Prototypen und Kleinserien

3-D-Druck beseitigt Engpässe im Prototypenbau

| Autor / Redakteur: Martin Ortgies * / David Franz

Viele Bauteile sind nicht maschinentauglich

Maschinengerecht: Für einen Stecker mit 60 Pins fehlte die geeignete Verpackung. Mit einem 3-D-Drucker wurde deshalb ein Bauteilträger mit 90 Fächern als Zuführung für die SMD-Bestückungslinie hergestellt.
Maschinengerecht: Für einen Stecker mit 60 Pins fehlte die geeignete Verpackung. Mit einem 3-D-Drucker wurde deshalb ein Bauteilträger mit 90 Fächern als Zuführung für die SMD-Bestückungslinie hergestellt. (Bild: Ortgies)

Sollen bei den Prototypen alle Bauteile maschinell verarbeitet werden, ergeben sich allerdings einige Hürden. Je spezieller ein Bauteil und je geringer die Stückzahl, umso häufiger fehlt es an einer maschinengerechten Standardverpackung für die SMD-Elektronikfertigung. In der herkömmlichen Prototypenfertigung werden diese Bauteile dann per Hand bestückt. Hier geht Ihlemann einen anderen Weg.

Die Verarbeitung von Steckern aus der Industrieelektronik sind ein typisches Beispiel. Wegen der geringen Stückzahlen bietet der Hersteller keine Verpackung für die maschinelle Verarbeitung. Die Handbestückung stellt sich als problematisch dar, weil bei den beispielsweise 220 Pins des Steckers die exakte Positionierung und die immer gleichbleibende Ausrichtung und Andruckstärke nicht garantiert werden kann.

So wurden bei der Kontrolle der bestückten Leiterplatten 34 Prozent der gelöteten Stecker als fehlerhaft und nachbearbeitungsbedürftig erkannt. Vielfach ist von den 220 Pins lediglich ein Beinchen nicht IPC-konform gelötet. Die Lötverbindung ist dadurch fehlerhaft und muss nachgelötet werden.

„Wir haben nach einer Lösung für die maschinelle Verarbeitung aller Bauteile gesucht. Nur so können wir die Fertigungsqualität für den gesamten Prozess sicherstellen, wertvolle Zeit sparen und die Kosten senken“, berichtet Ihlemann-Vorstand Bernd Richter.

Das Ziel war, den Stecker mit den 220 Pins mit Hilfe einer selbst erstellten Zuführung automatisch bestücken zu können. Bei Ihlemann werden durch tagtägliche Verbesserungszyklen Veränderungen systematisch und mit festen organisatorischen Routinen entwickelt (Verbesserungs-Kata).

Diese Fähigkeit, tagtäglich kleine Verbesserungsschritte zu erreichen und die Fertigung schneller und effizienter zu machen, wendet der EMS-Dienstleister auch bei der Verarbeitung schwieriger Bauteile an. So wurde von den Mitarbeitern in mehreren Verbesserungsetappen ein Hilfsmittel für die maschinengerechte Zuführung des Steckers entwickelt und die manuelle Bestückung ersetzt.

Mussten anfangs 34 Prozent der Stecker nachbearbeitet werden, verringerte sich die Quote durch die maschinelle Verarbeitung auf 0,5 Prozent. Damit konnten die Kosten gesenkt, die Verarbeitungszeit des Steckers verkürzt und die Durchlaufzeit verringert werden.

Für die technische Umsetzung solcher Hilfsmittel ist bei Ihlemann ein eigener Vorrichtungsbau tätig. Bauteile, die nicht in einer maschinengerechten Verpackung geliefert werden, gibt es viele. Aufgrund der Vielzahl dieser Baugruppen reichten die Kapazitäten des Vorrichtungsbaus allerdings nicht mehr aus. Deshalb wurde nach einer ergänzenden Lösung gesucht.

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