Standarddrucker im Tandembetrieb

Kürzere Produktzyklen und häufigere Produktwechsel sind heute an der Tagesordnung. Das gilt in erster Linie im Hochlohnland – beispielsweise in der deutschen Elektronikfertigungslandschaft, wo die High-Mix/High-Quality-Strategie vorherrscht. Aber auch dort, wo Rennerlinien bislang über längere Zeit hohe Stückzahlen eines Produktes produzierten, zeigt sich Trend zu kürzeren Losgrößen und schnelleren Produktwechseln mittlerweile deutlich.

Als Elektronikfertiger muss man in dieser Situation auch kleine Fertigungslose und bisweilen sehr spezielle Aufträge auf die Linie nehmen können, um die Fertigung optimal auslasten zu können. Flexibilisierung von Linien und Teilprozessen ist deshalb zum hochaktuellen Trendthema geworden.

Einen neuen und vielversprechenden Ansatz im Bereich Lötpastendruck bietet dazu Ekra mit dem Konzept Vario Flexline, das als Verkettung zweier Einzelspurdrucker unterschiedlicher Formate mittels Materialflusstechnik von Asys realisiert wurde und auf der SMT/Hybrid/Packaging Anfang Mai in Nürnberg Premiere haben wird.

Das Konzept bietet zum einen die Option, bestehende Linien nachzurüsten. Zum anderen ist das Konzept auch als komplette Neuinstallation deutlich günstiger als die aktuell viel diskutierte Doppelspurlinie.

Damit ist eine solche Lösung besonders interessant für kleine und mittelständische EMS- oder OEM-Fertiger: Wenn eine Linie flexibel sowohl kleine Formate mit hohem Durchsatz als auch große Formate fertigen kann, bringt das mehr kalkulatorischen Spielraum für ihren wirtschaftlich erfolgreichen Betrieb.

„Hoher Durchsatz und Formatflexibilität“, so Torsten Vegelahn, Ekra, „waren bisher ein Widerspruch in sich. Mit unserem neuen Konzept ist das jedoch vereinbar.“ Diese Optionen entsprechen genau dem, was die Anwender zunehmend fordern: „Die Pflichtenhefte, die wir aktuell bekommen, verlangen von der Anlage zunehmend den Spagat zwischen Flexibilität und höherer Geschwindigkeit“, so Jakob Szekeresch, Geschäftsführer von Ekra.

Nachgefragt wurde höhere Anlagenleistung zunächst vor allem bezogen auf den Durchsatz: Taktzeiten von zehn Sekunden und weniger waren gefordert. Beinahe neidvoll blickten die Bestücker in Richtung Photovoltaik-Industrie. Dort wird die Metallisierungsebene der Zellen aktuell mit Taktzeiten von unter drei Sekunden produziert. Allerdings sind die Strukturen lange nicht so komplex und feinteilig, wie im Bereich der elektronischen Baugruppen. Deshalb erreicht man bei letzteren bereits ab dem 10-Sekunden-Takt die Grenzen des physikalisch machbaren bei Lotpasten und anderen Prozessvariablen. Szekeresch: „Da bleibt als einziger Ausweg die Parallelisierung.“

Eine erste Antwort waren Doppelspuranlagen. Sie erhöhen allerdings die Investitionsvolumen für manche Anlagenteile durchaus sogar über das doppelte hinaus. Ganz abgesehen vom Platzbedarf, der sich ebenfalls signifikant erhöht. Und auch der Programmieraufwand wächst, was schnelle Produktwechsel nicht zu einer leichten Aufgabe werden lässt. Doppelspuranlagen schaffen nur unter sehr hohem Aufwand Formatflexibilität, weshalb sie nur in eng abgesteckten Grenzen eine Antwort auf aktuelle Fertigungsanforderungen sein können.

Ganz anders das neue Vario Flexline-Konzept: „Das Tandem von zwei Standarddruckern unterschiedlicher Formate erfordert eine geringfügig vergrößerte Aufstellfläche“, so Torsten Vegelahn. Für die Messe in Nürnberg haben die Ekra-Entwickler in Bönnigheim und ihre Kollegen von Asys in Dornstadt die Drucker CPS (Board-Format bis 300x300mm) und X5 Professional (Board-Format bis 508x508mm) hintereinander aufgebaut. Ein Linienbelader LSB03, drei Shuttle-Module STM03 DX und ein Magazinierer LSE übernehmen die Verkettung.

Der freie Raum unter den Druckern wurde für zusätzliche kurze Transportstrecken genutzt. Den Shuttle-Modulen kommt damit eine Weichenfunktion zu. Das ermöglicht mehrere Strategien:

In den Fällen zwei und drei ist der nicht benötigte Drucker abgeschaltet. Das bringt auch unter dem Aspekt Energieeffizienz klare Vorteile.

Vegelahn: „Beim Aufbau einer solchen Anlage hat der Anwender viele individuelle Gestaltungsmöglichkeiten. So können bereits vorhandene Drucker integriert werden. Werden noch größere Formate benötigt, können statt des X5 Professional auch der X6 eingesetzt werden, der Boardformate bis 610x610mm unterstützt.“ Die Tandem-Schablonendrucklinie wird auf der SMT/Hybrid/Packaging von 5. bis 7. Mai in Halle 7/Stand 550 präsentiert. Bei Ekra und Asys geht man von großem Interesse aus. (vtis)

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Die EKRA Automatisierungssysteme GmbH gehört zu den Markt- und Technologieführern bei Sieb- und Schablonendruck für die Elektronikfertigung. Das 1946 von Eduard Kraft gegründete Unternehmen stellte 1976 seinen ersten Siebdrucker vor. 1998 und 1999 wurden mit der EKRA Asia in Singapur und der EKRA USA in Marlborough strategische Stützpunkte im internationalen Markt gegründet. Seit 2005 gehört das in Bönnigheim bei Ludwigsburg ansässige Unternehmen zur ASYS Group. Zu ihr gehören neben der ASYS Automatisierungssysteme GmbH (Handlingsysteme, Markiersysteme, Nutzentrennsysteme, Montagesysteme, Sondersysteme) und EKRA auch die Unternehmen ASYS Solar, ASYS Prozess- und Reinraumtechnik, ASYS Metall, mevo Oberflächentechnik und RokuPrint.

Kreibl: In der Vergangenheit mussten wir unterschiedliche Märkte auch ganz unterschiedlich betrachten. Wenn man in Asien eine Fertigungslinie aufstellte, sah sie völlig anders aus als eine, die in einem Hochlohnland mit mittelständischer Struktur zum Einsatz kommt. Im einen Fall ging es um eindeutig definierte Anwendungen zur hochvolumigen Fertigung, im anderen Fall ging es schon bisher um häufig wechselnde Kleinserien und damit um Flexibilität. Dieser Unterschied wird auch in Zukunft nicht verschwinden und so ersetzt unser Konzept sicherlich nicht bisher gültige Ansätze im hochvolumigen Bereich. Allerdings kommt es auch dort immer häufiger vor, dass die Betreiber einer EMS-Fertigung ein Produkt verlieren und eine Linie anderweitig nutzen müssen, was höheren Flexibilisierungsdruck bedeutet. Unser neues Konzept richtet sich an den klein- und mittelständischen High-Mix/High-Quality-Fertiger, kann aber auch für den Volumenfertiger in der genannten Situation einer von mehreren Ansätzen zur Flexibilisierung sein.

Kreibl: Das Doppelspurkonzept ist ein hochspezialisierter und technisch-organisatorisch sehr anspruchsvoller Ansatz im Volumenbereich. Es bietet natürlich nicht nur deutlich höheren Durchsatz, sondern auch Flexibilisierungsmöglichkeiten – so muss nicht auf beiden Spuren das gleiche Produkt gefahren werden. Der Programmieraufwand für solche Ansätze ist allerdings hoch. Der wichtigste Unterschied zu unserem neuen Ansatz Vario Flexline, den wir in Nürnberg vorstellen, ist, dass wir damit dem Anwender die Möglichkeit geben, sowohl Durchsatz zu fahren als auch formatflexibel zu sein – und das je nach Wahl der Drucker bis zu einem Bereich, den eine Doppelspurlinie nicht sinnvoll abdecken kann.

Kreibl: Im gerade erst begonnenen 21. Jahrhundert erlebt die Elektronikindustrie nun bereits zum 2. Mal eine Schlechtwetterlage. Und es zeigt sich das gleiche Muster wie bereits 2001: Einfache Anwendungen werden heruntergefahren, qualitativ hochwertige Nischenprodukte nehmen an Bedeutung zu – und wer diese fertigen kann, hat eine gute Chance, weiterhin erfolgreich zu sein. Deshalb kommt auch der gezielten Flexibilisierung mehr Bedeutung zu.

Kreibl: … das sehen wir im Handling-Bereich ganz deutlich. Bestellungen für fünf oder gar zehn SMD-Linien auf einen Schlag gehen bei uns nicht mehr ein. Doch die EMS-Branche behält den Gesamtlinieninvest sehr konsequent im Auge. Sie baut immer wieder Linien um oder tauscht sogar ganze Linien aus, wenn damit gezielt die Auslastung verbessert werden kann. Und letzteres wird heute eindeutig durch mehr Flexibilität erreicht.