900.000 Meter flexible LED-Module

Technologien der Zukunft in die eigene Hand nehmen – das war die Motivation für Bilton International, im Jahr 2013 ein revolutionäres Projekt in die Tat umzusetzen: Auf einer speziell konstruierten SMT-Linie mit Sondertransport wurde mit der Fertigung von linearen LED-Modulen im österreichischen Saalfelden im Reel-to-Reel-Verfahren (R2R) begonnen. Das war der Startschuss für die Fertigung der Beleuchtungstechnik in Eigenproduktion. Nach wie vor ist Asien der Hauptproduktionsort für lineare LED-Module für die Beleuchtungselektronik. Auch Bilton bezog die Rollen für eigene Produkte und Kunden lange Zeit aus China. „Es gab viele gute Gründe für uns, die Produktion unserer LED-Module nach Österreich zu holen“, erinnert sich Patrick Müller, Geschäftsführer von Bilton. „Mit dem Reel-to-Reel-Verfahren in der eigenen Produktion verstehen wir uns als Vorreiter in der Beleuchtungsindustrie. In unserem Markt wird zurzeit noch selten in-house produziert. Viele Beleuchtungsentwickler fokussieren sich allein auf die Montage fertiger, zugekaufter Bauteile. Das hat zur Folge, dass die wenigsten sich mit den neuen, spannenden Technologien wirklich auseinandersetzen und diese dementsprechend wenig getrieben werden.“

Durch die Fertigung im eigenen Haus nimmt das Unternehmen das R2R-Verfahren genauer unter die Lupe. „Wir forschen und probieren uns aus und entwickeln diese Technologie weiter. Dadurch sind wir ein Stück mehr zum Entwickler und Fertiger mit Eigenverantwortung geworden. Damit inspirieren und motivieren wir auch unsere Mitbewerber“, argumentiert Müller. Mit mittlerweile 50 Mitarbeitern entwickelt, produziert und vertreibt das im Jahr 2009 gegründete Unternehmen Steuergeräte, Dimmer und alles, was für den Einsatz hochwertigster LED-Beleuchtung steht. Mittlerweile exportiert der Spezialist für LED-Lichtmanagement seine Produkte in aktuell 20 Länder der Erde.

Siplace-Soko – Partner für Außergewöhnliches

Wolfgang Eisner, Leiter des ASM Assembly Systems Sonderkonstruktions-Teams: „Neue Wege zu gehen und das Machbare neu zu definieren macht unsere Arbeit so spannend.“ASM

Besondere Herausforderung: das flexible Substrat, auf dem LEDs und Widerstände bestückt werden. In enger Zusammenarbeit mit den Experten für Sonderkonstruktionen („Soko“) des Siplace-Teams von ASM Assembly Systems und weiteren Partnern startete im Jahr 2014 nach einem dreimonatigen Testlauf die hauseigene Produktion. „Wann immer Siplace Sonderkonstruktionen gefragt sind, geht es darum, außergewöhnliche Projekte zu unterstützen. Neue Wege zu gehen und das Machbare neu zu definieren macht unsere Soko-Arbeit so spannend“, berichtet Wolfang Eisner, Leiter des Siplace-Soko-Teams. Heute hat Bilton bereits 200.000 m LED-Module produziert, und damit sind die Kapazitäten der Linie lange nicht ausgeschöpft: „900.000 Linearmeter lassen sich im Jahr sicher produzieren“, versichert Geschäftsführer Patrick Müller. „Das ist unser Benchmark.“

Die größte Herausforderung bei der Implementierung des R2R-Verfahrens bestand zweifelsohne im flexiblen Trägermaterial, das bedruckt und bestückt wird. Ein speziell angefertigter Transport für die gesamte SMT-Linie wurde benötigt, um hochqualitativ fertigen zu können. Auch für die Equipmentlieferanten war dieses Projekt also Neuland. „ASM Assembly Systems war die erste Wahl“, erläutert Müller. „Unser damaliger Projektleiter hatte bereits in der Vergangenheit mit Siplace-Bestückautomaten gearbeitet.“ Harald Bauer, Siplace Sales Manager in Österreich, erinnert sich: „Es gibt kaum einen anderen Fertiger in Europa, der flexible LED-Module in diesem R2R-Verfahren produziert. Der benötigte Transport war eine Herausforderung für unser Sonderkonstruktionen-Team, und auch für die anderen Automaten der SMT-Linie wurden Sonderlösungen benötigt. Deshalb mussten wir eng mit den anderen Partnern in der Linie zusammenarbeiten – spannend für uns.“ Neben Bilton und den Siplace-Technikexperten wurden sowohl die Drucker- und Ofenlieferanten als auch ein Spezialist für Sonderanfertigungen, mit dem ASM Assembly Systems schon in der Vergangenheit erfolgreich zusammengearbeitet hatte, ins Boot geholt. Gemeinsam begannen die Experten im Jahr 2013 mit der Realisierung der Sonderlinie.

Einen Kilometer LED-Module pro Schicht optimal bestücken

„Für uns war von Beginn an klar, dass der hohe Mehraufwand dieses Projektes sich auszahlen wird“, sagt Patrick Müller überzeugt. „Wir wollten die Kontrolle über unser Produkt gewinnen. Höchste Qualität war uns wichtig.“ In vielen Elektrogeräten – beispielweise Kühlschränke – dient die Beleuchtung von Bilton als Indikator für die korrekte Funktionsweise, weshalb Müller weiter anmerkt: „Unsere Kunden haben dementsprechend hohe Anforderungen.“ Eine eigene Fertigung der LED-Module war für Bilton auch ein selbstbewusstes Bekenntnis zum Standort Saalfelden. „Asien ist nicht immer der günstigste Weg. Die Mitarbeiter- und Standortkosten sind für uns nicht ausschlaggebend. Was wir gewonnen haben, ist den vollen Zugriff auf den R2R-Prozess und die Möglichkeit zur Weiterentwicklung dieser spannenden Technik.“

Zum Einsatz kommt eine Siplace SX mit zwei Collect-&-Place-Bestückköpfen. „Der Rüstaufwand ist bei der R2R-Produktion in Saalfelden minimal und Rüstwechsel sind – falls überhaupt notwendig – schnell vollzogen. Besonderes Augenmerk lag auf der genauen Taktung des kompletten Prozesses“, erklärt Bauer. Dabei wurden die Linearmodule in sieben Abschnitte entlang der Prozesskette eingeteilt, wobei ein Abschnitt 30 cm lang ist. Dieser wird mit, je nach Produkt, 30 bis 60 LEDs und den zugehörigen Widerständen versehen. „Der Transport wurde zur großen Herausforderung“, erläutert Bauer und merkt weiter an: „Bei der Bestückung wird das flexible Substrat durch Vakuumsauger auf einer Transportplatte fixiert, um das genaue Platzieren der LEDs und Widerstände sicherzustellen. Für die Schnittstelle zu diesem Sondertransport haben unsere Siplace-Entwickler die Standard-Transportsoftware entsprechend angepasst.“

Dadurch wurde der Bestückprozess schnell gemeistert, erläutert Patrick Müller mit Blick auf die zweite Hürde: „Drucken und Infrarotlöten waren da größere Themen. Die Wärmeausdehnung unserer Flexmaterialien hat uns beschäftigt, genau wie die genaue Kontrolle der Lötprofile. Auch die Schneidemaschine am Ende der Linie, die das breite Substrat in 35 Spuren trennt, war nicht leicht zu optimieren.“ Insgesamt drei Monate dauerte der Testlauf der neuen SMT-Linie, die zunächst in Ismaning bei München aufgestellt wurde. Nach dem Umzug nach Saalfelden verging dann etwa ein Monat, bis sich der R2R-Prozessablauf optimal eingependelt hatte. Mittlerweile läuft die R2R-Produktion seit einem Jahr sehr erfolgreich. Der Nutzungsgrad der Linie ist hoch, ein Eingreifen des Bedienpersonals während einer laufenden Schicht ist nicht nötig. Nur Qualitätskontrolle und Testing werden durch die Mitarbeiter von Bilton vor Ort übernommen. „Wir haben eine minimale Fehlerrate von 0,03 Prozent, auf die wir sehr stolz sind. In einer Schicht produzieren wir rund 1050 Linearmeter unserer linearen LED-Module.“

Das Machbare neu definieren

Die positive Resonanz auf die R2R-Produktion in Saalfelden ließ nicht lange auf sich warten: „Wir liefern Produkte in konstanter Qualität und Farbe, wichtige Themen für unsere Kunden.“ Dadurch, dass man nicht am anderen Ende der Welt sitze, sei die Nachverfolgbarkeit und das Finden von eventuellen Fehlern schnell und einfach, argumentiert der Firmenchef. „Außerdem können wir unsere LED-Module individuell und kurzfristig an Kundenanforderungen anpassen und Produktneueinführungen sind an unserer Linie rasant erledigt“, ist Müller zuversichtlich. Nach dem erfolgreichen Start in die hauseigene R2R-Produktion von linearen LED-Modulen gibt es bereits Pläne für den Ausbau der Fertigung: „Bisher produzieren wir in Saalfelden nur LED-Module in weißen Lichtfarben. Die RGB-Fertigung von farbigen Lichtern möchten wir als nächstes zu uns holen.“ Dafür brauche man dann einen weiteren Siplace-Bestückautomaten.

„Wenn Elektronikfertiger sich an neue Technologien wagen, wenn sie sich intensiv mit ihren Prozessen auseinandersetzen und umdenken, wenn sie sich genau vorstellen können, wo sie hinwollen, dann kommt das Siplace-Soko-Team ins Spiel“, erklärt Wolfang Eisner, Experte für Siplace-Sonderkonstruktionen und Leiter des spezialisierten Teams, seine Rolle und die seiner Kollegen. Wie ein nächstes Projekt aussehen wird, lässt sich für das Soko-Team nur schwer voraussagen – die Einsatzmöglichkeiten sind beinahe unendlich. Von kleineren Anpassungen von Siplace-Produkten und Maschinen, die sich schnell im Produktionsalltag bemerkbar machen und immer wieder angefragt werden bis hin zu großen Umbauten, die Hardware- und Softwareexperten in Anspruch nehmen, wurden schon zahllose exotische Kundenwünsche erfüllt.

„Es gibt Fertiger, die benötigen eine Lösung für besonders große oder lange Leiterplatten oder spezielle Signallampen mit Audiosignal für laute Produktionsumgebungen. Aber wir unterstützen auch Prozesse im Vorrüstbereich, beispielsweise mit dem Siplace-Active-Feeder-Rack“, führt Eisner aus. Das seien Sokos, die sich schon in vielen Produktionsumgebungen bewährt hätten. Es gebe aber auch Elektronikfertiger, die mit außergewöhnlichen Projekten herangetreten seien, erläutert er weiter und nennt als Beispiel einen Kunden aus der Solarindustrie, der „mit extrem angepassten Siplace-Bestückautomaten, Förderern und Transportbändern Solarmodule erfolgreich bestückt hat. In solchen Fällen lassen wir vom Soko-Team nichts unversucht: Wir setzen täglich Neues um und definieren dadurch das Machbare neu.“

(mrc)