Schnell musste es gehen. Und rasch den Produktionsanforderungen der Automotiveindustrie entsprechen. Noch unerfahren in Sachen Vergusstechnik brachte das Elektronikunternehmen ABATEC mit der Unterstützung von WERNER WIRTH ein Steuergerät für Geländemotorräder zur Serienfertigung.

Begleitet von brausenden Sprühfahnen rauscht ein Off-Road-Biker durch die Untiefe eines Flusses. Nässe, Schmutz, Erschütterungen müssen sein, wenn man mit dem Geländemotorrad unterwegs ist. Und dennoch: Auch diese Disziplin fordert ein hohes Niveau an elektronischer Überwachung und Steuerung. Für eine namhafte Marke für Off-Road-Motorräder entwickelte und fertigt das österreichische Unternehmen ABATEC ein Steuergerät mit GPS-Antenne. Es zeichnet umfangreiche Leistungsdaten des Motorrads auf und analysiert sie, so dass der Fahrer seine Performance optimal an die Streckenbedingungen anpassen kann. Die Herausforderung für die Macher: Die dafür notwendige sensible Elektronik sitzt an exponierter Stelle auf dem vorderen Fender des Motorrads – und muss unter extrem anspruchsvollen Bedingungen verlässlich funktionieren.

Bedarf an Komponentenschutz wächst

„Elektronik dezentralisiert sich“, sagt Sven Höppner. „Im Zuge ihrer Miniaturisierung kommt sie immer häufiger an Stellen zum Einsatz, wo sie zuvor nicht zu finden war.“ Höppner ist Geschäftsführer von WERNER WIRTH, Hersteller von Komponentenschutz und Verbindungstechnik. Das Unternehmen ist mitverantwortlich dafür, dass das Steuergerät der Off-Road-Maschine die Flussquerung buchstäblich unerschüttert überstanden und präzise ausgemessen hat. Das Gerät hat seinen Komponentenschutz auf einer Hotmelt Spritzgussplattform erhalten, mit der ABATEC die Serienfertigung realisiert. ABATEC ist ein Unternehmen mit Sitz im österreichischen Regau, das elektronische Baugruppen entwickelt und fertigt. Dazu gehören Leistungselektronik, Sensoren, Displays und eben Steuergeräte. Zum Fertigungsportfolio gehört inzwischen auch der Verguss zum Komponentenschutz. Das Off-Road-Steuergerät war eines der Projekte, das den Einstieg in diese Technologie bereitete.

Von der Idee bis zur Serienfertigung
„Der Hotmelt-Prozess war für uns komplett neu“, blickt Ulrich Zehner, Prozessingenieur bei ABATEC, zurück. „Wir hatten uns daher für einen Lieferanten entschieden, der uns nicht nur eine Maschine liefern, sondern uns auch im kompletten Verfahren unterstützen kann.“ Die Wahl fiel daher schnell auf  WERNER WIRTH. „ABATEC kam auf uns zu, weil wir Kunden bei Projekten für den Komponentenschutz oder Verbindungstechnik von der ersten Idee bis zur Serienfertigung begleiten“, sagt Bernd Conrad, Innovation Manager Protection Systems bei WERNER WIRTH und im Unternehmen Ansprechpartner für Vergusstechnologien. „Unternehmen profitieren davon, dass wir nicht nur über Know-how und Kapazitäten für alle gängigen Vergussverfahren von Hotmelt Moulding und Potting bis zum Conformal Coating und Bonding verfügen. Wir können dieses zudem auch in unseren eigenen Werkzeug- und Maschinenbau einfließen lassen.“ Das Ziel war klar definiert: ABATEC wollte schnell startklar sein, um das Steuergerät in Serie umgießen zu können. Die größte Hürde stellte dabei die Maschine selbst dar. Um die für den hier relevanten Automotivebereich hohen Anforderungen zu erfüllen, musste die Anlage die Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU) bestehen. Bei dieser Kurzzeitstudie wird ermittelt, in welchem Maße die Maschine festgelegte Toleranzgrenzen einhalten kann. Dabei geht es darum, wie stabil und reproduzierbar die durchgeführten Produktionsschritte sind und in welchem Maße mit Ausschuss und Nacharbeit zu rechnen ist. WERNER WIRTH verfügt über ein breit aufgestelltes Programm an Fertigungsmaschinen für das Hotmelt Moulding aus eigener Entwicklung und Herstellung. Das Unternehmen liefert die Anlagen auf Wunsch inklusive Protokoll mit Seriennummer und testet sie vor Ort auf Funktionalität. ABATEC entschied sich für die Hotmelt Spritzgussplattform TM 6800, welche die MFU reibungslos bestand.

Spritzgussplattform für breites Produktspektrum
Die TM 6800 ist eine Maschine für den Großserienbetrieb, die sich flexibel konfigurieren und variabel einsetzen lässt. So ermöglicht sie die Fertigung sowohl zweier gleicher als auch unterschiedlicher Umspritzungen. Sie gibt auch Werkzeugen Raum, mit denen große oder mehrfache Kavitäten zu realisieren sind. Beladen wird sie über zwei Werkzeugaufnahmen, die sich unabhängig voneinander steuern lassen. Die TM 6800 ist für einen Bediener konzipiert, der die Vorgänge mit zwei Händen bis zu einer Schließkraft von 60 kN durchführen kann. „Die Maschine ist durchweg einfach technisch zu handhaben“, sagt Stipo Sic, Produktionstechniker bei ABATEC. „Unsere Produktionsmitarbeiter waren schnell in der Lage, eigenständig vergießen zu können.“ Auch die intuitiv bedienbare Softwareoberfläche sowie den geringen Wartungsbedarf bewertet Sic positiv. Wie viele andere Verarbeitungsmaschinen von WERNER WIRTH ermöglicht die TM 6800 einen Onlinezugriff auf die Anlage, so dass sich eventuelle Probleme per Fernwartung durch den Service von WERNER WIRTH schnell beheben lassen. Dazu kommt, dass alle Betriebsdaten der Anlage dokumentiert werden und sich Problemstellungen schnell und verlässlich rückverfolgen und lösen lassen.

Material-Mix und Werkzeugbau
Auch das eigentliche Projekt erforderte die Lösungskompetenz der Vergussspezialisten. Es galt, die Elektronik des Steuergeräts innerhalb eines Gehäuses aus Hartkunststoff sicher zu fixieren, um sie gegen Stöße, Vibration, aber auch Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen. Die Herausforderung bestand hier, die beiden Materialien – Hotmelt und Rigid Plastic – fest miteinander zu verbinden. Dazu musste einerseits das Kunststoffgehäuse konstruktiv eine Verzahnung ermöglichen. Andererseits musste die Materialauswahl des Hotmelt-Vergusses stimmen und dieses dann möglichst blasenfrei verarbeitet werden, so dass das abgehende Kabel auch hohe Zugkräfte aushalten kann. Die Partner erarbeiteten im engen Austausch eine Lösung, die in der Auswahl des geeigneten Hotmelt-Werkstoffes, der Konstruktion und Fertigung des Verguss-Werkzeugs sowie in der passenden Konfiguration des Maschinenprozesses bestand. Auch ein zusätzliches Schutzelement, das im schon weit fortgeschrittenen Projektverlauf hinzukam, konnte noch berücksichtigt werden, in dem das Werkzeug noch mal neu angepasst wurde.

Kompletten Prozess begleitet
„Wir haben viel mitgenommen für die Zukunft“, lautet das Fazit von Ulrich Zehner von ABATEC. „Wir haben zum Beispiel gelernt, wie wichtig der Werkzeugbau für den Verlauf des gesamten Projekts ist.“ Für Bernd Conrad von WERNER WIRTH macht genau das den Erfolg eines Produkts aus: „Wir betrachten die Konstruktion des Bauteils, die Funktionsweise der Maschine und das Material als Ganzes.“ ABATEC ist daher mit seiner Entscheidung für das Unternehmen zufrieden. „Sie haben uns nicht nur eine Maschine und ein Werkzeug verkauft, sondern uns im kompletten Prozess und bei der Prozesseinführung in unserer Fertigung unterstützt“, so Zehner. Ein weiteres Projekt der Partner ist bereits in der Planung.