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Ausgewählte Ausgabe: 10-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Intelligentere Kunststoffbauteile durch RFID-Technologie

Die Erfahrungen aus den Versuchen mit den thermoplastischen Materialien wurden anschließend auf den Duroplast- Spritzguss übertragen.
Für die Musterungen wurde die Spritzgussmaschine (Arburg 370S 500–100 mit 500 kN Schließkraft) vertikal gestellt, um das händische Einlegen der RFID-Tags in die Kavität zu vereinfachen. Zunächst sind die Tags innerhalb der Hülse platziert und eine Serie von Bauteilen unter gleichen Bedingungen gespritzt worden. Dabei musste bei jedem Material der Zeitpunkt zum Ziehen der Hülse ermittelt werden, sodass die Kavität noch vollständig gefüllt werden konnte, der Tag jedoch auf der Einlegeposition verblieb. Die filigranen HF-Tags wurden zwar durch die Kunststoffschmelze, unabhängig vom Material, deformiert, was jedoch nicht zwangsläufig zum Versagen der Tags führte. Erst wenn ein Bruch im Spulen- oder Bonddraht auftrat, konnten die Tags nicht mehr ausgelesen werden.

Bild 2 Auswerferseite der Werkzeugkavität mit C-Profil; Bauteil mit RFID-Tag, welches ohne (zweites Bild von links) und mit (drittes Bild von links) gespritzt wurde. Die Vergrößerung zeigt die exakte Platzierung des RFID-Tags im Bauteil durch das C-Profil.

Bild 2
Auswerferseite der Werkzeugkavität mit C-Profil; Bauteil mit RFID-Tag, welches ohne (zweites Bild von links) und mit (drittes Bild von links) gespritzt wurde. Die Vergrößerung zeigt die exakte Platzierung des RFID-Tags im Bauteil durch das C-Profil.

Die NF-RFID-Tags wiesen aufgrund der dickeren Spule eine höhere Stabilität auf und zeigten nur bei der Musterung mit PPS eine Deformation. Zudem stellte sich heraus, dass die hydraulisch fahrbare Hülse die Tags zwar vor der einströmenden Schmelze schützt, diese jedoch nicht zufriedenstellend auf der gewünschten Position halten kann (Bild 2, zweites Bild von links).

Fixierung durch ein C-Profil

Tabelle Vergleich des Anteils funktionsfähiger NF-RFID-Tags nach der Integration in das Kunststoffbauteil in Abhängigkeit vom Kunststoffmaterial, der Einlegeposition und der Stabilisierung durch den 2-Komponenten-Kleber (Werte sind als Tendenz zu sehen).

Tabelle
Vergleich des Anteils funktionsfähiger NF-RFID-Tags nach der Integration in das Kunststoffbauteil in Abhängigkeit vom Kunststoffmaterial, der Einlegeposition und der Stabilisierung durch den 2-Komponenten-Kleber (Werte sind als Tendenz zu sehen).

Aus diesem Grund wurde auf den Stift innerhalb der Hülse ein C-Profil aufgebracht, der den Tag in der Kavität hält und stabilisiert. Die NF-RFID-Tags konnten mit diesem Profil exakt auf Position gehalten werden (Bild 2, rechtes Bild), die HF-Tags waren für das Profil zu groß. Es ist jeweils eine Serie von Bauteilen mit den vier Materialien hergestellt worden. Dabei wurden die Tags immer mit den Bonddrähten zur Auswerferseite (AS) und dem Chip in der Öffnung des C-Profils eingelegt. Obwohl die Kunststoffbauteile mit integriertem Tag visuell betrachtet einwandfrei erschienen, entstand ein erheblicher Ausschuss in Abhängigkeit vom verwendeten Kunststoffmaterial. Die Ausfallquote konnte jedoch durch das Einlegen der Tags mit den Bonddrähten zur Düsenseite (DS) deutlich gesenkt werden (Tabelle).

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Autoren

M.Sc. Vanessa Frettlöh

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