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

Durch Resonanzfrequenzmessungen sowie Untersuchungen der Bauteile mittels Lichtmikroskopie und Computertomographie konnte als Versagensursache bei den in den verschiedenen Musterungen verwendeten Tags ein Bruch im Spulendraht ermittelt werden. Dieser muss also für die Integration der RFID-Tags in spritzgegossene Bauteile aus thermoplastischem Material zwingend stabilisiert werden.

Integration in duroplastische Bauteile

Bei der Integration der RFID-Tags in Bauteile aus duroplastischem Material, welche ebenfalls gespritzt wurden, arbeitete man mit einem horizontal öffnenden Werkzeug. Durch die höheren Werkzeugwandtemperaturen und die geringeren Einspritzdrücke wurden die Tags hier anderen Belastungen als im Thermoplastspritzguss ausgesetzt. Die Tags wurden ohne Trägermodul eingelegt und mit dem C-Profil in der Kavität fixiert. Mit einem BMC-Material konnten die NF-Tags unabhängig von der Einlegposition, prozesssicher und unter 100 % Funktionserhalt in die Bauteile integriert und dabei teilweise komplett eingekapselt werden. Die bei EP-Material notwendige, höhere Werkzeugwandtemperatur von 180 °C sorgte für ein Anschmelzen des Backlackes um den Spulendraht und damit zur Destabilisierung des Tags. In Abhängigkeit von der Einlegeposition (Bonddrähte zur DS oder AS) konnte eine Ausfallquote von 25 % beziehungsweise 40 % ermittelt werden. Durch Besprühen der Tags mit einem Hochtemperaturlack, der keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit hatte, gelang eine Erhöhung der Tag-Stabilität sowie die Steigerung der Funktionsfähigkeit nach Integration ins Bauteil auf 100 %.

Fazit

Die RFID-Technologie bietet die Möglichkeit Kunststoffbauteile mit einer zusätzlichen Funktion auszustatten, sie innerhalb der Wertschöpfungskette nachzuverfolgen und mit einem Echtheitsmerkmal zu versehen. Die automatisierte Integration der Tags in Spritzgussteile ist möglich, wenn die RFID-Tags sowie das genutzte Werkzeug entsprechend ausgelegt sind. Der Chip und der Spulen-/Bonddraht müssen stabilisiert und im Falle des Duroplastspritzgusses gegen die hohen Werkzeugtemperaturen geschützt werden. Dazu sind Hochtemperaturlack und Trägermodul dienliche und erprobte Möglichkeiten. Durch die Automatisierung der Prozesskette – von der Herstellung der RFID-Tags über die Bereitstellung in Trays oder Magazinen und der automatisierten Zuführung in die Kavität – wird die Nutzung der Technik auch für Massenprodukte attraktiv. Eine Fortsetzung der Untersuchungen zur RFID-Tag-Integration in Kunststoffbauteile ist geplant.

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Kontakt:
Gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH
Mathildenstraße 22
58507 Lüdenscheid  
www.kunststoff-institut.de

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Danke
Wir danken den Projektpartnern (Fachhochschule Südwestfalen, IMS Gear GmbH, Meding GmbH, hr electronic GmbH, Formen- und Werkzeugbau Stedry GmbH, ISK Iserlohner Kunststofftechnologie GmbH) für die Zusammenarbeit.
Das Projekt wurde im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

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Autoren

M.Sc. Vanessa Frettlöh

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