Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Arburg: Know-how für Head-up-Display-Produktion bei Continental

Dr.-Ing. Sebastian Wiebel, Leiter Produktion HUD-Spiegel, ist mit der Qualität der Spritzteile hoch zufrieden. (Foto: Arburg)

Dr.-Ing. Sebastian Wiebel, Leiter Produktion HUD-Spiegel, ist mit der Qualität der Spritzteile hoch zufrieden. (Foto: Arburg)

Im November 2016 lieferte die Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, den zehnten Allrounder für die Herstellung asphärischer Spiegel von Head-up-Displays (HUD) an die Continental AG, Hannover. In diesem anspruchsvollen Bereich kooperiert das Unternehmen seit 2010 exklusiv mit Arburg und setzt dabei ausschließlich elektrische Maschinen der Baureihe Alldrive mit spezieller Ausstattung ein. Die Nachfrage nach Head-up-Displays steigt kontinuierlich: Allein von 2015 auf 2016 wurde die Jahresproduktion um 70 % auf rund 600.000 Teile gesteigert. Ein Ende des Wachstums ist nicht in Sicht.

Head-up-Displays von Continental werden weltweit in Automobilen verschiedener Marken eingebaut. Mit Hilfe asphärischer Spiegel projizieren sie alle fahrtrelevanten Informationen – wie die aktuelle Geschwindigkeit – auf die Windschutzscheibe und damit direkt in das Blickfeld des Fahrers, ein wichtiger Beitrag zur Fahrsicherheit. Um diese Informationen verzerrungsfrei auf die Scheibe zu bekommen, sind werkzeugkonturtreue, hochpräzise Oberflächen gefordert. Bei der Herstellung der Spiegel kommt es besonders darauf an, die für viele Pkw unterschiedliche Windschutzscheiben- Krümmung exakt nachzuvollziehen.

Technologiekooperation seit 2010

Continental setzt in der Kunststoffverarbeitung bereits seit 1970 Allrounder ein. Die Zusammenarbeit intensivierte sich 2010 im Bereich Head-up-Displays, da die Herstellung der asphärischen Spiegel sehr hohe Anforderungen an die Präzision stellt. Bei dem Spritzteil liegt die zulässige Abweichung von der Zielgeometrie bei weniger als fünf Mikrometern und damit unter dem Durchmesser eines menschlichen Haars. Demzufolge erstreckt sich die Technologiekooperation der beiden Unternehmen hier nicht nur auf die Maschinenauslegung, sondern auch auf die gemeinsame Prozessoptimierung hinsichtlich Ablauf und Programmierung.

Die ersten acht Arburg-Maschinen, die speziell auf die HUD-Fertigung ausgelegt wurden, waren Allrounder 720 A mit 3.200 kN Schließkraft und Spritzeinheit der Größe 400 bzw. 800. Im Jahr 2016 folgten zwei größere Alldrive-Maschinen: Die Allroundern 920 A mit 5.000 kN Schließkraft und Spritzeinheit der Größe 1300 setzt Continental auch für Zwei-Kavitäten-Werkzeuge ein, wodurch sich der Ausstoß verdoppeln lässt.

Speziell ausgestattete Allrounder

Für das Spritzgießen der Spiegel aus Cycloolefin-Copolymer (COC), einem speziellen transparenten Thermoplast, verfügen die elektrischen Allrounder der Baureihe Alldrive über Spritzpräge-Ausstattung. Ein Sensor im Werkzeug zeichnet während des Prägevorgangs den Prägespalt und Werkzeuginnendruck auf. Die Selogica-Maschinensteuerung überwacht diese Messsignale. Das Werkzeug wird konturnah in bis zu zwölf Einzeltemperierzonen temperiert. Der Anguss wird unmittelbar im Werkzeug abgetrennt.

Nach dem Spritzgießprozess entnimmt ein Sechs-Achs-Roboter mit speziell angepasstem Greifer die Spiegel verbiegungsfrei und führt sie einer Laserstation zu. Hier wird jedes Teil mit seinen individuellen Fertigungsdaten versehen, damit es sich direkt identifizieren und sich seine Fertigung nachverfolgen lässt. Dieser Schritt entspricht den Anforderungen von Industrie 4.0. Danach werden die Spiegel auf einer Kühlstation abgelegt und mit ionisierter Luft von unten gekühlt. Es folgen die 100-%-Vermessung und das Bedampfen der Vorderseite mit hochreflektivem Aluminium. Der gesamte Prozess läuft inklusive Verpackung vollautomatisch in einem Sauberraum. Dadurch wird eine Kontamination durch Staubpartikel zuverlässig vermieden.

Kontinuierliche Weiterentwicklung

Mittlerweile produziert Continental Head-up-Displays der dritten Generation. Während bei den Spritzteilen der ersten Generation noch nachgelagerte Montagearbeiten erforderlich waren, sind bei den aktuellen optische und mechanische Funktionen direkt integriert. Sie lassen sich direkt ins Gehäuse einbauen, was die Produktionseffizienz weiter steigt. Die HUD-Entwicklung geht weiter in Richtung größere Spiegel, bessere Bildqualität, Einbindung von Assistenzsystemen und Augmented-Reality-Anwendungen.

www.arburg.com

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