Elektronik + Elektromechanik. 2E mechatronic GmbH & Co.KG. Kirchheim unter Teck

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1 Elektronik + Elektromechanik 2E mechatronic GmbH & Co.KG Kirchheim unter Teck 1

2 Firmenprofil Bremen Schleswig- Holstein Hamburg Mecklenburg- Vorpommern Niedersachsen Berlin Standort: Kirchheim unter Teck 47 Mitarbeiter Umsatzvolumen 6 Mio. Euro Zertifiziert nach DIN ISO TS 16949, DIN ISO 14001, DIN ISO 9001 Gegründet Mitglied der Narr-Gruppe, Kirchheim Rheinland- Pfalz Saarland Nordrhein- Westfalen Hessen Stuttgart Baden- Württemberg Sachsen- Anhalt Thüringen Bayern Brandenburg Sachsen 2

3 Unternehmenskultur Kommunikation Umweltbewusstsein Atmosphäre Flache Hierarchie Teamgeist Aus- und Weiterbildung 3

4 Meilensteine Teilnahme MD&M, West Sieger des Industriepreises 2014 Ausbau Vertrieb USA Entwicklung und Produktion erster OLED-Leuchtelemente Gewinn des MID-Industriepreises des 3-D MID e.v. Einstieg in die Mikrofluidik Mehrkanalige Mikroliterpumpe Inbetriebnahme der MID-Prototypenfertigung MID-Strömungssensor 2E wird Preferred Supplier der Robert Bosch GmbH Umzug in ein neues Firmengebäude in Kirchheim unter Teck Kapazitiver 360 Neigungssensor MID LED Leuchtelemente Gehäuse für Drehratensensor (ESP) Sensorgehäuse für Seitenairbag Serienproduktion der weltweit ersten, für die Automobilindustrie zugelassene MID Baugruppe (Sitzverstellung) IMDAKT Projekt (Laserstrukturierte MID) Abschluss des AHMID Projekts (Inline-Fertigung heißgeprägter MID) 4

5 Netzwerke Kompetenznetzwerke F+E Partner Kunden Kooperationspartner 5

6 F&E Aktivitäten Beteiligung an F&E Projekten Neigungssensor Mikropumpe ELFE Sphärisches Rundfensterimplantat Hybridflow Kinklon Rotationspumpe Förderung durch 6

7 Know-How und Produkte F&E Großserienproduktion MID - Technologie Sensorik Gehäusetechnologie Mikrofluidik v v v v 7

8 MID MID - Technologie MID = "Mechatronic Integrated Devices" Leiterbahnen werden direkt auf das Kunststoff Formteil aufgebracht 3D-Fähigkeit Miniaturisierung Funktionsintegration 8

9 MID - Vorteile Reduzierung von: Teilevielfalt Montage- und Logistikaufwand Freigabeaufwand Lieferanten Werkstoffvielfalt Kosten MID Lösung Höhere Zuverlässigkeit 3D Schaltungslayout realisierbar Verkürzung der Prozessketten Miniaturisierung Konventionelle Lösung 9

10 MID Verfahren I Heißprägen (HP) Für ebene Flächen geeignet 2-Komponenten Spritzguss (2K) Für hohe Stückzahlen 3D-Fähigkeit Quelle: PKT Laser-Direkt-Strukturieren (LDS) 3D-Fähigkeit Leiterbahnbreite 150µm / Pitch 350µm Extreme Miniaturisierung möglich 10

11 MID Verfahren II 2K- Spritzgießen Heißprägen LaserDirekt Strukturieren Sinnvolles Stückzahlvolumen > 1 Mio. p.a. > p.a. >1.000 p.a. Werkzeugkosten hoch mittel gering Flexibilität sehr gering hoch sehr hoch Dimensionalität 3D 2D 3D Miniaturisierungsgrad hoch mittel sehr hoch Oberflächen Sn, Au, Ni Sn, Au, Ag, Ni Sn, Au, Ni Typischer Schichtaufbau Cu, Ni, Au Cu, Sn Cu, Ni, Au Aktuell werden ca. 90% aller MID-Projekte im LDS-Verfahren realisiert 11

12 Heißprägen 12

13 Heißprägen - Prozessschritte Einlegen der Heißprägefolie Heißprägestempel Heißprägen der Leiterbahnen Entfernen der Restfolie Heißgeprägte Leiterbahnen Isolierkörper Metallfolie Aufnahme Heißgeprägte Leiterbahnen 13

14 Heißprägen - Prozessschritte Spritzgießen Laserstrukturieren Heißprägen Reinigen AVT 14

15 Anwendungsbeispiel MID-Schaltungsträger für Sitzverstellung (Maybach und M-Klasse) Start Serienproduktion:

16 2-Komponenten-Spritzguss (2K) Quelle: Buss-Werkstofftechnik 16

17 2K - Prozessschritte 1. Spritzguss metallisierbar (1. Schuss) 2. Spritzguss nicht metallisierbar (2. Schuss) Quelle: PKT 3. Metallisierung der freistehenden Flächen Metallisierbares Material Nicht metallisierbares Material Metallisierung 17

18 LaserDirektStrukturieren (LDS) 18

19 LDS - Laseraktivierung durch Ablation freigelegte Keime und Füllstoffpartikel Laser modifizierter Kunststoff MicroLine 3D 160 von LPKF Bild mit strukturierter Oberfläche und nicht unstrukturierter Oberfläche strukturierter Bereich strukturierter Bereich 19

20 LDS - Prozessschritte Spritzgießen Laserstrukturieren Reinigen Metallisieren AVT 20

21 3D MID bei 2E Aufgrund fundierter Erfahrungen bietet 2E die komplette Dienstleistungspalette an. Machbarkeitsstudie Angebotserstellung Entwicklungsunterstützung Herstellung von Funktionsteilen Serienfertigung Laserdirektstrukturieren CAD Spritzgießen AVT und Metallisieren 21

22 MID LDS Prototyping Fertigung funktionsfähiger Teile aus Original Werkstoffen Fräsen oder Spritzen 22

23 Vorteile des 2E Prototyping-Verfahrens Kostengünstig Seriennahe Prozesse Einsatz von original Werkstoffen Änderungen einfach und schnell umsetzbar Voll funktionsfähige Muster Weitere/zusätzliche Teile ohne hohe Kosten möglich Modifikation einzelner Prozessschritte möglich Kurze Lieferzeiten 23

24 Mikrospritzguss `Babyplast` Mikrospritzgussmaschine Effiziente Fertigung von MIDs in kleinen und mittleren Stückzahlen Kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung kleinster MST Bauteile (SG max.6,7g) Geringerer Invest in Spritzgießwerkzeuge durch modulares Werkzeugkonzept Fertigung von 3D-Mikropackages (z.b. für die Aufnahme von Mikrochips) als Basis für flexible AVT (Bonden, Kleben, Löten, FlipChip) 24

25 MID - Produktbeispiel Thermischer Strömungssensor Redesign Einsatz 3-D MID- und neue Chip-Technologie Strömungssensor Alt Vorteile Extreme Miniaturisierung Variabler Messbereich Sensor wird als SMD verbaut Prozessvereinfachung Integration fluidischer, elektrischer und mechanischer Funktionen Evaluation-Kit verfügbar Neu Einsatz im Volumenstromregler der Firma, 25

26 MID - Produktbeispiel MID LED-Leuchtelement Ziel Entwicklung und der Aufbau eines MID LED-Leuchtelements für die Medizintechnik Vorteile Leuchtkraft stark verbessert ( Lux) bis zu 6-fache Lebensdauer konventionelle Lösung kann 1:1 substituiert werden Senkung des Energieverbrauchs Anwendung Dentaltechnik Pilotkunde: KaVo Dentaltechnik 26

27 MID - Produktbeispiel MID LED-Leuchtelement Ziel Entwicklung und der Aufbau eines MID LED-Leuchtelements für die Medizintechnik Vorteile Farbspektrum Tageslicht-ähnlich Gleichmäßige Ausleuchtung Extrem kompaktes Sockeldesign Bis zu 6-fache Lebensdauer Anwendung Dentaltechnik Kunde: Bien-Air Dental SA 27

28 MID - Produktbeispiel Variantenengineering Ziel Entwicklung und Aufbau eines MID LED-Leuchtelements für die Medizintechnik als Ersatz für Hochdrucklampen Vorteile Integrierte Konstantstromquelle Höhere Lichtqualität Mehrfache Lebensdauer Konventionelle Lösung kann 1:1 substituiert werden Akkulaufzeit verlängert sich Anwendungen Laryngoskop, Otoskop Eigenentwicklung 28

29 MID - OLED DIE innovative Beleuchtung Ziel Entwicklung einer MID basierten Anbindung für OLED Leuchtelemente Vorteile Einfache Integration in Beleuchtungssysteme Kontaktierung durch Standard-Steckverbinder Blendfreie homogene Flächenbeleuchtung durch integrierte Elektronik MID Gehäuse als optimale Ergänzung zur flachen OLED Struktur by OSRAM Kunde: OSRAM Opto Semiconductors 29

30 MID - Produktbeispiel MID Elektrode Ziel Realisierung einer MID-Elektrode als Ersatz für bisherige Lösung (Cu-Ringe) Vorteile 2 Varianten durch Anpassung des Laserprogramms Teile sind als SMD automatisiert verarbeitbar Prozessvereinfachung durch Reflowlöten Weniger Einzelteile (2 MIDs statt 4 Cu-Ringen) Kostenreduzierung Einsatzgebiet: Sensorik (Füllstandsmessung) Kunde: 30

31 MAPLe MID Kontinenztrainer Ziel Entwicklung und der Aufbau einer MID basierten Lösung zur Diagnostik und Therapie von Beckenbodenfunktionsstörungen. Vorteile 24 Elektroden in unterschiedlichen Positionen Bis zu 24x genauere Messungen Patientenkomfort durch schlankes Design Ein Modell für verschiedene Anwendungen Anal und vaginal Stimulation und Messung Kunde: Novuqare, NL 31

32 MID - Zielmärkte Verkehrsleittechnik Haustechnik Datenverarbeitung QUERSCHNITTSTECHNOLOGIE MID Gesundheit Mobilität Automatisierung Umwelt 32

33 Produkte aus Kooperationen 360 Neigungssensor Ziel Entwicklung eines fluidischen, kapazitiven 360 Neigungssensors mit einer Messzelle Vorteile EP / DP Messbereich = volle 360 hohe Genauigkeit von < ± 0,1 über den gesamten Messbereich kompakte Bauform Evaluation-Kit verfügbar Projekt abgeschlossen, Serienproduktion bei 2E Pilotkunde: Laserdistanzmesser DISTO D8 Projekt Konsortium: 33

34 Funktionsweise 360 Neigungssensor Messprinzip Kapazitätsdifferenz C 1 - C 2 proportional zum Neigungswinkel dielektrische Flüssigkeit gemeinsame Elektrode gemeinsame Elektrode 2 Halbelektroden C 1 C 2 2 Halbelektroden C1 > C2 C1 = C2 C1 < C2 C 1 C 2 C 1 C 2 C 1 C 2 Neigungswinkel 34

35 Neigungssensor Varianten und Zielmärkte Windkraftanlagen Messgeräte Wasserwaagen E-Bikes Kapazitiver 360 Neigungssensor im Al-Gehäuse OEM Version Doppelkammer OEM Version Messzelle Beschleunigungskompensierter Neigungssensor 35

36 Gehäusetechnologie Vollautomatische Produktion Im Bereich Kunststoffspritzguss fertigen wir seit 2005 für die Automobilindustrie ESP-Sensorgehäuse in hoher Stückzahl und höchster Qualität. Vollautomatische Produktion von Spritzgussgehäusen mit Einlegeteilen (Buchsen und Pins mit Einpresszone) Vorzugslieferant der Robert Bosch GmbH seit

37 Gehäusetechnologie Unterschiedliche Fertigungskonzepte realisierbar 1. Zuführung Kontakte Beispiel Drehtellerkonzept 2. Spritzguss 3. Prüfungen 4. Verpackung

38 Gehäusetechnologie Variantenmanagement Unterschiedliche Produktvarianten auf einer Anlage (Bsp. Sensorgehäuse) für ESP für Seitenairbag 38

39 Gehäusetechnologie Empfindliche Elektronik sicher geschützt 2E bietet die komplette Entwicklungs- und Produktionspalette aus einer Hand CAD Produktion 3D Messtechnik Endmontage 39

40 Produktbeispiel Mikrofluidik Modulare Mikroliterpumpe Ziel Entwicklung und Produktion einer modularen Mehrkanal-Mikroliterpumpe zur Förderung kleiner Volumina (5µl-4ml/min) diverser Fluide Vorteile Bidirektionale Förderung Flow-Stop Modularer Aufbau Verschiedene Fluide und Durchflussmengen 2-5 (10) Förderkanäle Pilotkunde: Fluidikteil = Disposable Einsatz: Forschung/Laborbereich Entwicklungspartner: Antriebseinheit Evaluation-Kit verfügbar 40

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 41