Mit FIM zu smarten Touch-Folien oder Bauteiloberflächen

In 3D ausgeführte Touch-Folien erschließen neue Produkt- und Designmöglichkeiten, wie Arburg gemeinsam mit dem finnischen Partner Tactotek zeigt.

Film Insert Moulding (FIM) ist eine funktionelle Insert-Moulding-Technologie, mit der sich Touch-Folien beziehungsweise gekrümmte 3D-Bauteile herstellen lassen – etwa als interaktive Displays oder „intelligente“ Oberflächen. Wie dies funktioniert, das hat Arburg auf der K 2019 in Düsseldorf mit einer Reinraumzelle rund um einen elektrischen Allrounder 470 A am Beispiel der sogenannten IMSE-Technologie (Injection Moulded Structural Electronics) des finnischen Partners Tactotek gezeigt.

Die automatisierte Anwendung ist prädestiniert für hochwertige Touch-Funktionen bei der Digitalisierung zum Beispiel im Automobil-Interieur sowie für die Elektronik-Branche, weiße Ware und die Medizintechnik. Gezeigt wurde das FIM-Verfahren in Düsseldorf anhand eines Nachtlichts für den Schreibtisch.

Im Mittelpunkt der gekapselten Reinraumzelle mit Reinluftmodul stand auf der K 2019 ein elektrischer Allrounder 470 A mit 1.000 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit der Größe 290. Innerhalb der Zelle befand sich zudem ein Kuka Sechs-Achs-Roboter. Die vorgeformten 3D-Folien mit integrierten elektronischen Funktionen und fünf LEDs wurden aus Trays von außen zugeführt.

Um Partikelanhaftungen zu entfernen und die Folien unter kontrollierten Produktions­bedingungen in die Reinraumzelle einzuschleusen, brachte sie der Sechs-Achs-Roboter zunächst in eine Reinigungsstation. Eine über Düsen gereinigte 3D-Folie wurde dann mit einem Vakuumgreifer von Kiki im 1-fach-Werkzeug positioniert und mit PC (Makrolon LED 5012) hinterspritzt. Die Zykluszeit betrug rund 60 s, das Teil wog 49 g. Nachfolgend fand in der Teststation der Turnkey-Anlage eine hundertprozentige elektrische Funktionsprüfung statt, bevor das umspritzte Teil auf ein Förderband abgelegt wird.

Als spezielles FIM-Verfahren wird die IMSE-Technologie des finnischen Projektpartners Tactotek eingesetzt, der sich bereits seit längerem mit smarten Spritzgießbauteilen beschäftigt, um daraus zum Beispiel Beleuchtungen, Steuerungen und Konnektivität in dünnen, eleganten und flexiblen 3D-Konturen zu realisieren. Mit IMSE lassen sich nahtlos gedruckte Leiterbahnen und elektronische Komponenten, die vor der Verformung auf die Folie aufgebracht wurden, auf 3D-Bauteiloberflächen integrieren. Eine Nachbearbeitung der hinterspritzten Folien wie etwa Beschichten oder Lackieren ist nicht erforderlich.

Zur Fertigstellung des Nachtlichts für den Schreibtisch wurde die hinterspritzte Folie bei dem Messeexponat schließlich manuell mit einer kleinen Leiterplatte in einem Standfuß verbaut. Dieser verfügt über einen USB-Anschluss für die Energieversorgung und einen zweiten Anschluss zum Laden eines Smartphones. Die über die LEDs regulierte Helligkeit zeigt den Ladezustand des Smartphones an. Mittels Touch-Funktion lassen sich drei Modi aktivieren: Helligkeit, LEDs an- und ausschalten sowie Umschalten auf automatisches BIinken.

sk