Geht es darum, zwei Fügeteile stoffschlüssig zu verbinden, ist das Lötverfahren die erste Wahl. Lotpasten haben den traditonellen Lotringen zwischenzeitlich den Rang abgelaufen. Für den Einsatz von Lotpasten spricht, dass man diese besser an den Stellen aufbringen kann, die vom Lot benetzt werden sollen. Damit verbessert sich der eigentliche Lötprozess. Das Aufbringen der Lotpasten geschieht zwar meist noch an Handarbeitsplätzen durch manuelles Dosieren der Lotpasten auf die Fügestelle. Doch der Kostendruck zwingt viele Produzenten, diese Handarbeitsplätze zu automatisieren.
Doch dem Automatisierungsprozess sind häufig Grenzen gesetzt: Kupfer-Lotpasten oder das Nickel-Basis-Lot weisen rheologische Eigenschaften auf, welche die automatisierte Bepastung zur Herausforderung werden lassen. Denn um einen stabilen Prozess zu erlangen, ist eine fundierte Kenntnis nicht nur über das Dosiersystem nötig, um entsprechende Anpassungen vornehmen zu können. Vielmehr spielt die Beschaffenheit der Lotpasten eine signifikante Rolle: Lotpasten bestehen in der Regel zu einem hohen Gewichtsanteil aus Metallpulver und einem nur sehr geringen zugesetzten Anteil an Binder, der das Lotpulver erst zu einer Paste werden lässt.
Lotpasten in cleverer Bewegung halten
Aufgrund dieser Zusammensetzung setzt sich das Metallpulver bei längerer Standzeit im Behälter unten ab. Oben schwimmt dann der Binder. Wählt man die Liefergebinde zu groß, verstärkt sich dieser Prozess. Daher ist es unerlässlich, die Lotpaste vor der eigentlichen Applikation aufzurühren und damit in sich homogen zu halten. Durch den Rührprozess wird jedoch unweigerlich Luft eingerührt. Diese Luftanteile führen bei der Dosierung zu Fehlstellen. Im manuellen Dosierprozess gleicht der Werker diese Fehlstellen sofort aus. Ein Roboter hingegen kann dies noch nicht sicher erkennen.
Eine weitere Herausforderung bei der automatischen Applikation von Lotpasten liegt darin, dass die Lotpasten unter Druck sedimentieren, was bedeutet, dass der im Lotpulver gleichmäßig verteilte Binder herausgedrückt wird. Je höher der Druck auf die Pasten ist, desto stärker wirkt dieser Prozess. Weiterhin verändern die Lotpasten bei Temperaturschwankungen sehr stark ihre Viskosität und damit die Geschmeidigkeit. An manuellen Arbeitsplätzen korrigiert der Werker diese Viskositätsänderungen schon während der Dosierung. Zusätzlich tritt der Effekt bei nicht geschlossenen Behältern auf: Der Binder verdunstet, übrig bleibt nur das Lotpulver. Aufgrund dieser Tatsachen gestaltet sich die automatisierte Bepastung als Herausforderung und lässt viele Anwender verzweifeln.
Sichere automatisierte Bepastung
Viscotec Pumpen- und Dosiertechnik beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der automatisierten Bepastung. Insbesondere Anwender, die eine hohe Tonnage an Lotpasten verarbeiten, greifen auf die Dosiertechnik von Viscotec zurück. In diese spezielle Aufbereitungs- und Dosiertechnik fließt langjähriges Know-how, so dass sich die Technik selbst für die robotergeführte Lotpasten-Applikation im Dreischichtbetrieb eignet. In Zusammenarbeit mit den namhaften Lotpastenherstellern in Deutschland hat Viscotec es geschafft, selbst die Lotpasten in 400-kg-Fässern prozesssicher aufzubereiten und wiederholgenau volumetrisch zu dosieren. Bei Stillstandszeiten an Wochenenden oder bei Betriebsferien wird die Lotpaste im Aufbereitungssystem ständig homogen und luftfrei gehalten. Die Lotpasten bleiben damit immer geschmeidig und lassen sich bei Produktionsstart am nächsten Morgen sofort applizieren.
Kosteneffiziente Fertigung
Der Nutzen für den Anwender liegt vor allem darin, dass er nicht mehr auf die aufwändigen Wechselsysteme durch Kleingebinde angewiesen ist, sondern nunmehr kostengünstige Liefergebinde verwenden kann. Damit entfällt die logistische Herausforderung zur Reinigung und Rückführung der Liefergebinde an den Lotpastenhersteller. Darüber hinaus ist es möglich, den gesamten Inhalt eines Liefergebindes komplett zu verarbeiten, selbst mit sehr geringer Restmenge im Fass. Unter dem Aspekt des Kostendrucks gewinnt die Reduzierung von Personal und Arbeitszeit einen zusätzlichen Reiz: Roboter arbeiten im Dreischichtbetrieb und werden nicht krank. Zwar benötigen sie eine Wartung, jedoch keinen Urlaub. Zudem stehen weitere Systeme zur Verfügung, die eine zentrale Lotpastenaufbereitung einsetzen, die mehrere Bepastungsanlagen zuverlässig mit homogenem Lot versorgt.
Selbst sehr aufwändige und mit hohen Investitionen verbundene Lotpasten- Aufbereitungs- und Dosieranlagen amortisieren sich in weniger als ein oder zwei Jahren. Letztendlich müssen gerade die Unternehmen hier in Deutschland die Kosten bei der Produktion reduzieren, um noch wettbewerbsfähig zu bleiben. Warum also nicht die kostenintensiven Bereiche durch Automatisierung reduzieren und Fachkräfte an Arbeitsplätze versetzen, die einen Mehrwert im Unternehmen versprechen? Hohe Logistik- und Entsorgungskosten lassen sich zugunsten einer Kostenreduzierung pro kg bei den Lotpastenherstellern verringern. Die teils sehr hohen Kosten für die Rückführung und Reinigung der Liefergebinde werden auf den Preis je verkauftem kg an Lotpaste aufgeschlagen und der Kunde bezahlt diese unnötig mit. Auch der Lotpasten-Hersteller kann damit seine Wertschöpfungskette straffen und sich auf den Kernprozess konzentrieren, also Herstellung und Vertrieb seiner Produkte.
Bernd Frohn
(mrc)
