Reproduzierbares Heißverstemmen geht auch kostengünstig
Für eine effektive Fertigung gilt es, Ratio-Potenziale aller Prozesse zu nutzen. Die Befestigung von Leiterplatten an Gehäusen oder die Verbindung von Gehäuseteilen machen da keine Ausnahmen. Ein moderner Ansatz beim Heißverstemmen eröffnet hier Potenziale.
Prozesssicherheit auch bei kleinen Stückzahlen zu gewährleisten, und dies in einer geringen Durchlaufzeit, ist die aktuelle Herausforderung für viele Unternehmen in der Elektronikindustrie.
„Erst das passende Equipment für Detailprozesse, wie z.B. das Heißverstemmen, aber auch die reibungslose Integration in die Prozesskette sorgen für hohe reproduzierbare Qualität und konstante Prozesse.“
Nicole Leutz weist darauf hin, dass auch die individuelle Anpassung der Anlagen an die jeweiligen Projektanforderungen einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Produktion hat.
Mit dem Verfahren des Heißverstemmens werden Leiterplatten mit dem Gehäuse verbunden oder Gehäuseteile miteinander. Es basiert darauf, dass Kunststoffe, speziell aus Thermoplasten, thermisch umgeformt werden. Dabei wird z.B. ein Kunststoffpin, der durch eine Bohrung in einer Leiterplatte ragt, mit einem aufgeheizten Werkzeug zu einem „Nietkopf“ umgeformt und somit eine kraftschlüssige Verbindung herstellt.
Beim Heißverstemmen sind verschiedene Herausforderungen zu beachten: Dazu zählt die Auswahl des Umformstempels, da dieses Material an das Kunststoffmaterial angepasst sein muss. Auch ist die passende Temperatur (Prozessfenster) zu finden, ohne Anhaftung am Werkzeug. Weitere Aspekte sind die Maßhaltigkeit der verstemmten Dome, ein sicheres Prozessfenster und dabei auch die Definition der Verweilzeit des zu verstemmenden Doms. Eine weitere Rolle spielt die jeweils optimale Form der Dome (Pilz, länglicher Dom zum Aufspreizen, platt gedrückt).
Die Leutz Lötsysteme GmbH hat diese Herausforderungen angenommen und entwickelt kundenspezifische Anlagen und Vorrichtungen für den Prozess des Heißverstemmes sowie Rundtaktmaschinen. Ziel ist es dabei immer, einen reproduzierbaren Prozess sicherzustellen, um die jeweiligen Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Der Grad der Automatisierung und die damit verbundenen Kosten richten sich nach den jeweiligen Anforderungen.
Auf dem Bild ist ein einfaches System für den Prozess des Heißverstemmens (Heißnieten, Heißstempelnieten) zu sehen. Es arbeitet folgende Prozessschritte ab:
Händisches oder automatisches Zuführen der Fügepartner in einem Warenträger mit Bauteilaufnahme.
Einfahren des Warenträgers für den Heißverstemmprozess.
Der kundenspezifische, geheizte Heißverstemmkopf wird auf das Produkt bewegt.
Heißverstemmen von einem oder mehreren Pins in einem Arbeitsschritt.
Der Heißverstemmkopf wird in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.
Das bearbeitete Bauteil wird aus der Heißverstemmstation gefahren.
Das Ergebnis: perfekt formschlüssig heißverstemmte Teile (von Leiterplatten bis Gehäuseteilen) und visuell ansprechend umgeformte Kunststoffdome.
Eine Erweiterung dieses Systems kann eine Heißverstemmanlage mit einem Rundschalttisch sein. Prozesssicherheit entsteht auch bei diesem Verfahren bzw. den eingesetzten Systemen durch die ganzheitliche Betrachtung. Dabei ist es hilfreich, dass Experten alle Schritte begleiten – von der Konzeptionierung und Realisierung der Bauteilaufnahmen über das Erstellen eines Regelungskreises und die Auswahl des geeigneten Stempelmaterials bis hin zu dem Einsatz von komplexen Mehrfach-Heißverstemmköpfen (z.B. Verstemmaufgaben von zehn oder mehr gleichzeitigen Umformprozessen). Hierbei ist hilfreich, dass die eingesetzten Heißverstemmköpfe gewechselt werden können, was die Flexibilität der Systeme erhöht. Zudem hat sich eine Verkettung mehrerer Prozessschritte, z.B. Prüfung der Elektronik, Beschriftung der Bauteile oder z.B. optische Prüfung des Verstemmergebnisses, bewährt. Auch wenn die Verbindung von Bauteilen per Heißstemmen auf den ersten Blick einfach aussieht, zeigt sich doch immer wieder, dass Ratio-Potenziale und die Qualität der Endprodukte in jedem einzelnen Prozessschritt stecken bzw. beeinflusst werden können.
