BMW Group metalliseert kunststof onderdelen onder meer voor de BMW iX (de compacte elektrische SUV) in een speciale cleanroom productie-eenheid in de fabriek in het Duitse Landshut bij München. Hiervoor maakt de autofabrikant gebruik van coatingoplossingen van Oerlikon Balzers. Het gaat om de door de leverancier van geavanceerde oppervlakteoplossingen ontwikkelde ePD-technologie. De grille wordt in Landshut bij BMW in een cleanroom-omgeving geproduceerd, in een productie-eenheid van Engel.
Embedded PVD for Design parts (ePD) wordt toegepast in de BMW iX in duurzame sensor-transparante coatings en coatings voor de gietgereedschappen van Oerlikon Balzers. Deze matrijzen worden gebruikt voor de productie van de nieuw ontworpen, voor BMW zo kenmerkende ‘nier’vormige grille van de iX (foto). BMW heeft voor het kunststofconcept van deze grille vorig jaar de Grand Award gewonnen.
Chroom-look in glad en mat
De technologie is een milieuvriendelijk coatingproces dat overal kan worden toegepast waar hoogwaardige, ‘chroom-look’ oppervlakken vereist zijn op kunststof onderdelen met een slimme functionaliteit. Het materiaal is flexibel, roestvrij en kan zowel in glad als mat chroom-look worden geleverd.
De drielagige structuur van ePD bestaat uit UV-lakken en een ingebedde PVD-coating. Dit is een nieuwe benadering voor ontwerpen van kunststofonderdelen die worden gebruikt in volledig elektrische of hybride voertuigen.
Milieuvriendelijk en kosteneffectief
“Het ePD-proces verbruikt zeer weinig energie en produceert geen speciaal afval, waardoor het zowel een milieuvriendelijke als kosteneffectieve optie is. Dit wordt bijzonder gewaardeerd door bedrijven die zich richten op duurzame productieprocessen.”
Het voldoet ook aan de Reach-verordening die door de Europese Unie is ingevoerd en die tot doel heeft het gebruik van schadelijke stoffen zoals kobaltzouten, boorzuur en nikkel eerst zo veel mogelijk te beperken en uiteindelijk volledig te verbieden.
Radartransparante coatings
Interactieve communicatie tussen voertuigen zal een veel grotere rol gaan spelen bij autonoom rijden. De ePD-technologie stelt voertuigen in staat om met elkaar te ‘praten’ en tegelijkertijd een aantrekkelijk design te bieden.
Een voorbeeld hiervan zijn de radartransparante coatings voor rijhulpsystemen. Daarmee wordt het makkelijker om radarsensoren achter met ePD gecoate grilles te installeren om zo de afstand tot het voorliggende voertuig te meten.
Ook voor doorzichtige componenten
Deze speciale technologie kan ook worden gebruikt om doorzichtige componenten met onzichtbare functionaliteit te produceren en zo het design van moderne voertuigen aan te vullen.
De coatings zijn duurzaam en krasbestendig en kunnen transparant worden gemaakt, zodat symbolen kunnen worden toegevoegd aan knoppen met achtergrondverlichting.
Oerlikon Balzers heeft een volledig geïntegreerde en geautomatiseerde Inubia-lijn ontwikkeld voor het in hoge volumes metalliseren van kunststof onderdelen.
“Met het Inubia-coatsysteem biedt de BMW Group zijn klanten hoogwaardige gemetalliseerde kunststof onderdelen. Het voldoet aan de eisen van de automobielindustrie en kan optioneel naadloos in de serieproductie worden geïntegreerd”, aldus Oerlikon Balzers.
BMW-‘nieren’-grille
Het bedrijf coat dus ook de matrijs van de nieuwe grille van de BMW (in de vorm van ‘nieren’), die wordt geproduceerd door Summerer Technologies, fabrikant van het vormgereedschap.
BMW won in september de Grand Award voor de kunststof exterieurproductie voor het innovatieve concept dat is toegepast in de BMW iX ‘nieren’-grille tijdens de twintigste SPE Automotive Awards.
Engel spuitgietmachine
In de cleanroom productiecel bij BMW staat een Engel duo combi M spuitgietmachine met horizontale draaitafel, meldt Engel. Verder zorgen twee grote gelede robots voor de handling van de folies en spuitgietonderdelen, Daarnaast zijn er een foliereinigingssysteem, een inline kwaliteitscontrolestation en randapparatuur met polyurethaantechnologie geïntegreerd.
De sluiteenheid van de spuitgietmachine en de werkgebieden van de robots zijn over een lengte van 6 meter en een hoogte van meer dan 4 meter ingekapseld om een cleanroom ISO-klasse 7 te bereiken.
Geautomatiseerde cleanroom
Bovenop de spuitgietmachine heeft de cleanroom een schuifplafond dat geopend kan worden voor matrijzenwissels en andere werkzaamheden in het matrijzengebied. Alle werkstappen in de cleanroom zijn geautomatiseerd. De robots pakken ook de functiefolies uit en verpakken de onderdelen.
In een geïntegreerd proces wordt een verwarmbare functionele film met polycarbonaat omspoten en krijgt het een mantel van polyurethaan. Dit is een combinatie van processen die ook door Engel wordt aangeboden onder de naam clearmelt.
Het is de eerste keer dat gecombineerd filmrugspuitgieten en polyurethaanoverspuiting wordt toegepast bij een serieproductie van functionele onderdelen aan de buitenkant, waar ze aan bijzonder hoge belastingen worden blootgesteld, stelt Engel.
De gevoelige elektronica is goed beschermd onder het krasbestendige polyurethaanoppervlak. De hoge glansgraad en dieptewerking, die zelfs met een dunne laag polyurethaan wordt bereikt, geven volgens Engel, een elegante indruk.
Hoge kras- en slijtageweerstand
Oerlikon Balzers heeft samen met Summerer gekozen voor Balinit Futura Nano-coating. Door zijn hoge hardheid en taaiheid biedt deze een zeer hoge kras- en slijtageweerstand.
Bovendien bereikt de coating een goede oppervlaktekwaliteit door een betere matrijsvulling en doordat het makkelijk ontvormd kan worden. De onderhoudskosten worden zo verlaagd.
Ondanks de hoge thermische blootstelling kan de matrijs zelfs veel schurender worden gereinigd zonder dat er krassen op het oppervlak komen.
Dit alles maakt dat het hele productieproces profiteert van een hoge productiviteit, economische efficiëntie en procesbetrouwbaarheid.
Ontwerpers en ingenieurs kunnen ePD ook combineren met andere technologieën zoals digitaal, zeef- en tampondruk en lasermarkering om de veelheid aan mogelijkheden nog verder uit te breiden, geeft het bedrijf aan.
Voor toekomstige generatie auto’s
Het Oostenrijkse Engel biedt spuitgietoplossingen en was bij dit BMW-project systeemleverancier waarbij het de verantwoordelijkheid had voor de complete productiecel, met procesintegratie en automatisering.
Oerlikon Balzers uit Liechtenstein, onderdeel van de Oerlikon Groep, ontwikkelt voor klanten duurzame, milieuvriendelijke coatingoplossingen en systemen. Deze zorgen voor het behoud van hulpbronnen en het aanzienlijk verminderen van CO2-emissies.
Functies en ontwerpen die gebruikmaken van de duurzame ePD-technologie, zoals BMW bij de nieuwe, volledig elektrische iX, zullen een cruciale rol spelen bij de ontwikkeling van toekomstige generaties auto’s, meldt het bedrijf.