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Industrie 4.0 macht es möglich

Individualisierung erfasst die Oberflächentechnik

| Autor/ Redakteur: Klaus Jopp / Stéphane Itasse

Aus den Möglichkeiten von Industrie 4.0 entsteht ein neuer Megatrend: die Individualisierung von Produkten. Dieser Trend hat inzwischen die Oberflächentechnik erreicht. Kunden können sich nicht nur an der Gestaltung ihrer Produkte beteiligen, sondern sogar in die Produktionsprozesse einbringen.

Individualisierung auf der Hannover Messe: Der Kofferanhänger wird mit einem NFC-Chip (Bildmitte) bestückt, auf den die V-Card und Auftragsdaten des Besuchers übertragen werden.
Individualisierung auf der Hannover Messe: Der Kofferanhänger wird mit einem NFC-Chip (Bildmitte) bestückt, auf den die V-Card und Auftragsdaten des Besuchers übertragen werden.
( Bild: Arburg )

Maßgeschneiderte Produkte sind das Thema der Zukunft. Besonders ausgeprägt ist das bereits in der Automobilindustrie mit der individuellen Ausstattung von Fahrzeugen. Aber zunehmend ist die Produktindividualisierung auch ein Argument für den Markterfolg von Gütern aller Art. „Insbesondere der Wunsch nach personalisierten Oberflächen in allen Industriebereichen ist wohl die größte Herausforderung für aktuelle Entwicklungen in der Oberflächentechnik“, erklärt Dominik Malecha, Bereichsleiter Oberflächentechnik-Formteile am Kunststoff-Institut Lüdenscheid. Unternehmen und Institutionen der Oberflächentechnik zeigen auf der bevorstehenden Hannover Messe auf der Fachmesse Industrial Supply in Halle 6, wie sich diese Individualisierung von Produkten umsetzen lässt.

Losgröße 1 auch in der Oberflächentechnik nicht auszuschließen

Durch die individuellen Wünsche werden neue oder modifizierte Oberflächenverfahren benötigt, die Designflexibilität auch bei hohen Stückzahlen zu akzeptablen Kosten ermöglichen. „Produktabhängig ist selbst die Losgröße 1 nicht auszuschließen. Generative Fertigungsverfahren und Entwicklungen in diesem Bereich unterstützen die Herstellung von Einzelprodukten oder Kleinstserien“, sagt Malecha. Diese Verfahren der Additiven Fertigung erlauben die schnelle und kostengünstige Herstellung von Modellen, Mustern und Prototypen, aber auch von Endprodukten, beispielsweise durch 3D-Druck. Doch nicht nur der schichtweise Aufbau dreidimensionaler Strukturen, sondern auch die Digitaldrucktechnik, das Folienhinterspritzen und Direktkaschieren von Folien oder der Wassertransferdruck bieten neue Möglichkeiten, Produkte individuell speziell in ihrer Oberfläche zu gestalten.

Zudem gibt es Entwicklungen beim Tampon- und Siebdruck: Beim Tampondruck werden Klischees etwa mittels Laser hergestellt. So kann schnell ein neues Motiv kreiert werden. Dies kann bei Bedarf in eine Tampondruckzelle integriert werden, wie das die Firma Tampoprint AG realisiert hat. Inzwischen hat das Unternehmen dieses Verfahren zum rotativen Tampondruck erweitert, der nochmals die Taktraten vervielfacht und darüber hinaus echtes Umdrucken von 360° ermöglicht. Des Weiteren werden mittels Vierfarbsystemen bunte Bilder gedruckt. Beim Siebdruck werden die Siebe mit digitalen Beschichtungssystemen hergestellt, was sehr schnell geht und somit auch schnell zu neuen Motiven führt. Außerdem werden die Verfahren in Fertigungszellen kombiniert, sodass die jeweiligen Vorteile ausgenutzt werden können. So gibt es inzwischen Maschinen, die Siebdruck, Tampondruck und Digitaldruck vereinen.

Live-Vorführung einer individualisierten Massenfertigung auf der Hannover Messe

Wie eine individualisierte Massenfertigung aussehen kann, zeigen auf der Hannover Messe 2017 die Kunststoffspezialisten Arburg und Pöppelmann. Geplant ist die Herstellung eines personalisierten, smarten Kofferanhängers in fünf Stationen. „Unsere kleine Messefabrik bei Arburg (Stand K16) sowie der zugehörige ‚Webshop‘ beim Partner Pöppelmann (Stand B18) veranschaulichen wesentliche Elemente von Industrie 4.0: die Produktion an räumlich getrennten Orten, die kundenspezifische Individualisierung von Großserienteilen durch Kombination von Spritzgießen und Additiver Fertigung sowie die lückenlose Rückverfolgbarkeit jedes individuellen Bauteils über unser Leitrechnersystem“, fasst Arburg-Geschäftsführer Heinz Gaub zusammen.

Bei Station 1 auf dem Arburg-Stand werden die zwei Schalenhälften eines Kofferanhängers im Spritzguss aus dem Polymer ABS erstellt und mit einem RFID-Chip bestückt. Mithilfe dieses Chips kann das Produkt die Informationen speichern, die für die weitere Produktion benötigt werden. Bei beiden Unternehmen kann im zweiten Schritt das persönliche Design ausgewählt und eine elektronische Visitenkarte erstellt werden. Thorsten Koldehoff, Vertriebsleiter Pöppelmann Kapsto, erklärt: „Damit demonstrieren wir als Partner dieser Anwendung, wie sich Kundenwünsche in die Wertschöpfung einbinden und ganz neue Geschäftsmodelle erschließen lassen.“ An der dritten Station wird bei Arburg das Großserienteil endgültig zum individuellen Produkt – der Laser kennzeichnet jeden Kofferanhänger mit persönlichen Daten wie Name, Adresse und Telefonnummer. Anschließend setzt der Freeformer von Arburg die ausgewählte 3D-Grafik Schicht für Schicht aus Kunststoffgranulat auf der Oberfläche des Schlüsselanhängers um. In der letzten Station werden die Vorteile der Individualisierung im Sinne von Industrie 4.0 verdeutlicht – so können beispielsweise Broschüren online über den Datensatz des Anhängers direkt bestellt werden.

Maschinen müssen Individualisierung der Produkte bewältigen können

Die Individualisierung auf der Produktseite muss natürlich ihre Entsprechung auf der Maschinenseite finden. Seit Jahren entwickelt Icom Automation Anlagensteuerungen für Galvanik- und Abwasseranlagen sowie Labor- und Wartungssoftware. „Nach unserer Überzeugung erfüllen unsere ausgereiften Steuerungen für Galvanikautomaten bereits heute den Großteil der Anforderungen, die Industrie 4.0 an entsprechende Prozesse stellt“, sagt Stefan Wegerich, Leiter Vertrieb und Projektmanagement bei Icom. So handelt es sich bei derartigen Entwicklungen um kundenspezifische Anlagensteuerungen, die einen optimalen Durchsatz bei gleichzeitiger Flexibilität der Produkte ebenso sicherstellen wie eine hohe Ausfallsicherheit durch die Symbiose zwischen SPS- und PC-Leitrechnersystem. Die Anlagenbetreiber können zu jeder Zeit auf neue Produkt- und Produktionsbedingungen reagieren, da die entsprechenden Änderungen an Anlagensteuerungen durch Automatisierungsspezialisten kurzfristig umsetzbar sind.

Dieser Beitrag ist auf unserem Partnerportal MM MaschinenMarkt erschienen.

* Klaus Jopp ist freier Journalist beim Pressebüro Wiwitech in 22337 Hamburg

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