Modultypen mit verschiedenen Funktionalitäten – samt der dahinterliegenden Lieferlogistik –, denn in einem Bauteil sind alle Funktionen ohne Mehraufwand bereits integriert.

Um diese Technik am Wirtschaftsstandort Schweiz zu etablieren, hat das Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung (IWK) in Rapperswil mit vier Industriepartnern die Rahmenbedingungen für eine Umsetzung in die Serie untersucht. Das IWK ist im Kanton St. Gallen am Ostufer des Zürichsees beheimatet und laut Institutsleiter Prof. Dr. Frank Ehrig eines der größten Institute im Departement Technik der Ostschweizer Fachhochschule  (OST). Zu den Projektpartnern zählen in diesem Fall hauptsächlich der Spritzgießverarbeiter A. & J. Stöckli AG und die Kurz-Gruppe, Hersteller auf Trägerfolien applizierter Dekorations- und Funktionsschichten, sowie zwei Endkunden, die ihre Produkte bei Stöckli fertigen lassen, namentlich aber nicht genannt werden wollen. Auf Vorschlag des IWK zudem mit an Bord: der Heißkanalhersteller Günther.

Das Projekt wurde von Innosuisse, der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung, kofinanziert. Ehrig, Mitgründer des IWK 2005, erläutert die Hintergründe: „Die Technologie selbst ist nicht neu, sie geht auf den Oberflächenspezialisten Kurz zurück und wird in einigen Anwendungen schon länger praktiziert. Die Produkte, über die wir hier reden, kommen heute größtenteils aus Asien. Dort werden die Folien allerdings nachträglich auflaminiert, sowohl das Dekor als auch die funktionalisierte Oberfläche.“ Derart personalintensive Prozesse seien in einem Hochlohnland natürlich nicht möglich. „Deshalb sah das Projektziel nicht nur vor auszuloten, wie solche Geräte zukünftig aussehen können, wenn man diese Technologie einsetzt, sondern auch, wie man sie vollautomatisch fertigen kann“, so Ehrig weiter.

Spritzgießen, Dekoration und Funktionsintegration in einem Schritt

Um zu veranschaulichen, wie bei der Herstellung solcher Bedienblenden in einem Schuss Bedien-, Design- und Funktionsfläche miteinander verschmelzen, wirft Curdin Wick (Bild 1), Leiter des Fachbereichs Spritzgießen/PUR am IWK, beim Ortstermin ein Video des Prozesses an die Wand des Besprechungsraums. Im Grundsatz handelt es sich dabei um eine Kombination des IMD- und IML-Verfahrens auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugs.

Auf der beweglichen Seite des Werkzeugs (Bild 2) wird das Bauteil im IMD-Verfahren (In-Mold Decoration) mit einer Dekoroberfläche veredelt, indem während des Spritzgießprozesses ein mehrschichtiges Lackpaket im kundenspezifischen Design auf das Kunststoffbauteil übertragen wird. Nach jedem Zyklus wird die Folie (Hersteller: Kurz) von einem auf der Aufspannplatte der Maschine positionierten Folienvorschubgerät wie von einer Filmrolle nachgeführt, während unterhalb der Schließeinheit die verbrauchte Trägerfolie aufgewickelt wird. Dabei stoppt das jeweilige Einzelbilddekor automatisch in der richtigen Position und wird mit einem Klemmrahmen an der Kavität fixiert. Anschließend wird die Luft zwischen der Trägerfolie und der Kavität evakuiert.

Gleichzeitig legt ein Linearroboter auf der festen Werkzeugseite eine auf Maß zugeschnittene Sensorfolie ein, die ebenfalls mit Vakuum in Position gehalten wird. Diese Folie, hergestellt von PolyIC, einem Tochterunternehmen von Kurz, ist mit einer leitfähigen Mikrostruktur bedruckt und wird im IML-Verfahren (In-Mold Labeling) hinterspritzt. „Wenn das Werkzeug zufährt, wird der Kunststoff seitlich über einen Filmanguss in den 2 mm breiten Spalt zwischen die beiden Folien eingespritzt“, erklärt Wick. Auf diese Weise entsteht ein funktionsfähiges Bauteil in einem Schritt.

In mehreren Projektphasen untersuchten die Schweizer Kunststoffspezialisten sowohl die Prozessauslegung als auch die Gestaltungsmöglichkeiten für die Blende und die Kompatibilität verschiedener Materialkombinationen. Dazu wurde zunächst ein Werkzeug zur Herstellung einer einfachen, nahezu ebenen Versuchsblende gebaut. Curdin Wick fasst zusammen: „Damit haben wir verschiedene Aufbauten des Dekors und mehrere transparente Materialien wie Polycarbonat, PMMA oder den Copolyester Tritan getestet, auch bezüglich ihrer Kratzfestigkeit. Je nachdem, muss das Dekor noch mit UV-Strahlung ausgehärtet werden. Auch die Einspritztemperatur spielt eine Rolle, wie sauber das Dekor auf das Material übertragen wird, da gibt es schon prozessbedingte Einschränkungen. Wir haben dann evaluiert, welche Materialkombination am besten passt.“ Ergebnis: Die Folien werden mit PMMA hinterspritzt.

Mit dem Versuchswerkzeug hat das Team um Wick auch einen Prozesskniff entwickelt: Für gewöhnlich ragt der sogenannte Tail an der IML-Folie – ein Fortsatz, mit dem das Bauteil schließlich elektrisch angeschlossen wird – beim Spritzgießprozess seitlich über die Werkzeugtrennung hinaus. Mit dem modifizierten Werkzeugeinsatz lässt sich der Tail in der Kavität verstecken. „Dadurch können wir den Tail nun auch in der Mitte platzieren, weil er nicht mehr hinterspritzt werden kann – normalerweise befindet er sich am Rand“, hebt Wick einen weiteren Vorteil hervor.

Im nächsten Schritt entwickelte das IWK mit seinen Projektpartnern eine Blende für einen Demonstrator (Titelbild) von Grund auf neu. Nun ging es darum, gewölbte Oberflächen umzusetzen (Bild 3). „Welche Umformgrade macht das Dekor noch mit? Welche Designideen und Foliengrößen sind überhaupt möglich? Das wollten wir feststellen, auch um die verschiedenen Anforderungen unserer Projektpartner zu berücksichtigen“, erläutert Wick. Dabei habe man sich auf Erfahrungswerte gestützt, die Kurz über viele Jahre gesammelt habe. „Wir sind nahe an die Grenze des Machbaren gegangen, haben diese aber nicht ausgereizt, weil man sonst Gefahr läuft, dass durch Faltenwurf an den Ecken der Lack nicht sauber übertragen oder sogar die ganze Folie verzogen wird, dann stimmt das Muster nicht mehr“, so der Projektleiter.

Allerdings wird nur das Dekor (IMD) auf die 3D-verformte Bauteilpartie aufgebracht, bei der Sensorfolie bleibt es bei 2D (bzw. 2,5D in eine Richtung). Dass die Sensorfolie flach im Werkzeug liegt, sieht man am fertigen Bauteil an einer feinen Linie – das ist der Vakuumspalt im Werkzeug, der sich auf der Oberfläche der Folie abzeichnet.

Wick zufolge lautete eine weitere Projektvorgabe, in die Bedienblende sogenannte Verschwinde- bzw. Dead-Front-Effekte zu integrieren. Hierbei präsentiert sich die Blende im ausgeschalteten Zustand möglichst unauffällig, meist als glatte schwarze Oberfläche. Nach dem Einschalten erscheint durch Hinterleuchtung ein Bedienfeld oder ein transluzentes Dekor. Dieser Wechsel zwischen blickdichten nahtlosen Designfronten und illuminierten Funktionsfeldern oder Dekoren lässt sich nur mit einem speziellen Schichtaufbau generieren, der bei Kurz in mehreren Schritten auf die Oberfläche der IMD-Folie gedruckt wird.

Als technische Basis für die kapazitiven Sensortasten überträgt der Folienhersteller PolyIC im Siebdruckverfahren ein hochfeines „Metal Mesh“, eine Art silberhaltige Tinte, auf ein dünnes (ca. 75 µm), flexibles PET-Substrat, mal als Gitternetzstruktur, mal in Form eines Diamant- oder, wie in diesem Fall, Backgammon-Musters. Damit lassen sich Bedienelemente in verschiedenen Größen sowohl auf ebenen als auch gewölbten Oberflächen erzeugen. Gemessen an ihrem filigranen Aufbau sind die Folien erstaunlich robust. Die Einspritzphase verläuft ohne besondere Rücksichtnahme, denn, so Wick, die Elektronik befinde sich auf der Rückseite, nicht auf der Einspritzseite. „Die Kunststoffschmelze kommt somit nur mit der PET-Trägerfolie in Kontakt, nicht mit den Leiterbahnen.“

Dennoch war es dem IWK wichtig, für das Projekt einen bestimmten Heißkanalhersteller zu nominieren. Der Fachbereichsleiter dazu: „Die Heißkanalsysteme und Düsen von Günther haben schon in vergangenen Projekten sehr zuverlässig funktioniert. Gerade wenn, wie in dieser Anwendung hohe optische Anforderungen, eine geringe Scherbeanspruchung sowie variable Angusspunkt-Querschnitte und eine hohe Prozesssicherheit gefragt sind, macht sich die ausgereifte Technik bezahlt.“ Er hebt darüber hinaus das eindeutige Öffnungsverhalten, die gleichbleibende Angussqualität und die Möglichkeit des sequenziellen Einspritzens hervor. „Die Zusammenarbeit mit Günther besteht schon lange und umfasst auch einige Extras. Beispielsweise läuft aktuell ein Projekt, bei dem wir 2K-Schäume herstellen. Hier hat Günther für uns eine neue Coaxialdüse entwickelt, mit der wir die zwei Komponenten im Sandwichverfahren verarbeiten können“, so Wick weiter.

Für das Bedienblendenprojekt war eine Standard-Nadelverschlussdüse vom Typ 12NHT2–300S (Bild 4) ausreichend. Die Systemdüse mit konventionellem Heizelement wird mit dem Verteiler verschraubt. In der Vorkammer-Ausführung LA (Nadelführung aus pulvermetallurgischem Stahl) ermöglicht sie ein Eintauchen bis auf den Artikel und ist somit konturgebend. Im Bedarfsfall kann die Nadelführung ohne großen Aufwand gewechselt werden. Durch Austausch der Nadelführung und der Nadel lässt sich der Durchmesser des Angusspunkts ohne Nacharbeit am Formnest vergrößern bzw. verkleinern. In der Sonderausführung mit einem Titanring als thermische Isolierung kann der Anwender den Einsatzbereich der Düse auf Hochleistungskunststoffe wie PBT, PEEK oder flüssigkristalline Polymere (LCP) erweitern.

Auch die Dickschichttechnik BlueFlow von Günther ist für Curdin Wick eine Überlegung wert: „Wir haben bei uns auch Düsen mit der BlueFlow-Technologie im Einsatz. Insbesondere in Zeiten der Energiekrise ist diese Technologie sicher eine interessante Möglichkeit für die Verarbeiter. In unseren Forschungsprojekten kommt es darauf meist noch nicht so an, da sind andere Kriterien entscheidend wie etwa die Prozesssicherheit und die Produktqualität.“

Designideen werden spielerisch materialisiert

Die spritzgegossene Blende lässt sich im Nu einbauen. Nachdem der Filmanguss per Laserbeschnitt oder Fräsen abgetrennt worden ist, wird der Tail in seiner Funktion als simpler Standardanschluss in die Elektronik einer Leiterplatte geklipst. Damit ist die Bedienblende bereit zur Montage. „In einem realen Bauteil hätte man lediglich noch Schnapper oder Dome zur Verschraubung integriert“, so Wick. Als Beispiel für eine Blende in der Größe des Demonstrators nannte er eine Kaffeemaschine. Auch hier wünschten Designer sich heute ebene unterbrechungsfreie Flächen, die im ausgeschalteten Zustand deaktiviert seien.

Das Sensorfeld der Folie lässt sich nahezu beliebig programmieren. Je nachdem, ob mit einem Touch ein Tastendruck oder die Bewegung eines Schiebereglers (Slider) ausgeführt werden soll, die Steuerung wertet Näherung und Position der Finger aus. Veranlasst wird der Schaltvorgang de facto durch eine Kapazitätsänderung. Vorteil: Man kann verschiedene Produktvarianten in einem Schuss realisieren. Nach einem Folientausch (Designänderung) zum Beispiel muss einfach eine andere Software aufgespielt werden.

Um Interessenten und potenziellen Kunden vorführen zu können, welche Designideen sich auf diese Weise fast spielerisch materialisieren lassen, haben Curdin Wick und sein Team die neue Bedienblende zu einem funktionalen „Backofen-Demonstrator“ verbaut (Bild 5). Der Controller für das Auslesen der Sensorfolie und für die Ansteuerung der Funktionen wurde dabei komplett vom Institut für Kommunikationssysteme (ICOM) der OST entwickelt. Wenn man die „nackte“ Blende gegen das Licht hält, sieht man die Bedienfelder bereits durchschimmern. Aber erst, wenn sie im eingebauten Zustand hinterleuchtet wird, sind die verschiedenen Tasten, Slider und Symbole in voller Schönheit sichtbar. Beim Ausschalten verschwinden die Icons wieder.

Das Projekt lief insgesamt zweieinhalb Jahre, und Stöckli, der in Netstal im Glarner Land ansässige Verarbeiter, hat die Anlage für die kombinierte IMD/IML-Anwendung in dieser Zeit zur Serienreife gebracht (Bild 6). Vorläufiges Fazit von Professor Frank Ehrig: „Wir haben unsere Projektziele erreicht und gezeigt, dass man durch das Hinterspritzen funktionalisierter Folien großflächige 3D-geformte Blenden mit Touchbedienung wirtschaftlich fertigen kann. Zwar lohnt sich die Umsetzung nur bei entsprechenden Stückzahlen, aber der Bedarf wird steigen. Denn nur optische und haptische Anforderungen zu erfüllen, wird in Zukunft nicht mehr reichen. Mit zunehmender Digitalisierung müssen Blenden in vielen Bereichen zum Human Machine Interface werden.“

Günther Heisskanaltechnik GmbH  

https://www.guenther-heisskanal.de

Ausgabenartikel KU02-23

In die Bedienblende sind sogenannte Verschwinde- bzw. Dead-Front-Effekte integriert.

Bild 1. Curdin Wick ist am IWK Fachbereichsleiter Spritzgießen/PUR und Dozent Maschinentechnik.

Bild 2. Ober- und unterhalb des Werkzeugs sieht man das Equipment zur Nachführung der IMD-Folie (links), der Sechsachsroboter im Hintergrund legt gerade die IML-Sensorfolie ein (rechts).

Bild 3. Ansprechende Designideen mit möglichst gewölbten Oberflächen umzusetzen, war Zielsetzung der zweiten Projektphase.

Bild 4. Günther als bevorzugter Heißkanalpartner steuerte die Nadelverschlussdüse 12NHT2 (hier in der Version LA) bei. 

Bild 5. Demonstrator für die Bedienblende eines Backofens mit verschiedenen Funktionstasten und einem Slider zur Temperatureinstellung: Jede Seite auf dem Display kann anders gestaltet werden. 

Bild 6. Im Zentrum der Fertigungszelle für die kombinierte IMD/IML-Anwendung steht eine Spritzgießmaschine des Typs KM 400/2000 GX  von KraussMaffei.

Hauptartikel

Einstufiger Spritzgießprozess zur Herstellung funktionaler Bedienblenden

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