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AntriebseinheitenKein Ausfall erlaubt

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Elektronik-Bestückungsautomaten, Metall- und OberflächentechnikHigh-End-Präzision in ­Leichtmetall

Die Motorträgerplatten der neuen Siemens-Bestückautomaten sind nur handtellergroß, von außen nicht zu sehen und auf den ersten Blick ziemlich unscheinbar. Ohne sie könnten jedoch weder Handy noch Laptop produziert werden. Denn innerhalb der Vorschub- und Positioniereinheit sorgen sie dafür, dass sich die Gurte, auf denen die Bauelemente zur Leiterplatte im Bestückautomaten transportiert werden, absolut gleichmäßig bewegen. Nur so hält die Anlage ihre beachtliche Bestückgeschwindigkeit von bis zu 80.000 Bauelementen pro Stunde kontinuierlich bei.

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ti6: High-End-Präzision in ­Leichtmetall

Hersteller dieser Motorträger aus Aluminium ist MTP Grillo Peißenberg. Er musste etliche Herausforderungen hinsichtlich Materialauswahl und Verarbeitung bewältigen. Dabei ist die Anfertigung der Motorträger extrem komplex und arbeitsintensiv. Der Abnehmer zahlt nur acht Prozent des Kaufpreises für den verwendeten Rohstoff. Satte 92 Prozent schlagen für die Bearbeitung zu Buche.

92 Prozent ­Bearbeitungsanteil

Weltweit wird mehr als die Hälfte aller Mobiltelefone mit der von Siemens entwickelten Bestückautomaten-Serie Siplace produziert. Mit der neuen Siplace X-Serie will sich das Unternehmen nun in weiteren Bereichen die Marktführerschaft sichern. Drei Jahre Entwicklungsarbeit stecken in der neuen Anlage, die derzeit als schnellste Maschine am Markt gilt: Statt 60.000 kann sie bis zu 80.000 Bauteile pro Stunde auf eine Leiterplatte aufbringen. Schon mit den aktuellen Modellen dauert die Herstellung eines Handys nur 13 Sekunden.

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Die wichtigste Einheit der neuen Siplace X ist der Feeder. Diese neu entwickelte Vorschub- und Positioniereinheit transportiert die benötigten Bauteile in den Bestückautomaten hinein, wo winzige Ansaugköpfe die empfindlichen Elemente aufnehmen und punktgenau auf der Platine absetzen. Die Herzstücke des Feeders sind die Motorträgerplatten. Drei von ihnen verbergen sich in seinem Inneren und sorgen dort für eine stabile Position der Motoren. Das ist wichtig, damit die Motoren den Bauteil-Gurt gleichmäßig transportieren und sich die benötigten Elemente immer genau dort befinden, wo sie der Aufnahmekopf erwartet.

„Würde die Trägerplatte nicht präzise unseren Anforderungen entsprechen, könnte der Bestückkopf des Bestückautomaten die abzuholenden Bauteile nicht mit der geforderten Schnelligkeit und Genauigkeit abholen“, sagt Fritz Loderer, Purchasing Manager im Siemens Geschäftsgebiet Electronics Assembly Systems, das die Siplace-Automaten weltweit vertreibt. Die Abholgenauigkeit der neuen Automaten der Siplace X liegt bei 99,98%.

Maximal zwei Hundertstel

Auf den ersten Blick sehen die Motorträger völlig unscheinbar aus. Der Fachmann aber erkennt, dass zu ihrer Fertigstellung ein hoch kompliziertes Bearbeitungsverfahren erforderlich ist. ­Damit diese Grundplatten ihre Aufgabe im Bestückautomaten tadellos erfüllen kön­nen, müssen sie zudem absolut fett-, staub- und gratfrei sein. Lagetoleranzen von maximal zwei Hundertstel Millimeter stellen äußerste Anforderungen an Parallelität und Ebenheit. Der Fräsvorgang für ihre gratfreie Fertigung ist so heikel und komplex, dass der verantwortliche Mitarbeiter mehrere Tage allein für die Programmierung der 5-Achs-Fräsmaschine benötigt. „Eine Aufgabe die viel Erfahrung erfordert und bei der auch Fräsmaschinenhersteller Probleme sahen“, erklärt Gregor Jung, Leiter Verfahrenstechnik bei MTP Grillo Peißenberg.

Für die Herstellung eines einzigen Motorträgers setzt das bayerische Unternehmen 50 verschiedene Werkzeuge ein. Damit die Motorträger, die in mehreren Spannlagen gefräst werden, keinen Spannungsverzug aufweisen, wird das Aluminium vor dem Fräsen bei 400 °C vorgeglüht. Schon bei der Auswahl des Materials achtet Gregor Jung darauf, dass es so spannungsarm wie möglich ist. „Wir fertigen die Trägerplatten nur aus dem Innenteil eines speziell spannungsarm hergestellten Aluminiumblocks“, berichtet er. Nach dem Fräsvorgang werden die Motorträger gleitgeschliffen und anschließend in einem Ultraschallbad gewaschen. Um sicherzustellen, dass alle Grundplatten über die gewünschten Eigenschaften verfügen, werden sie vor der Auslieferung auf einer 3D-Koordinatenmessmaschine vermessen. Zusätzlich wird jetzt jedes Teil mit einer Nummer versehen, damit sich später nachvollziehen lässt, wann es gefräst wurde.

Als ehemalige Siemenstochter genießt MTP Grillo Peißenberg bei den Siplace-Einkäufern einen gewissen Vertrauensvorschuss. Dennoch musste sie sich erst im Wettbewerb gegen zwei deutsche Konkurrenten durchsetzen, ehe sie den Auftrag erhielt. „Bei MTP Grillo kamen ein guter Preis und das Vertrauen in die Qualität der Arbeit zusammen“, begründet Loderer die Entscheidung. Sicherlich gäbe es auch in Asien zusätzliche Anbieter, die wiederum bis zu 30 Prozent günstiger seien. Aber das logistische und qualitative Risiko bei so hochpräzisen Teilen ist noch zu groß, glaubt der Siemens-Mann. Oriana Mora, Gebhardt-Seele/ ms

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