Identifizierung von Kunststoffbauteilen

Kunststoffe sind wichtige Werkstoffe für die Wirtschaft und in unserem täglichen Leben fast überall zu finden, von Lebensmittelverpackungen über Gesundheitsprodukte bis hin zu Luxusgütern. Sie sind leicht und vielseitig, weshalb die Nachfrage auf dem Markt für Kunststoffspritzguss boomt. Dies wiederum erhöht den Druck auf die Kunststoffhersteller, ihre Qualitätskontrollverfahren zu verbessern, um die durchgängige Rückverfolgbarkeit und Qualität der Produkte zu gewährleisten und Rückrufe zu vermeiden.

Die Aufmerksamkeit der Kunststoffartikelproduzenten gilt insbesondere den verwendeten Materialien und den Qualifizierungsverfahren, um Produktrückrufe möglichst zu vermeiden. Sollte es dennoch zu einem Rückruf kommen, ist es entscheidend, dass das defekte Teil anhand eines eindeutigen Identifikationscodes so schnell wie möglich identifiziert und zurückverfolgt werden kann. Die meisten der heute angewandten Markierungsmethoden kommen leider erst nach der Produktion zur Anwendung, so z. B. das Eingravieren einer Seriennummer mittels Laser oder der Aufdruck eines Strichcodes. Die Verfahren sind aufwendig und/oder erfordern komplexe Vorrichtungen. Es braucht also dringend eine einfache, gebrauchsfertige Methode und das Schweizer Unternehmen matriq AG hat die ideale Lösung entwickelt.

Eine digitale Identität für Kunststoffkomponenten

Die Trends der Industrie 4.0 nutzend, eröffnet die matriq AG mit ihrer innovativen Lösung DynamicMold neue Möglichkeiten der Produktkennzeichnung, Serialisierung und Digitalisierung sowie des Markenschutzes. Die Kennzeichnung der Kunststoffartikel wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass die Spritzgiessmaschine selbst mit dieser Funktionalität ausgestattet wird. So sparen die Partner von matriq Arbeitsraum, Zeit und Produktionskosten.

Die matriq AG hat eine Vorrichtung entwickelt, die in den Formhohlraum einer Spritzgiessmaschine eingesetzt werden kann. Dieser Einsatz erzeugt auf der Kunststoffoberfläche einen ablesbaren DataMatrix-Code, ohne dabei den Produktionszyklus zu stören oder zu verzögern, denn der Vorgang dauert nur wenige Millisekunden. Es ist der weltweit erste Digitalstempel, der in die Gussform und damit in die Fertigungslinie integriert wird und der die Kunststoffspritzgussteile mit einem eindeutigen Code markiert. Der Einsatz wird von der matriq AG unter dem Namen DynamicMold vermarktet.

Mikrosysteme zur Erzeugung der DataMatrix-Codes

Die zentrale Komponente des Einsatzes ist ein MEMS mit einem 2D-Netz von einzeln aktivierbaren Heizelementen (Pixel). Die Pixel werden bei jedem Markiervorgang selektiv ein- oder ausgeschaltet, sodass jedes Kunststoffteil einen eigenen, eindeutigen Identifikationscode aufgedruckt bekommt. Mithilfe des CSEM konnte diese einzigartige Vorrichtung optimiert und zur industriellen Reife gebracht werden.

«Wir haben matriq bei der Optimierung des Verfahrens zur Herstellung dieser MEMS-Chips unterstützt», erklärt Jan Schildknecht, Senior F&E-Ingenieur beim CSEM. Die DynamicMold-Technologie wurde hingegen im IMP (Institut für Mikrotechnik und Photonik der Ostschweizer Fachhochschule) in Buchs erdacht und entwickelt. «Bei dieser spezifischen Anwendung galt es, verschiedene Schwierigkeiten zu meistern, was uns dank dem Know-how und der Innovationsbereitschaft von matriq und vom CSEM zum Glück auch gelungen ist. Unser gemeinsames Ziel ist eine ausgereifte, zuverlässige und qualitativ hochwertige Produktion dieser MEMS. Das CSEM ist ISO-9001-zertifiziert, unsere Partner können sich also auf unsere Vertrauenswürdigkeit und Transparenz sowie auf unsere Verfahren und unsere Infrastruktur verlassen. Wir freuen uns, dass wir die matriq AG dabei unterstützen konnten, die MEMS-Komponenten ihres DynamicMold-Einsatzes zur industriellen Reife zu bringen.»

«Wir wussten bereits von der Kompetenz der Forschern und der hervorragenden Arbeit des CSEM. Aber dennoch haben sie unsere Erwartungen übertroffen », lobt Dr. Marianna Fighera, Marketingmanagerin bei der matriq AG. «Die hochmodernen Geräte und Verfahren, das Team mit seinen verlässlichen Expertinnen und Experten, die immer bereit waren, unsere Fragen zu beantworten, technische Tücken zu diskutieren und die Ergebnisse transparent zu teilen: Dies alles hat unser Projekt vorangebracht. Auch jetzt, wo wir in eine Phase treten, in der wir ein effizientes Fertigungsverfahren für die MEMS-Komponenten unserer Produkte fertigstellen wollen, ist das CSEM für uns ungemein wertvoll.»