Prozessautomatisierung: Wie 3D-Druck die Elektronikfertigung unterstützt

Die Siemens AG in Karlsruhe entwickelt mittels 3D-Druck neuartige Lösungen für die Prozessautomatisierung in der Fertigung elektronischer Bauteile.

Im Manufacturing Karlsruhe (MF-K) von Siemens gelten zum Schutz der Bauteile gegen elektrostatische Entladung strenge Vorschriften für alle eingesetzten Komponenten, um eine hohe Produktqualität gewährleisten zu können. Weiterhin sollen Innovation und Flexibilität im Werk gefördert werden. Deshalb hat das Innovationslabor des MF-K in die additiven Fertigungstechnologien von Stratasys investiert. Mithilfe einer Fortus 450mc und dem Material ABS-ESD7 von Stratasys werden neuartige Automatisierungslösungen entwickelt, die den europäischen ESD-Normen vollständig entsprechen. Das MF-K hat damit eine Möglichkeit additiv gefertigte Komponenten schnell herzustellen und somit flexibler und wertschöpfender zu werden. Es können Funktionen realisiert werden, die mit konventionellen Fertigungsmethoden nicht möglich wären.

In Karlsruhe werden Produkte für die Prozessautomatisierung gefertigt

Siemens Karlsruhe gilt als Standort der Prozessautomatisierung und ist größtenteils dem Geschäftsbereich Digital Industries zuzuordnen. Siemens Digital Industries ist führender Anbieter von durchgehenden  Software-, Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen für die Industrialisierung von Additive Manufacturing (AM). Zusätzlich dazu setzt Siemens AM auch in eigenen Werken ein und kann dadurch die Time to Market reduzieren und eine höhere Produktivität und Flexibilität erreichen.

Im Manufacturing Karlsruhe (MF-K) werden Produkte für die Prozessautomatisierung, für die industrielle Kommunikation und Identifikation sowie robuste, kundenspezifische Industrie-PCs gefertigt.

Im Oktober 2018 wurde dort das Innovationslabor gegründet. Die Aufgabe des Innovationslabors ist die Erprobung und Entwicklung von Lösungen mittels disruptiver Technologien, um einerseits Prozesse zu verbessern und zu beschleunigen, aber auch, die Mitarbeiter in ihrer Arbeit zu unterstützen.

3D-Druck: Hohe Produktvarianz und kleine Stückzahlen erfordern flexiblere Prozesse

Das Tagesgeschäft des MF-K ist gekennzeichnet durch eine hohe Produktvarianz und kleine Stückzahlen. Um die Kostenposition einer Massenproduktion zu erreichen ist es notwendig diese Komplexität des Produktionssystems zu reduzieren. Dies erfolgt durch die kontinuierliche Verbesserung der eigenen Prozesse sowie eine höhere Flexibilität der Produktionsabläufe, die Reduzierung von Durchlaufzeiten und beispielsweise die kostengünstige und schnelle Realisierung innovativer Automatisierungslösungen. Im Hinblick auf diese Ziele werden im Innovationslabor des MF-K Stratasys FDM – und PolyJet-3D-Drucksysteme eingesetzt.

Als Elektronikwerk arbeitet das MF-K tagtäglich mit elektrostatisch empfindlichen Bauteilen, die durch elektrostatische Entladungen in ihrer Funktion beeinträchtigt oder gar zerstört werden könnten. Daher ist eine Einhaltung der ESD-Normen unerlässlich.

„Stratasys bietet Materialien für die additive Fertigung an, die unter anderem den europäischen ESD-Normen entsprechen und einen zuverlässigen und reproduzierbaren 3D Druck ermöglichen. Die Fortus 450mc und das Material ABS-ESD7 bieten dabei eine ideale Kombination, um unsere Anforderungen optimal zu erfüllen,“ erklärt Benjamin Heller, Projektleiter Disruptive Technologien, Siemens Digital Industries.

Die Fortus 450mc ist bekannt für die Herstellung von langlebigen und formstabilen additiv gefertigten Komponenten aus leistungsstarken Thermoplasten, die sich ideal für den Einsatz in einem Produktionsumfeld eignen.

Komponenten für die Prozessautomatisierung werden im Innovationslabor entwickelt

Diese Komponenten für Automatisierungslösungen werden im Innovationslabor entwickelt und erprobt. Das MF-K nutzt die Systeme von Stratasys für den Druck von Montagevorrichtungen, produktabhängigen Trays und Robotergreifern.

Stratasys bietet Materialien für die additive Fertigung an, die unter anderem den europäischen ESD-Normen entsprechen und einen zuverlässigen und reproduzierbaren 3D Druck ermöglichen – angewandt fuer beispielsweise Gehäuse von Robotergreifern „Die Fortus 450mc und das Material ABS-ESD7 bieten eine ideale Kombination, um unsere Anforderungen optimal zu erfüllen,“  erklärt Benjamin Heller, Projektleiter Disruptive Technologien, Siemens Digital Industries

Das MF-K nutzt die Systeme von Stratasys für den Druck von Montagevorrichtungen, produktabhängigen Trays und Robotergreifern.

„Besonders bei Robotergreifern hat die additive Fertigung Vorteile gegenüber konventionellen Methoden. Die Greifer können kompakt designt und Funktionen wie beispielsweise komplexe Vakuumkanäle im Grundkörper eines Greifers realisiert werden. Zudem gibt es die Möglichkeit flexible Strukturen zu drucken,“ sagt Heller.

 „Stratasys bietet Materialien für die additive Fertigung an, die unter anderem den europäischen ESD-Normen entsprechen und einen zuverlässigen und reproduzierbaren 3D Druck ermöglichen. Für eine Elektronikproduktion wie das MF-K sind die ableitbaren Eigenschaften des Materials unerlässlich. Der 3D-Drucker Fortus 450mc und das Material ABS-ESD7 von Stratasys bieten dabei eine ideale Kombination, um unsere Anforderungen optimal zu erfüllen.“

Benjamin Heller, Projektleiter Disruptive Technologien, Siemens Digital Industries

Lesen Sie auch: 3D-Druck: Gesichtsimplantate und Satellitenbauteile