ASM E-Solutions Linie steigert Leistung, Qualität und Flexibilität

„Höchste Qualität der Produkte ist für JULABO oberstes Gebot – wir haben uns mit Normen wie DIN ISO 9001 oder DIN ISO 14001 selbst sehr strenge Standards auferlegt“, erklärt Andreas Heuberger, Leiter der Elektronikfertigung bei JULABO. „Die Elektronikfertigung nimmt dabei eine Schlüsselstellung ein: Unsere neue SMT-Linie von ASMPT als Herzstück der Fertigung ist dabei Garant für die Leistung, Qualität und Zuverlässigkeit unserer Steuerungselemente. Wir fertigen heute mit unserer ASMPT Lösung um ein Vielfaches schneller, auf höchstem Qualitätsniveau, verarbeiten sowohl kleinste Bauteile wie auch OSC absolut prozesssicher und können so unsere Wettbewerbsfähigkeit auf lange Sicht sicherstellen.“
Ergänzend fügt der verantwortliche ASMPT Account Manager Kai Käpplein noch hinzu: „Mit der E-Solutions Linie konnte ASMPT eine für die Bedürfnisse von JULABO maßgeschneiderte Komplettlösung bieten. Leistungsstarke Hardware mit hohen Kapazitätsreserven wird durch ASMPT Premiumsoftware für eine umfassende Steuerung und Programmierung sowie integrierte Workflows für gesteigerte Effizienz ergänzt. So profitieren mittelständische Unternehmen der Elektronikfertigung von einem Optimum an Leistung, Flexibilität und Möglichkeiten – von der Prototypenfertigung für NPI über die Fertigung kleinerer bis mittlerer Losgrößen bei unkomplizierten und raschen Rüstwechseln bis hin zur Auftragsfertigung.“

Die 1967 gegründete und inhabergeführte JULABO GmbH zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Temperiergeräten für Forschung, Industrie und Wissenschaft. Gut 400 Mitarbeiter erwirtschaften weltweit einen Umsatz von mehr als 50 Millionen Euro – am Hauptsitz und Technologiestandort Seelbach im Schwarzwald sowie in 11 Niederlassungen in Europa, Amerika und Asien. Zusammen mit 100 Vertriebs- und Servicepartnern bildet JULABO ein weltumspannendes Netzwerk, das mit seinen Produkt- und Servicespezialisten immer in der Nähe seiner Kunden ist und dafür sorgt, dass Temperierprozesse in Laboren, Produktionsanlagen und Forschungseinrichtungen reibungslos und effizient ablaufen. Die Verbundenheit zum Hauptsitz Seelbach bringt JULABO auch auf besondere Weise zum Ausdruck: Zum 50-jährigen Firmenjubiläum im Jahr 2017 gründete Geschäftsführer Markus Juchheim die JULABO Stiftung, die gemeinnützige Institutionen, Vereine und Einrichtungen aus der Region rund um Seelbach unterstützt.

Fertigung war den Herausforderungen nicht mehr gewachsen

JULABO fertigt Leiterplatten ausschließlich für den eigenen Bedarf zur Ausstattung seiner Temperiersysteme – aktuell kommen dabei 301 Leiterplattenvarianten zum Einsatz, von denen rund die Hälfte mit SMD-Bauteilen bestückt wird. Gefertigt werden Muster in Losgrößen von nur fünf Stück bis hin zu HighRunner-Modellen mit einer Auflage von 7.000 Einheiten pro Jahr.
„Bereits kurz nachdem ich die Elektronikfertigung bei JULABO im Jahr 2016 übernommen habe, habe ich mit meinem Kollegen Hans Dirksen aus der Arbeitsvorbereitung die bestehende SMD-Fertigung eingehend begutachtet“, erzählt Andreas Heuberger. „Wir kamen zu dem Schluss, dass eine Erneuerung in nächster Zeit unumgänglich war: Die Maschinen waren bereits in die Jahre gekommen und die Ersatzteilbeschaffung wurde immer kritischer. Zudem wurden die Maschinen ‚Standalone’ betrieben, was in einer sehr starken Personalbindung im Bereich Handling resultierte. Die interne Entwicklung neuer Leiterplatten ging immer rascher und mit wachsenden Anforderungen sowie immer kleineren Bauteilen voran. Es gab bereits erste Stillstände der Anlagen, bedingt durch immer aufwendigere Reparaturarbeiten. Die alten Systeme wären bald nicht mehr in der Lage gewesen, die immer anspruchsvolleren Aufgaben zu erfüllen. Der Bestückungsprozess musste unbedingt in Richtung Inlinefertigung gehen, und eine weitgehende Automatisierung sollte freie Kapazitäten schaffen.“ 2018 gab die Geschäftsleitung das Projekt zur Einführung einer neuen SMT-Linie auf dem neuesten technischen Stand frei.

Informationsbeschaffung direkt aus der Fertigung

Nachdem man sich bei JULABO auf der SMT-Messe in Nürnberg einen ersten Überblick verschafft hatte, wurden mit Anbietern verschiedene Gespräche für eine Vorauswahl geführt. Um an möglichst ungefilterte Informationen und Bewertungen zu gelangen, schlug Projektleiter Andreas Heuberger einen eher ungewöhnlichen Weg ein: Er hat sich direkt in der Praxis bei befreundeten Unternehmen umgesehen, deren SMT-Linien begutachtet und sich mit den jeweiligen Ansprechpartnern vor Ort über die Vor- und Nachteile der Anlagen ausgetauscht. Besonders auch die Integrationsfähigkeit der vor- und nachgelagerten Prozesse erfuhr dabei genaue Betrachtung.

JULABO entscheidet sich für ASM E-Solutions Linie

Für JULABO war es von größter Bedeutung, einen kompetenten und erfahrenen Anbieter zu finden, der alles für die SMT-Fertigung aus einer Hand liefern konnte. Es sollte sich dabei um ein renommiertes Unternehmen mit entsprechend ausgereifter Technologie und möglichst jahrzehntelangem Know-how handeln. Die Produkte sollten sich dabei durch hohe Qualität und Bestückleistung sowie erstklassige Benutzer- und Wartungsfreundlichkeit auszeichnen und darüber hinaus ein finanziell attraktives Preis-Leistung-Verhältnis bieten. „Unsere Entscheidung fiel auf ASMPT , da die Systeme der E-Solutions Linie nicht nur technisch voll überzeugt hatten“, erklärt Andreas Heuberger. „Wir konnten im ASMPT Center of Competence in München unsere eigenen Leiterplatten fertigen, um die Anlagen mit unseren Produkten entsprechend zu testen. Die ASMPT Experten haben uns von der Wartung bis zur Bestückprogrammerstellung alles demonstriert, unsere Testboards wurden danach an den Systemen gefertigt. Dabei hatten wir stets das Gefühl, dass wir von ASMPT genau das angeboten bekamen, was wir benötigten und was wir auch suchten. Die Zusammenarbeit war dabei immer erstklassig – und das ist sie bis heute geblieben.“

Inbetriebnahme der neuen Fertigung

Die Entscheidung für die Investition in die Elektronikfertigung und für die Fertigung am Standort Seelbach wurde durch die JULABO Geschäftsführung im Januar 2019 getroffen – am 11. Oktober, also nur rund 10 Monate später, wurde die erste Leiterplatte erfolgreich auf der neuen ASMPT E-Solutions Linie gefertigt. „Der Wechsel war denkbar einfach. Am Tempo der Umsetzung und Implementierung hatte die professionelle Unterstützung durch ASMPT und seine Experten einen maßgeblichen Anteil“, bestätigt Andreas Heuberger. „Dies war nicht nur im Vorfeld bei der Beratung so, sondern auch bei Anlieferung, Aufbau und Inbetriebnahme: Wir hatten nur ein Zeitfenster von fünf Tagen für die Inbetriebnahme und Schulung der Mitarbeiter, danach musste die Produktion wieder auf vollen Touren laufen. Die Techniker von ASMPT haben dies für uns reibungslos möglich gemacht. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme stand uns zusätzlich die Unterstützung eines erfahrenen ASMPT Servicetechnikers zur Verfügung, der die Ramp-up-Phase unserer Produktion begleitete.“

Leistungsstarkes und flexibles Powerpaket für den Midspeed-Bereich

Der Schablonendrucker E by DEK bietet JULABO eine Maschinengenauigkeit von bis ±25 µm @ 2,0 Cmk und eine Standardzykluszeit von 11 Sekunden, die optional noch einmal auf bis zu 8 Sekunden reduziert werden kann. Zusätzlich ist der E by DEK mit einem Dispensermodul ausgestattet, über das auch Klebeprozesse zuverlässig ausgeführt werden können. Die Inspektionslösung Hawkeye 750 eröffnet JULABO darüber hinaus die Möglichkeit der effizienten und präzisen Kontrolle und Verifizierung des Lotpastendrucks.
Für die Bestückung setzt JULABO auf zwei Maschinen aus der Reihe E by SIPLACE. In der ersten Maschine sorgt ein CP12-Bestückkopf für die rasante und hochpräzise Verarbeitung kleinerer Bauteile bis hinunter zur Größe 0402m – und dies bei Geschwindigkeiten von bis zu 24.300 Bauteilen pro Stunde mit einer Präzision von bis zu ± 25 µm @ 2 Cmk. Die zweite Maschine arbeitet mit dem Kopf CP12/PP, der je nach Bedarf flexibel zwischen Collect&Place und Pick&Place umschaltet und die Maschine so zu einem hochflexiblen Universalbestücker macht. Diese Konfigurationen verwendet JULABO für größere Bauteile wie Prozessoren, Steckverbinder, SD-Card-Slots oder Bauteile mit sehr großer Gehäuseform. Der CP12/PP ist zusätzlich mit einem Traychanger ausgerüstet, der die Arbeit mit verschiedenen Trayebenen möglich macht. Beide Bestückautomaten werden dazu mit Wechselrüstwagen betrieben, was die Rüstung erheblich beschleunigt.

ASMPT E-Solutions heben JULABOs Produktion auf bisher nicht gekanntes Niveau

„Mit unserer alten Konfiguration hatten wir Schwierigkeiten, überhaupt kleinere Bauelemente, geschweige denn 0402-Bauteile, zu bestücken – dies sind nun Standardprozesse für uns“, freut sich Andreas Heuberger. „Der hohe Automatisierungsgrad der Anlage hilft uns darüber hinaus, nun freie Kapazitäten der Mitarbeiter anderweitig einzusetzen – JULABO profitiert also doppelt. Die Bestückleistung und Präzision der Anlage lässt uns heute bis zu vier Mal schneller und auf einem deutlich höheren Qualitätslevel als vorher fertigen. Darüber hinaus können wir einerseits nun wesentlich höhere Losgrößen fahren, was sich in den Herstellkosten äußerst positiv niederschlägt, andererseits aber auch kleine Musterserien effizient fertigen, da sich Änderungen schnell und unkompliziert umsetzen lassen.“
Im Jahr 2020 wurden 60.000 Leiterplatten gefertigt, darunter ca. 45.000 Leiterplatten auf der neuen ASMPT E-Solutions Linie. „Wir rechnen mit einem jährlichen Zuwachs unserer Leiterplattenproduktion von etwa 10 Prozent. Mit unserer neuen Linie haben wir nicht nur technologisch, sondern auch kapazitätstechnisch in die Zukunft investiert, denn sie bietet ausreichend Reserven, selbst wenn wir noch stärker als erwartet wachsen“, stellt Andreas Heuberger fest.

Weitere Benefits durch smarte ASMPT Lösungen

WORKS Material Manager wird derzeit für die Lagerverwaltung des SMD-Materials bei JULABO eingesetzt. Eine Integrierung in das ERP-System des Unternehmens steht bevor, um Inventurzeiten einzusparen und Lagerbestände abzugleichen. „Zudem erreichen wir umfassende Traceability unseres Materials – von der Einlagerung bis zur Verwendung. Wir sehen, welches Material von welchem Hersteller in welches Gebinde geht und somit in welchen Aufträgen und Leiterplatten es verbaut wurde. Dadurch können wir in einem Qualitätsfall schnell und sicher reagieren“, erläutert Andreas Heuberger. WORKS Material Manager speichert, kontrolliert und verarbeitet zudem die MSD-Level der Bauelemente. Damit stellt JULABO sicher, dass nur geprüfte und freigegebene Bauteile in seine Produkte einfließen.
WORKS Line Monitor stellt eine schnelle und übersichtliche Informationsplattform für den Operator direkt an der Linie dar. Die Übersicht zeigt beispielsweise an, welches Bauteil in den nächsten Minuten ausgeht und Operator können somit weiteres benötigtes Material rechtzeitig anspleißen oder aus dem Lager anfordern. Hierzu erklärt Andreas Heuberger: „Die Stillstandzeiten sind deutlich geringer und die Produktionszeiten werden größer. Es ist sofort erkennbar, welcher Auftrag produziert wird und wie viele Leiterplatten bereits bestückt wurden oder noch bestückt werden müssen. Der 55 Zoll große Monitor direkt über der Fertigungslinie gewährt allen Mitarbeitern sofort umfassenden Überblick über die wichtigsten Daten – eine bedeutende Arbeitserleichterung für uns alle.“

In die Zukunft gedacht

Rund eineinhalb Jahre nach der Inbetriebnahme der neuen E-Solutions Linie wird bei JULABO bereits für zukünftige Aufgaben geplant: Ein Projekt wird sein, das SMD-Lager mit Material Tower zu automatisieren. „Hier können wir noch mehr Zeit für das Einlagern und Auslagern des Materials einsparen, um die dadurch gewonnene Kapazität des Personals wieder anderweitig einzuplanen. Die Anbindung wird dann an WORKS Material Manager und WORKS Line Monitor erfolgen und somit die durchgängige Vernetzung komplettieren, sodass alle drei Systeme ihre Möglichkeiten voll ausschöpfen können“, verrät Andreas Heuberger zu den Zukunftsplänen und meint weiter: „Aktuell wird die THT-Bestückung als Projekt bearbeitet – auch hier haben wir Anlagen und Prozesse, die ersetzt und ausgebaut werden müssen, natürlich unter der Betrachtung der vorherigen SMD-Prozesse.“

Einführung war voller Erfolg für JULABO

„Zusammenfassend kann man sagen, dass wir durch die Umsetzung des Projektes mit den Anlagen der ASMPT E-Solutions Linie von einer hohen Qualitäts- und Prozesskontrolle profitieren sowie die Möglichkeit erhalten haben, neue Wege in der Bestückung zu gehen. Wir produzieren prozesssicher und hochautomatisiert mit einer enormen Steigerung der Geschwindigkeit bei gleichzeitig deutlich höherer Qualität. Unsere E-Solutions Linie ist digital mit vor- und nachgelagerten Produktions- und Logistikprozessen vernetzt und damit ein wichtiger Teilschritt Richtung Industrie 4.0. Somit kann JULABO künftig unternehmensweit kurzfristig und noch flexibler auf Kundenanforderungen reagieren“, resümiert Andreas Heuberger. „Für die erfolgreiche und reibungslose Realisierung des Projekts möchte ich mich bei allen Beteiligten der Firma ASMPT sowie bei meinem Kollegen Hans Dirksen und den unterstützenden Abteilungen bei JULABO für die hervorragende Zusammenarbeit bedanken.“