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Seit der Markteinführung im Jahr 2009 zählt der Sieb- und Schablonendrucker X5 Professional zum Erfolgsschlager im Ekra-Portfolio. Damit dies so bleibt, bekommt das High-Performance-Drucksystem immer wieder Updates verpasst, berichtet Torsten Vegelahn, Produktmanager von Ekra: „Mit der technologischen Entwicklung, die wir in den letzten zwei, drei Jahren erfahren haben, wurde es notwendig, unser Flaggschiff entsprechend auszurichten.“ In der jüngsten Überarbeitung wurde besonderes Augenmerk auf die Optimierung der Präzision und der Rüstzeiten gelegt. Ins Visier rückte auch der einfachere und schnellere Maschinenzugang für Service und Wartung. Auch wurde die Verfügbarkeit (MTBF) verbessert. Schließlich wollten die Entwickler von Ekra sicherstellen, dass die X5 Professional mit einem schnittigen Design und mit cleverer LED-Technik dem heutigen Zeitgeist entspringt.

Akkurate Präzision

Neben zahlreichen Verbesserungen hinsichtlich Funktion und Leistung wurden die Prozessfähigkeit und die Druckwiederholgenauigkeit auf 20 μm bei 6 Sigma erhöht. Diese Steigerung um 20 Prozent ist für die weiter voranschreitende Miniaturisierung der Bauelemente unverzichtbar, weshalb Vegelahn anmerkt: „Die momentan kleinste Baugröße 03015m stellt hohe Anforderungen an Drucksysteme. Wir benötigen für die Verarbeitung dieser Bauelemente andere Genauigkeiten.“ Die derzeit üblichen Druckwiederholgenauigkeiten werden für diese winzigen Bauteilgrößen nicht mehr ausreichen, prognostiziert er: „Die Genauigkeit muss besser werden, ohne dass der Drucker langsamer wird – und das ist ein Spagat den man als Hersteller beherrschen muss.“ Daher wurde an der Unterkonstruktion und am Rahmen gearbeitet. So wurde etwa der Unterbau verstärkt, was die Drucker nun schwerer macht. Das zusätzliche Gewicht soll für mehr Standfestigkeit und ruhigeren Lauf sorgen. Der X5-Professional-Drucker ist bereits für die nächste Bauteilgeneration 0201 vorbereitet.

Auch galt es, die Rüstzeiten zu minimieren – und zwar auf unter 2 min, wodurch die Leistung der Fertigungslinie insgesamt steigen soll. Erreicht wird dies unter anderem durch standardmäßigen Einbau der vormaligen Option „S10″. Das Lagersystem für Rakel beherbergt direkt in der Maschine auch Verbrauchsmaterialien. Zudem wurde der Wartungszugang geändert. „Die Fertigungslinien werden immer kompakter, das heißt, wo es früher noch ein großes Handling gab, gibt es entweder nur ein kleines oder gar kein Handling mehr“, erläutert der Experte. Daher wurde der Maschinenzugang genauso effizient gestaltet wie bei der Serio 4000. Mit wenigen Handgriffen öffnet sich der Drucker und gibt sein Innenleben preis. Auch wurde bei der Konzeption der Verkleidung auf die Ein-Mann-Bedienung geachtet, was sich auch vorteilig für die Wartung auswirken kann. Zudem entspricht die Verkleidung nun standardmäßig den ESD-Anforderungen von Automotive.

Reduktion des Umkehrspiels

Alle druckrelevanten Antriebe sind durchgängig mit der neuesten Technik und Servomotoren ausgestattet und beinhalten zusätzliche lineare Messsysteme. Somit wird sichergestellt, dass die X5 Professional höchsten Ansprüchen in Bezug auf Wiederholgenauigkeit und Prozessfähigkeit genügt. Das optimierte dreiteilige Transportsystem (HSP) sorgt zudem für eine Handlingzeit von 5 s. Durch den Zugang zu allen Ekra-typischen Optionen ist die X5 Professional für höchste Anforderungen in Bezug auf Produktivität gerüstet.

Optimierungspotenzial sahen die Entwickler beim Umkehrspiel. Dazu wurden Federn am Drucktisch eingebaut, die den Tisch gegen die Spindel respektive zur Seite ziehen. Dadurch wird das Spiel der Antriebe weitestgehend eliminiert, was der Druckpräzision förderlich ist. „Das bringt uns messbare Vorteile. Wir konnten sehr gute cmk-Werte erreichen“, erläutert Vegelahn. Drei Maschinen wurden mit dieser neuartigen Konstruktion gebaut und befinden sich derzeit im Feldtest. Für Laufruhe sorgt überdies eine extrem glatte Tischplatte ohne jegliche Unebenheit. Dafür wurde eigens ein Herstellungsverfahren entwickelt, um diese absolute Glatt- und Ebenheit zu erreichen. „Im Zusammenhang mit der Feder und der glatten Tischplatte haben wir ein absolut spielfreies System erreicht.“

Rundum-Erneuerung der Optionen

Neben der guten Übersichtlichkeit und Wartungsfreundlichkeit kennzeichnet das Schablonendrucksystem X5 Professional eine Vielfalt an Optionen die sich je nach Kundenanforderung, integrieren lassen. „Wir haben vor allem an den Optionen gearbeitet“, erklärt Vegelahn. Dazu gehört auch das iPag-Jet-System, das einer Verjüngungskur unterzogen wurde. Gemeinsam mit dem österreichischen Automatisierungsunternehmen Bernecker + Rainer (B&R) wurde vor einigen Jahren ein Kleberdispenser entwickelt, der mit Turbogeschwindigkeit kontaktlos Klebepunkte setzen kann. Es erlaubt das Aufbringen von zusätzlichen Kleber- oder Lotpastendepots direkt im Anschluss an den Sieb- oder Schablonendruck. Der damals gewinkelte Aufbau wurde nun in der zweiten Generation verändert. „Bei der gewinkelten Ausführung hatten wir das Problem, dass die Dots nicht komplett rund waren, sondern immer etwas eiförmig.“ Mit der neuen, auf den Drucker abgestimmten Konstruktion steht die Dispenseinheit im rechten Winkel zur Platine. Auf diese Weise werden die Dots gerade appliziert und sind von ihrer Form her wieder rund. Der Dispenser kann die Klebepunkte mit einem Durchmesser von 0,5 mm setzen. Das ist vor allem für die Verarbeitung von LEDs interessant.

Eine weitere Detailverbesserung stellt die Tuchbefeuchtung dar. Hier wurde darauf geachtet, dass der Bediener beim Tuchwechsel nicht versehentlich die Reinigungsdüse berühren oder gar verbiegen kann. Auch wurde die Beschaffenheit der Zahnräder so verändert, dass sie in der Lebensdauer weitaus langlebiger sind als bisher. Selbst wenn ein falsches Reinigungstuch verwendet wird, kommt es nicht zum „Zahnausfall“. Auch an der Tuchaufnahme wurde gedreht: Sie sind als sechskantige Stange gearbeitet – mit einem mehr als doppelt so großen Durchmesser. Dadurch sind sie stabiler und vor Torsion geschützt. Die Sechskant-Ausführung gepaart mit einer Einrasttechnik sorgt dafür, dass die Stange nicht falsch eingebaut wird. Auch am Reinigungsrohr wurden Verbesserungen vorgenommen, sodass der Drucker auch gegenüber nicht qualifizierten Reinigungsmedien robuster geworden ist. Die Schablonenreinigung iROCS wurde um eine Vakuumüberwachung erweitert, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Damit der Bediener schneller sein Rakel wechseln kann, haben die Druckspezialisten zudem das Rakelwerk optimiert.

Schließlich wurde auch am Design gearbeitet. Entlang der Vorderfront wurde die Integration der Meldeleuchte in die Maschine über gebogenes satiniertes Kunststoffelement verwirklicht. RGB-LEDs sorgen für eine stimmungsvolle Beleuchtung des Druckers in den Farben rot, blau und grün, kundenspezifische Farbwünsche lassen sich überdies realisieren. Insgesamt wurden 3 m lange LED-Stripes hinter einer Scheibe aus gebogenem Plexiglas verbaut. Thorsten Vegelahn ist sich sicher: Vergleicht man die X5-Professional, Baujahr 2014, mit der aktuellen, völlig überarbeiteten X5-Professional, dann „bekommt der Kunde einen deutlichen Mehrwert, die sich auf knapp 5.000 Euro belaufen.“ In der aktuellen Generation der X5 sind bereits jene Optionen als Standardfeature eingebaut, die in der 2014er Baureihe noch zuzukaufen waren. „Damit erhält der Kunde einen stattlichen Preisvorteil – und das bei einer höheren Genauigkeit“, verspricht Vegelahn.

SMT Hybrid Packaging 2015: Halle 7, Stand 441

Marisa Robles Consée

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ist Chefredakteurin Productronic.

(mrc)

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