ruhlamat im Web

  • ruhlamat - Ihr zuverlässiger
    Maschinenbaupartner

    Hauptniederlassung ruhlamat
  • Ein etabliertes Familien-
    unternehmen in 2. Generation

    Geschäftsführer ruhlamat
  • Maschinen entsprechend
    Ihrer Anforderungen

    Konstruktion ruhlamat
  • Komplette Fertigung
    in einem Haus

    Lohnfertigung ruhlamat
  • Maschinenbau auf
    höchstem Niveau

    Montage ruhlamat
  • Softwarelösungen -
    made by ruhlamat

    Programmierung ruhlamat
  • Montage- und
    Automatisierungssysteme

    Montagesysteme und Automatisierungssysteme ruhlamat
  • Karten- und
    Passsysteme

    Kartensysteme und Passsysteme ruhlamat
  • Originalausrüstungen
    exklusiv für Kunden

    OEM Hersteller ruhlamat
  • Service weltweit
    und jederzeit

    Service ruhlamat

3D-Drahtlegen: Innovative Lösung von ruhlamat

In den letzten Jahren ist der Bedarf an beheizbaren Kunststoffflächen in vielen Bereichen stetig gewachsen. Beispiele lassen sich vor allem im Automotive-Sektor finden: Gerade in den Wintermonaten frieren Kamerasysteme, Scheinwerfer, Lidar-Systeme oder Elemente der Radarsensorik, die für autonomes und semiautonomes Fahren benötigt werden, regelmäßig ein. So erzeugt zum Beispiel die in modernen Scheinwerfersystemen verwendete LED-Technik nicht genügend Strahlungsenergie (Kaltstrahler), wodurch eine zusätzliche Heizung zum Abtauen der Scheinwerferabdeckungen benötigt wird. Abhilfe schaffen hier integrierte Heizdrähte, die automatisch für ein Abtauen bei niedrigen Temperaturen sorgen. Integrierte Heizdrähte haben sich in den letzten Jahren als vielseitig nutzbare Möglichkeit zum Beheizen von Kunststoffflächen durchgesetzt. Sie heben sich gegenüber Alternativen wie etwa den bedampften Flächen beispielsweise dadurch ab, dass sie Radar- oder Lidar-Systeme nicht beeinflussen.

3D Drahtlegen ruhlamat

Damit Heizdrähte unsichtbar verbaut werden können, ist es wichtig, diese in bereits vorhandenen Kunststoffelementen zu verbergen. Hierfür bieten sich Herstellerlogos sowie Teile der vorderen und hinteren Stoßfänger an. Diese besitzen jedoch in der Regel gekrümmte Oberflächen, was für die Anbringung der Drähte ein Verfahren mit dreidimensionaler Ausrichtung erfordert.

Bisherige Lösungen sahen meist so aus, dass die Heizdrähte zunächst auf einer Folie aufgebracht wurden, welche anschließend umspritzt wurde. Dieses Verfahren funktioniert allerdings nur bei leicht gewölbten Flächen. Dreidimensional geformte Oberflächen können mit dieser Methode nicht abgebildet werden, was auch dem Design zu beheizender Kunststoffelemente Grenzen setzt.

Durch das 3D-Drahtlegen sind dem Design von Kunststoffabdeckungen nur wenig Grenzen gesetzt. Die von ruhlamat neu entwickelte 3D-Drahtlegetechnik XYZ integriert Heizdrähte in bereits fertig designte Kunststoffoberflächen, indem sie Drahtgeometrien direkt auf die Vorder- oder Rückseite der Sensorabdeckungen, Frontgrills, Embleme oder Stoßfänger aufbringt. Dies führt letztendlich nicht nur zu präziseren Ergebnissen, sondern bringt außerdem eine beachtliche Zeit- und Kostenersparnis mit sich. Die Drähte sind mit einem Durchmesser zwischen 50 und 100µm kaum sichtbar. Durch eine schwarze Beschichtung können Reflektionen zusätzlich verhindert werden.

Wie funktioniert das 3D-Drahtlegen?

Das 3D-Drahtlegen stellt gegenüber dem herkömmlichen Drahtlegeverfahren, das beispielsweise bei der Fertigung von Antennen in Chipkarten zum Einsatz kommt, eine Innovation dar. Neu hinzugekommen ist die Möglichkeit zusätzliche Freiheitsgrade durch einen 6-Achsroboter auszunutzen. Dadurch wird eine Tiefendimension beim Drahtlegen bzw. die Reaktionsfähigkeit des Roboters auf gekrümmte/unebene Flächen möglich: Der Roboter kann die Neigung des Drahtlegekopfes an die zu bearbeitende Fläche anpassen. Das ist wichtig, weil der Drahtlegeprozess nur dann funktionieren kann, wenn die Sonotrode senkrecht zur bearbeitenden Fläche ausgerichtet ist. Um dies zu ermöglichen, wurde der ruhlamat-Drahtlegekopf mit einem Roboter aus dem Hause ABB kombiniert. Dieser ist mit dem sogenannten Integrated Force Control-Paket ausgestattet, welches es erlaubt einen immer gleichen Anpressdruck zu erzeugen – dadurch können Unebenheiten bzw. Abweichungen zwischen Werkteil und 3D-Kontur ausgeglichen werden.

Exkurs: Was bedeutet Integrated Force Control und wo liegen die Vorteile?

Der Roboterentwickler ABB hat mit dem Integrated Force Control-Paket eine Lösung geschaffen, die es Robotern ermöglicht aktiv auf ihre Umgebung zu reagieren. Die Grundlage hierfür bilden taktile Sensoren, die permanent Informationen über die Umgebung liefern. Diese Informationen sorgen dafür, dass der Roboter beispielsweise seine Geschwindigkeit anpasst oder von der vorgegebenen Bahn abweicht. Dank Integrated Force Control wird es somit möglich komplexe Konturen maschinell zu bearbeiten.

Das Drahtlegen als solches wird mithilfe der von ruhlamat entwickelten Ultraschall-Drahtlegetechnik ausgeführt. Diese arbeitet mit einer innovativen Ultraschall-Technologie, die ein schnelles und präzises Vorgehen ermöglicht: Mithilfe eines Ultraschall-Generators werden elektrische Schwingungen mit 70 kHz erzeugt, die von einem Piezokristall in mechanische Schwingungen umgewandelt werden. Die Sonotrode verstärkt diese Schwingungen, wodurch es zu einer Molekular- und Grenzflächenreibung am Substrat kommt. Die Reibung zwischen Sonotrode, Draht und Substrat- bzw. Kunststoffoberfläche führt zu einem partiellen Aufschmelzen dieser. Anschließend wird der Heizdraht über die Drahtdurchführung in der Sonotrode in den geschmolzenen Kunststoff gelegt und somit direkt in diesen integriert. 

Über die Anpresskraft der Sonotrode auf die Oberfläche wird der Einsinkweg des Drahtes reguliert. Für einen stabilen Prozess ist dafür eine präzise Kraftregelung unabdingbar. Dank der Integrated Force Control von ABB kann der Roboter aktiv auch auf unebene Oberflächen reagieren und seine Bahn bzw. die Ausrichtung des Drahtlegekopfes entsprechend anpassen. Das ermöglicht es konkave und konvexe Konturen mit dem 3D-Drahtlegeverfahren zu bearbeiten.

Produktionssystem 3D Drahtlegen

Wo liegen die Vorteile beim 3D-Drahtlegen?

Die Vorteile der innovativen 3D-Drahtlegetechnik liegen zunächst in der Möglichkeit dreidimensionale Oberflächen schnell und ohne Zwischenschritte bearbeiten zu können. Die Programmierung der 3D-Drahtlegekontur kann entweder als Kurve im Raum mittels der Robotersteuerungssoftware RobotWare vorgenommen oder als Pfad aus einer 3D-CAD-Datei eingelesen werden. Die kompakte Bauweise der Roboterzelle ist als weiterer Vorteil anzuführen. Darüber hinaus kann das Verfahren zukünftig unter Umständen auch in weiteren Sektoren verwendet und überall dort genutzt werden, wo beheizte Kunststoffoberflächen erforderlich sind. Dadurch lassen sich kostenintensivere und zeitlich aufwendigere Methoden ersetzen.