Vollautonomer Drucker mit elektrischem Druckkopf

Vor zwei Jahren stellte das Asys-Unternehmen Ekra den ersten vollautonomen Drucker vor: die Serio 6000. Der Drucker kann autark über Schichten hinweg arbeiten, ohne dass er von Produktionsmitarbeitern bedient werden muss. Die Automatisierung des Drucksystems kann dabei in Stufen erfolgen. Mit der aktuellen Entwicklung Sphere geht Ekra einen großen Schritt in Richtung nachhaltigem Produzieren.

Der Druckkopf Sphere wird elektrisch angesteuert. Zwei Rakelklingen fungieren als eine Art Baggerschaufel, die beim Zusammenziehen die Paste von der Schablone in die Rakel aufnimmt. Die Paste kann auf eine andere Schablone transferiert oder in der Rakelkassette gekapselt aus dem Drucker entnommen werden. So lässt sich unnötiger Verschnitt von Materialien vermeiden. Seitliche Pastenbegrenzer reduzieren den Pastenverbrauch im Drucker. Alle bestehenden Produkte von Ekra sind mit dem Druckkopf kompatibel: Sie passen sich den unterschiedlichen Rakelwinkeln an und können werkzeuglos montiert und entnommen werden.

Torsten Vegelahn, Product Manager Serio zeigt zusätzliche Einsparungen auf: „Dank Sphere wird die gebrauchte Schablone ohne große Pastenrückstände aus dem Drucksystem geschleust und an die Reinigungsstation transportiert. Auch der elektrische Druckkopf lässt sich zeitsparend und einfach reinigen. Die Rakelkassette kann vollständig in die Waschanlage gegeben werden, es ist nicht nötig den Druckkopf aufwändig zu demontieren.“ Somit lassen sich auch bei der Reinigung Zeit und Kosten einsparen.

Als weiteren Vorteil beschreibt Vegelahn die integrierte Kraftmessung, die für die permanente Druckkraftregelung konzipiert ist. Sie ermöglicht es, dass die richtige Kraft und der richtige Winkel für den anstehenden Druckauftrag eingestellt sind. Der Rakelwinkel kann dabei vollautomatisch an das Produkt angepasst werden, ob Fine-Pitch oder Pin-in-Paste-Technologie.

Vom High-End-Drucksystem zum autonomen Drucker

Die Kernbotschaft der Serio Produktreihe „Scalable to Infinity“ trifft auch für die Serio 6000 zu: sie kann individuell mit Optionen und Features erweitert werden. Auch der Grad der Automatisierung lässt sich individuell realisieren. So sind manuelle Prozesse Schritt für Schritt vorplanbar und können dadurch effizienter aufgebaut werden. In der letzten Ausbaustufe funktioniert das Drucksystem, dank Roboteranbindung, komplett autonom, eingebettet in die übergeordnete Softwareumgebung des Asys Smart Factory Managers Pulse Pro.

Schablonen und Rakel direkt am Drucker lagern

Um die automatisierte Auftragsumstellung bewerkstelligen zu können, werden beispielsweise Schablone und Rakel direkt am Drucker gelagert. Das Design des Schablonenlagers verändert die Stellfläche der Serio 6000 nur minimal. Es ist vertikal an der Front des Druckers angebracht und wirkt sich nicht störend auf den regulären Produktionsbetrieb an der Linie aus. So kann die Maschine asynchron gerüstet werden. „Aufträge lassen sich im laufenden Betrieb vorbereiten, es wird weniger Zeit für das Umrüsten benötigt. Zudem sind Maschinenbediener flexibler in ihrer Aufgabenplanung“, erklärt Vegelahn. Möglich ist der Rüstwechsel auch durchweg autonom: dann wird ein Cobot mit Gelenkarm an den Drucker angebunden, ein sogenannter Autonomer Prozess-Assistent (APA). Dieser befüllt die Druckerlager entsprechend.

Paste lagern und automatisiert wechseln

In der Serio 6000 ist seitlich ein Pastenlager integriert. Bis zu neun Kartuschen finden hier Platz, die von der Vorderseite leicht zugänglich sind. Die Anlage tauscht Pastenkartuschen selbstständig aus, die Entnahme erfolgt dabei nach dem FIFO-Prinzip (First-in-first-out). Das automatisierte Pastenwechselsystem ermöglicht eine bedienerunabhängige Pastenzufuhr für mehr als eine Arbeitsschicht.

Ein intelligenter Pastendispenser erhöht Druckwiederholbarkeit

Um die Autonomie vollends zu ermöglichen, ist eine elektrisch angetriebene Dispenseinheit integriert. Das Pastenvolumen lässt sich dank gleichmäßiger Pastenabgabe durch die elektrische Spindel stetig kontrollieren. Die Einheit misst für einen validen Prozess regelmäßig die Kartuschen-Füllstände.

Vegelahn ist überzeugt, mit der Serio 6000 für die effiziente, smarte Fabrik gewappnet zu sein -  mit einem Drucksystem, das mit den Anforderungen in modernen Fertigungen mitwächst.