Wearables mit laseraktiviertem Klebeprozess versiegeln

| Redakteur: Hendrik Härter

Touch-Displays werden auf dem Gehäuse einer Smartwatch wasserdicht versiegelt. Bei der Lösung von Manz wird das rote Klebelement vollautomatisch zugeführt, per Laser aktiviert und anschließend das Deckglas aufgepresst.
Touch-Displays werden auf dem Gehäuse einer Smartwatch wasserdicht versiegelt. Bei der Lösung von Manz wird das rote Klebelement vollautomatisch zugeführt, per Laser aktiviert und anschließend das Deckglas aufgepresst. (Bild: Manz)

Mit einem laseraktivierten Klebeprozess lassen sich mobile elektronische Geräte wie Smartphones, Smartwatches oder Fitness Tracker wasserdicht versiegeln. Der Fokus liegt auf der Skalierbarkeit des Fertigungsprozesses.

Damit kleine Displays von Smartphones, Smartwatches oder Fitness Trackern vor Wasser geschützt sind, hat der Maschinenbauer Manz einen laseraktivierten Klebeprozess entwickelt. Ein auf dem Gerätegehäuse platziertes Klebeelement wird nach der Montage der Elektronik und des Akkus per Laser aktiviert und anschließend das Displayglas aufgepresst.

Die staub- und wasserdichte Versiegelung, klassifiziert nach dem internationalen IP-Standard, gehört laut dem Marktforschungsinstitut YouGov zu den am stärksten nachgefragten Eigenschaften mobiler Endgeräte. Der von Manz entwickelte Versiegelungsprozess ist bereits bei einem führenden Hersteller von Fitnessuhren im Einsatz.

Bis zu 1200 Geräte mit einer Prozesseinheit

Die neue Kompaktanlage zur wasserdichten Verbindung von Deckgläsern mit kleinen und kleinsten Gehäusen ist voll automatisiert. Ein einzelner Versiegelungstakt dauert bis zu drei Sekunden. Mit anderen Worten: Eine Prozesseinheit kann in der Stunde bis zu 1200 Geräte versiegeln. Dabei ist die gesamte Anlage flexibel skalier- und verkettbar, bis zu drei Prozesseinheiten können parallel betrieben und dabei alternierend beladen werden. Die einzelnen Bauteile und -elemente werden dafür über ein in Form und Größe konfigurierbares Carrier-System bereitgestellt. Das kann beispielsweise in Blistern oder Kassetten sein und von einem Roboter in der Prozesseinheit platziert.

Als Greiferlösung bietet Manz entweder eine 3D-Lambda-Kinematik an oder den hauseigenen berührungslosen Bernoulli-Greifer SpeedPicker.

Unterschiedlich lange Taktzeiten

„Unsere Klebelösung mit gepufferter, alternierender Roboterbeladung aus einem Carriersystem bietet im Vergleich zu herkömmlichen Rundtakttischen oder Förderbandsystemen einen wesentlich höheren Durchsatz bei konstant hoher Qualität. Wir ermöglichen unseren Kunden damit außerdem unterschiedlich lange Taktzeiten der parallel betriebenen Prozesseinheiten zwischen fünf und 30 Sekunden – ohne Staus im Fertigungsprozess“, erklärt Dr. Martin Freundt, Abteilungsleiter Maschinenentwicklung im Geschäftsbereich Electronics.

„Bei einer Montage auf Rundtakttischen müssten alle Fertigungsschritte hingegen synchron ablaufen. Ein Förderbandsystem mit werkstückspezifischen Transportträgern ist bei kleineren Bauteilen wiederum zu anfällig und zu teuer.“

Beladeschnittstelle der Display-Versiegelungsanlage mit drei alternierend und gepuffert zu beladenden, vortemperierten Presseinheiten.
Beladeschnittstelle der Display-Versiegelungsanlage mit drei alternierend und gepuffert zu beladenden, vortemperierten Presseinheiten. (Bild: Manz)

Bei der Entwicklung der Anlage hat sich Manz darauf konzentriert, den Smartphone- oder Fitnessuhrenherstellern höchste Flexibilität bei Geometrie und Größe der Displays zu bieten. Die Prozesseinheit kann als Modul inklusive Carrier-Liften und vollautomatischen Be- und Entladeeinheiten auch in die modular konfigurierbare Montageplattform LightAssembly von Manz integriert werden. Diese Plattform lässt sich für ganz unterschiedliche Füge- oder Montageprozesse in der Elektronikfertigung ausrüsten und kann über fünfzig unterschiedliche Prozessschritte abdecken, beispielsweise das Einsetzen von Sensoren oder Touchpads, Schrauben und Löten oder auch Laseranwendungen wie Schweißen oder Schneiden.

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