Die Herstellung eines Multitouch-Displays auf einer Maschine des Typs Systec 210 mit 2.100 kN Schließkraft während der K 2013 soll als Beispiel für das voll automatisierte Spritzgießzellen zur effizienten und prozesssicheren Serienproduktion innovativer Produkte dienen. In der hier erstmals vorgeführten Serienproduktion eines 5 Zoll großen Touchdisplays werden von Polyic entwickelte funktionale Folien - auf PET basierende, mit dünnen, metallischen Leiterstrukturen überzogene Folien - im Inmold-Labeling-Verfahren (IML) mit PMMA überspritzt. Der ebenfalls angespritzte schmale Rahmen wird gleichzeitig mit Inmold-Decoration (IMD) in schwarzer Klavierlackoptik dekoriert. Alle Abläufe, vom Einlegen der IML-Folie in die Werkzeugkavität bis zur letzten der in mehreren Schritten erforderlichen Nachbearbeitung zur Konfektionierung des Displays, geschehen in der Produktionszelle unter Reinraumatmosphäre (Klasse ISO 7).

Die für die Spritzgießverarbeitung optimierten leitfähigen IML-Folien können laut Sumitomo Demag viele der heute für Touchscreens verwendeten, meist aus Indiumzinnoxid bestehenden Folien (ITO-Folien) ersetzen. ITO-Alternativen seien nicht nur technologisch, sondern auch wirtschaftlich sehr interessant, da Indium ein seltenes und mit steigendem Bedarf zunehmend teureres Schwermetall ist. Außerdem entfalle das teure Laminieren der Folien auf den Träger.

Zentrale Schaltstelle in der Spritzgießzelle, die Sumitomo SHI Demag gemeinsam mit Systempartnern für die jeweiligen Prozessschritte realisiert hat, ist ein hängend montierter Industrieroboter. Er entnimmt pro Zyklus aus einem Magazin ein leitfähig ausgerüstetes Inmold-Label und positioniert es auf der festen Hälfte des Ein-Kavitäten-Werkzeugs. Gleichzeitig bringt das schließseitig oberhalb des Werkzeug-Einbauraums montierte IMD-Vorschubgerät eine Trägerfolie mit Einzelbildern zur dekorativen Beschichtung des Formteils in die Kavität ein. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird über einen Filmanguss das Display aus PMMA unter Einsatz der variothermen Werkzeugtemperierung gespritzt; das Schussgewicht beträgt 25 g.

Auch wenn das Spritzgießen den überwiegenden Teil des Prozess ausmacht, tragen die in der Zykluszeit von 40 s außerhalb des Werkzeugs ablaufende Nachfolgeschritte erheblich zur Bauteilqualität und zur Wirtschaftlichkeit bei. Nachdem der Sechsachs-Roboter einen gespritzten Displayrahmen aus dem Werkzeug entnommen und ein neues Label eingelegt hat, legt er das Bauteil auf einem Werkstückträger ab. Von dort gelangt es in eine gekapselte Laser-Trennstation, wo ein CO2-Laser mit Absaugung den Filmanguss sauber und bruchfrei entfernt. Anschließend überführt der Roboter das Display in eine UV-Aushärteeinheit, um den Decklack der Dekorfolie auszuhärten. Für den letzten Bearbeitungsschritt übergibt der Roboter das Bauteil an die unterhalb der UV-Station angeordnete Reinigungsstation. Hier sorgen Bürsten für das Reinigen von IMD-Folienresten; von den Kanten abgelöste Partikel werden rückstandsfrei abgesaugt.

Weitere Informationen: www.dpg.com

K 2013, Düsseldorf, 16.-23.10.2013, Halle 15, Stand D22

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