Nutzentrennen und Gravieren mit dem Laser
Sensoren für Wearables in Millionenhöhe produzieren und mit dem CuttingMaster vereinzeln
Vom Forschungsdurchbruch zur Highspeed-Fertigung: Dem Start-up greenTEG aus Zürich gelang, wovon jeder Erfinder träumt – mit einer klugen Idee den Markt zu revolutionieren. Weil die Nachfrage nach den speziellen thermischen Sensoren so groß ist, musste die Produktion verzehnfacht werden. Dabei kommt ein Laser-Nutzentrenner von LPKF zum Einsatz, der nicht nur zum Vereinzeln der Nutzen eingesetzt wird.
Andreas Keller von SmartRep und Etienne Schwyter von greenTEG am CuttingMaster, mit dem die Kapazität um das Zehnfache gesteigert werden konnte © SmartRep
greenTEG ist nicht nur in einer Wachstumsphase. Das 2009 als Spin-off der ETH Zürich gegründete Tech-Unternehmen boomt: Die Nachfrage nach den speziellen thermischen Sensoren für Wearables ist so groß, dass die Produktion verzehnfacht werden muss.
„Wir haben eine Technologie für die Herstellung von thermischen Sensoren entwickelt, welche die Wärmeleistung direkt messen kann, anstatt nur die Temperatur zu messen“, erklärt Gründer und COO Etienne Schwyter. Neben einigen industriellen Anwendungen werden die Sensoren zur kontinuierlichen Messung der Körperkerntemperatur in der Medizin und vor allem im Sport eingesetzt. „Und genau da ist die Nachfrage jetzt so stark gewachsen, dass wir die Kapazität hochfahren müssen“, so Schwyter.
Weltweit einzigartiges Fertigungsverfahren
Das Fertigungsverfahren der thermischen Sensoren ist an die Leiterplattenfertigungstechnik angelehnt und beinhaltet viele eigens entwickelte Maschinen und Prozesse. „Sowas gibt’s weltweit nur ein Mal hier in Zürich in der Schweiz: Denn das Fertigungsverfahren erlaubt uns, auf dem sehr agil wachsenden Wearables-Markt, die Stückzahlen sehr schnell hochzuskalieren“, erklärt der COO.
Bei greenTEG war bereits einen LPKF Laser im Einsatz, allerdings ein System fürs Prototyping, das nun an seine Kapazitätsgrenze stieß. Der Laser wird bei greenTEG eingesetzt, um Sensoren zu vereinzeln und mit einer Seriennummer zu gravieren. Von Einschicht soll demnächst auf Zwei- und perspektivisch sogar auf Dreischicht umgestellt werden. Deswegen suchte greenTEG nach einem Laser-Nutzentrenner, der kurzen Taktzeiten gerecht wird und den zehnfachen Durchsatz bewerkstelligen kann.
Verschiedene Lagen schneiden: Keramiken, Polymere, Metalle
Für die Investition startete greenTEG einen Benchmark: „Die teilweise komplexen Außenkonturen unserer Sensoren erlauben kein anderes Schneidverfahren. Außerdem müssen wir durch verschiedene Lagen schneiden: Keramiken, Polymere, Metalle. Deswegen war schnell klar: Wir benötigen einen UV-Laser.“
„Designfreiheit war ein weiterer wichtiger Punkt beim Benchmark von greenTEG“, erinnert sich Andreas Keller von SmartRep, der die LPKF-Systeme in der Schweiz vertreibt. „Denn die Sensoren können ganz verschiedene Größen und Formen haben – von 3 x 3 cm bis runter auf 2 x 2 mm, eckig oder eben in komplexer Form; rund 30 verschiedene Produkte“, fasst er die Ausgangslage zusammen.
„Wir schauten uns alle Player am Markt an. Das Feld der möglichen Anbieter hat sich dann aber rasch wieder reduziert, wegen unserer sehr anspruchsvollen und spezifischen Anforderungen an Maschine und Prozesse“, erzählt Schwyter vom Benchmark. Man habe den Herstellern Testsamples zugesandt, um Qualität und Durchsatz zu validieren: „Am Schluss haben die gute Erfahrung mit dem Support und der Technologie, die überzeugende Schnittqualität und -geschwindigkeit sowie ein gutes Angebot den Kaufentscheid herbeigeführt“, sagt Schwyter.
Betrieben wird der CuttingMaster als Insel: „Der Prozess ist derzeit halbautomatisch. Da die Rüstzeiten relativ kurz sind, erfolgt die Beladung und Entladung manuell. Allerdings war die nachträgliche Automatisierungsmöglichkeit für uns ein wichtiges Kriterium im Benchmark. So können wir diesen Prozessschritt jederzeit stärker automatisieren“, erklärt Schwyter.
Fazit
Wie sieht nun das Fazit nach einigen Monaten Praxiseinsatz aus? „Wir konnten unseren Durchsatz effektiv mehr als verzehnfachen mit dieser Maschine, also ein Riesensprung – und dies bei besserer Schnittqualität“, so Schwyter. Bearbeitung und Rüstzeit seien deutlich schneller und dementsprechend reduziere sich auch der Aufwand für die Produktionsmitarbeiter. Größere Packungsdichte, weniger Materialverlust und die große Flexibilität beim Design geben sogar noch Spielräume für die zukünftige Produktentwicklung. „Wir wachsen schnell und werden wohl schon bald weitere Maschinen für den Kapazitätsausbau benötigen. Hierfür werden wir bestimmt auch wieder die neusten Entwicklungen und Maschinen bei LPKF anschauen“, sagt Schwyter.
