3-2022

COMPLETE AND FLEXIBLE

COMPLETE AND FLEXIBLE SMT SOLUTIONS „Sie suchen hochfunktionale Maschinen für präzise & flexible SMD-Fertigung? Bei uns finden Sie alles aus einer Hand!“ Produktion Zuverlässiger 3D-Drucker für die Mikroproduktion dispenseALL Universelles Dispensen mittels verschiedener Dosierventile placeALL ® 520 Vollautomatisches effizientes Bestücken und Dispensen Fritsch GmbH Kastnerstraße 8 D-92224 Amberg SET GmbH www.smart-e-tech.de Tel. +49 9621 78800-0 info@fritsch-smt.com www. fritsch-smt.de Boston Micro Fabrication info@bmf3d.com www.bmf3d.com Mit dem Mikro-3D-Drucker microArch S240 stellt Boston Micro Fabrication (BMF), Pionier bei 3D-Drucksystemen für die Mikrofertigung, ein echtes „Arbeitspferd“ vor: Dank breiter Materialauswahl und einem Bauvolumen von 100 x 100 x 75 Millimeter eignet er sich für die Serienproduktion von Mikrobauteilen in Endqualität. Mit einer optischen Auflösung von 10 µm bei einer Schichtdicke von 10 bis 40 µm erreicht der Desktop-Drucker Oberflächengüten von 0,4 bis 0,8 Ra. Die 3D-Drucker der Serie microArch basieren auf einer Weiterentwicklung der Stereolithographie (SLA), die BMF als Projektions-Mikro-Stereolithografie (P?SL) patentiert hat. Eine Schicht flüssigen Polymers wird durch UV-Licht blitzschnell ausgehärtet. Zusammen mit anpassbaren Optiken, einer präzisen Bewegungsplattform und kontrollierbaren Verarbeitungstechniken eignet sich das Verfahren für die Mikrofertigung von Prototypen und Serienteilen. Bereits das Einstiegsmodell microArch P150 erzeugt mit einer Auflösung bis zu 25 μm kleine, detaillierte Teile. In der mittleren Leistungsklasse liegen drei Desktop-Drucker, die eine Auflösung von 10?m mit hoher Genauigkeit und Präzision verbinden. Dazu gehört der zuverlässige microArch S240, der Mikrobauteile aus einer breiten Palette von Harz- und Keramik-Material erzeugt. Bezogen auf die Bauteilmaße bietet er ein großzügiges Bauvolumen von 100 x 100 x 75 Millimetern. Der microArch S240 wurde entwickelt, damit Unternehmen ebenso wie Universitäten schnell Bauteile in industrieller Kleinserien-Produktion produzieren können. Sein Stepand-Repeat-Verfahren verbindet hohe Auflösung mit großer Fläche. Echtzeit-Bildüberwachung, Autofokus und Belichtungskompensation sorgen für hochpräzise Ergebnisse. Die Mikro-3D-Drucker werden in der Entwicklung und Produktion von medizinischen Objekten von Stents über Prothesen bis hin zu chirurgischen Implantaten verwendet. Die Verwendung von biokompatiblen Materialien eröffnet neue Möglichkeiten für individuelle Implantate.In Elektronik und Mechatronik entstehen Steckverbinder, Chipsockel oder MEMS, die alle Anforderungen bezüglich Stabilität und Funktionalität erfüllen. In der Mikrofluidik und Mikromechanik eignet sich der microArch S240 für Ventile, Pumpen, Sensoren, Mikrofonkomponenten und viele weitere Anwendungen. Die Produktentwicklung erhält mit den 3D-Druckern der microArch-Serie neue Möglichkeiten und Freiheiten, die sich für Innovationen, effiziente Herstellung und Montage nutzen lassen. ◄ 28 28 3/2022

Produktion Der Digital Twin in der SMT-Fertigung Erfolg in der äußerst dynamischen Elektronikbranche hat heute, wer Produktivität, hohe Qualitätsstandards und Präzision mit niedrigen Produktionskosten und kurzen Bearbeitungszeiten in Einklang bringt. Die 3D-Simulation und der Digitale Zwilling erhalten daher einen immer höheren Stellenwert. Denn durch den Digitalen Zwilling entsteht ein virtuelles, von einer Software generiertes Abbild physischer Assets und Prozesse. Der Betrieb einer gesamten SMT-Linie oder ihrer Komponenten kann durch Simulation genau nachgebildet werden. So lassen sich beispielsweise Planungsprozesse, Konstruktion, Inbetriebnahme und Wartung von SMT-Linien optimieren – ohne in die reale Fertigung einzugreifen. Neue Anforderungen 5G-Kommunikation, Elektrofahrzeuge, Smartphones und Computer stellen heute neue Anforderungen an die Produktion von Leiterplatten. So wird zum Beispiel die Teileplatzierung von elektronischen Panels von 5G-verwandten Geräten aufgrund der höheren Teiledichte und der Panelkomplexität immer schwieriger. Die Prozesse wollen gut erprobt und geplant sein. Sascha Frieling Manager Technology der FUJI EUROPE Corp. GmbH www.fuji-euro.de Auch die fortschreitende Automatisierung bringt Herausforderungen mit sich, zum Beispiel in Bezug auf die Identifizierung der zu automatisierenden Engpassprozesse und die Anschaffung von Automatisierungsanlagen. Um das Risiko zu vermeiden, dass die angeschafften Geräte nur einen minimalen Beitrag zur Verbesserung leisten, ist es wichtig, die Effektivität im Voraus zu überprüfen. 3D-Simulation unterstützt Bei all diesen und weiteren Aufgabenstellungen in der modernen SMT-Fertigung kann die 3D-Simulation unterstützen. Mit dieser Technologie lassen sich Prozesse und Maschinen im Vorfeld exakt simulieren. Dies schafft Transparenz, deckt mögliche Fehlerquellen auf und zeigt Optimierungspotenziale. Auf diese Weise lassen sich unter anderem Risiken minimieren, da Fehler vor der Inbetriebnahme erkannt und eliminiert werden können. Die potenziellen Vorteile von Digital-Twin-Anwendungen sind unter anderem verbesserte Effizienz, bessere Produktqualität, weniger ungeplante Ausfallzeiten und kürzere Anlaufzeiten. Die Einsatzfelder der 3D-Simulation in der Industrie sind vielfältig. So können sie bereits bei den ersten Planungsschritten für eine Fabrik zum Einsatz kommen – aber auch bei der Konstruktion, Inbetriebnahme und Wartung. Anlagen oder Prozesse vor dem Betrieb testen Eine zentrale Anwendung der Simulation stellt der Digital Twin dar. Er ermöglicht die virtuelle Darstellung eines physikalischen Objektes oder Systems. Digital Twins bilden in der Regel verschiedene Aspekte ab, z.B. kombinieren sie häufig Simulationsmodelle und Daten miteinander. Sie dienen zum einen der virtuellen Nachbildung von Produkten, Maschinen oder Anlagen. Zum anderen lassen sich mit ihnen reale Abläufe und Prozesse anschaulich visualisieren und dadurch besser verstehen sowie testen und optimieren. Ein Digitaler Zwilling repräsentiert demnach beispielsweise bestehende oder geplante Objekte, wie z.B. Gebäude oder Fahrzeuge, 1:1 in einer digitalen Umgebung als realistisch visualisiertes 3D-Modell. In der SMT-Fertigung kann zum Beispiel die aktuelle SMT-Linie in einem virtuellen Raum nachgebildet werden – die reale Produktion wird dadurch nicht beeinträchtigt. Mit der fortschreitenden Automatisierung in den Produktionen kommen immer mehr Automatisierungsanlagen hinzu, was die Planung erschwert. Daher lässt sich der Digital Twin zum Beispiel für die Personaleinsatzplanung anwenden. Durch die Simulation über einen Digitalen Zwilling wird es zum Beispiel unter Berücksichtigung der Personalauslastung möglich, Engpässe zu visualisieren. Die Anzahl der Mitarbeiter und die vorgesehenen Arbeitswege lassen sich in einem virtuellen Raum modellieren, um Verbesserungsmaßnahmen ableiten zu können. Bestückungsautomaten sollten Digital-Twin-Anwendungen fördern Um eine exakte Simulation zu erreichen, ist die Genauigkeit der verwendeten Daten entscheidend. Hierbei kann in Bestückungssysteme integrierte Entwicklungssoftware unterstützen. Darüber lassen sich in der Bestückung detaillierte Leistungsdaten und genaue Zykluszeitberechnungen für jeden Produktionstyp und jede Arbeitsmethode erzielen. Bestückungsautomaten, die den Schwerpunkt auf Automatisierung legen, sollten den Einsatz von Digital-Twin-Anwendungen fördern. Sie sollten es ermöglichen, flexibel auf die Veränderungen zu reagieren, die durch die digitale Transformation und den verstärkten Einsatz des digitalen Zwillings hervorgerufen werden, und gleichzeitig die Automatisierung und Effizienz der von Maschinen und Systemen ausgeführten Arbeit verbessern. ◄ 3/2022 29