Expertensystem und Unternehmensnetzwerk für schnelle Lösungen

Funktionelle Oberflächen realisieren

Ein "Expertensystem" zur Herstellung von Spritzgießteilen mit Funktionsoberflächen soll - dank der Zusammenarbeit mehrere Unternehmen - helfen, die Möglichkeiten der Technologien auszureizen und neue Anwendungen generieren.

Während einer Veranstaltung des Spritzgießmaschinen-Herstellers Engel präsentierte Plastic Electronic, Technologieentwickler und Anbieter von Funktionsfolien, ein System und Partnernetzwerk, das Kompetenzen und Produktionsmöglichkeiten von der Folientechnik und -konfektion über die elektronische Systemtechnik und das Bauteildesign bis zum Werkzeugbau und dem Spritzguss anbietet.

Bauteile mit funktionellen Oberflächen bieten großes Potenzial für das Produktdesign. Deren Funktionalität kann in Form von Folien mit elektronischen Beschichtungsstrukturen und ultradünnen Bauelementen in Spritzgießteile eingebracht werden. Aktueller Stand der Funktionsfolientechnik ist ein breites Spektrum an Sensorfunktionen, von der Touch-Bedienung über die berührungslose Nahfeld-Bedienung bis zur raumgreifenden Gestenbedienung. Über die Sensorik hinaus zeigen Funktionsfolien zahlreiche weitere Funktionen, wie die Emission von Licht, sowie optische, haptische oder akustische Signale auf. Auch die kontaktlose, induktiven Ladung von Gerätebatterien ist mit entsprechenden Strukturen auf der Folie möglich. Produktgerecht konfektionierte Folienteile werden mit der Folien-Hinterspritztechnik zu Verbund-Bauteilen kombiniert. Das gibt den Folien strukturellen Halt und bietet den sensiblen Sensorstrukturen Schutz gegen mechanische und klimatische Belastung. Tests zwischen -40 und 85 °C wurden nach Unternehmensangaben ohne Probleme bestanden. Dies, und die Möglichkeit, Folien dreidimensional zu verformen, bieten die hohe Gestaltungsfreiheit für Gerätedesigner und Produktentwickler.

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Eine Folie - viele Funktionen

Mit geschlossenen Folieoberflächen lassen sich neue Ergonomie- und Bedienlogik-Konzepte umsetzt. Beispiele sind das intuitiv bedienbare Tropfen- oder das Wellendesign. Die Sensorik kann über die Funktionsfolie im Hintergrund frei positioniert werden.

Die zentrale Komponente der Technologie ist die Multiskin genannte Folie, die mit einer oder mehreren Lagen elektrisch funktioneller Schichten versehen ist. Diese Folie kann einzeln oder als Verbund mit anderen, beispielsweise Design- oder Schutzfolien zu einem funktionellen Gehäusebestandteil konfektioniert werden. So hergestellte Verbundteile sollen nicht nur kreative Möglichkeiten für das Produkt- und Bediendesign, sondern auch enormes Kostensparpotenzial bieten. Das resultiere aus der Möglichkeit zur weitgehenden Teile-Reduktion und den damit verbundenen Montagevorgängen.

In aller Regel basieren die Folien auf Polyestern wie PET (Polyethylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat) oder PC (Polycarbonat), als Basismaterialien. Sie bieten unterschiedliches Leitfähigkeits-, Transparenz- und Verformungspotenzial. Auf diese Folien werden in diversen Beschichtungsverfahren leitfähige Strukturen aufgebracht. Dank des Oberflächendesigns sind Ausführung und Lage der Funktionsstrukturen auf der Trägerfolie in weiten Grenzen frei wählbar. Verbindungsstecker zu externen Elektronik-Komponenten können als SMD-Bauteile auf die Folie bestückt oder beim Spritzgießen mitgefertigt werden.

Nach Unternehmensangaben wurden die Funktionsfolien und Verfahren in den letzten Jahren erheblich weiter entwickelt. Nun stehe eine breites Spektrum an Lösungswegen, Werkzeugen und technischen Daten zur Verfügung, so dass innerhalb des Partnernetzwerks schnell Projekte bis zur Serienreife geführt werden können. Aktuell stehen die Optimierung und Miniaturisierung der Multilagen-Technik und die automatische Bestückung von ¿gedünnten¿ Chips als Teil der Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsprozesse ganz oben auf der Agenda. Auch wenn hier noch einige Arbeit zu leisten sei, können die grundsätzlichen Systemvorteile von Bauteilen mit sensitiven Oberflächen schon heute genutzt werden, vor allem die wirtschaftlich interessante Komponenten- und Montagekosten-Reduktion.

Der vielleicht wichtigste Vorteil der Funktionsoberflächentechnik ist - neben der Reduktion der Einzelteilanzahl - deren großes Potenzial zur kostengünstigen Realisierung des "Batch-Engineerings" bis hinunter zur Losgröße "Eins". Durch Variation der Dekor- oder Funktionsfolie können Endprodukt unerreicht kostengünstig Individualisiert werden. Für die meisten dieser Anwendungen seien schon jetzt, mit dem Expertensystem Lösungen möglich.

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