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Engel prämiert innovative Anwendungen auf Holmlos-Maschinen

Spritzgusstechnik
Engel prämiert innovative Anwendungen auf Holmlos-Maschinen

Die Jury präsentiert die Gewinner der HL-Awards 2015. Von links nach rechts: Gunnar Hack, Geschäftsführer von Hack Formenbau, mit einem Schlauchverbinder von Gardena, Harald Wollstadt, Chefredakteur des Fachmagazins Plastverarbeiter, mit einem Ölstandmessmodul von Schneegans und Prof. Dr. Frank Ehrig, Leiter des IWK an der Hochschule für Technik Rapperswil, mit einem Ölfiltermodul von Hengst Bild: Engel
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Herausragende Anwendungen in der Holmlostechnik zeichnet Engel in loser Folge mit den Engel HL-Awards aus. Im Rahmen des Engel Symposiums 2015 wurden im Designcenter in Linz drei Unternehmen geehrt. Die HL-Awards 2015 gingen an Hengst Automotive, Gardena und Schneegans.

Bereits zum achten Mal zeichnete die Engel Austria GmbH, Schwertberg, Anwendungen aus, die die Vorteile der Spritzgießmaschinen mit holmloser Schließeinheit optimal ausnutzen. Zum ersten Mal wurden die Preise in drei Kategorien vergeben: Effiziente Nutzung des Werkzeugraums, innovative Prozessintegration und wirtschaftliches Automatisierungskonzept. 27 kunststoffverarbeitende Unternehmen aus 14 Ländern bewarben sich in diesem Jahr um die international begehrte Auszeichnung. Die Jury nahm alle Anwendungen streng unter die Lupe und diskutierte die jeweiligen Vorteile im Vergleich zum Einsatz konventioneller Holmmaschinen.
Den HL-Award 2015 in der Kategorie „Effiziente Nutzung des Werkzeugraums“ erhielt die die Hengst SE & Co. KG, Münster:
Die Substitution von Metallen durch Kunststoffe schreitet auch unter der Motorhaube zügig voran. Für Sockel von Ölfiltermodulen, die in 4-Zylinder-Dieselmotoren in verschiedenen Audi- und Volkswagen-Modellen zum Einsatz kommen, entwickelte die Hengst SE & Co. KG mit Stammsitz in Münster, Deutschland, eine neue thermoplastische Lösung aus glasfaserverstärktem Polyamid. Die Filtersockel gehören zu den anspruchsvollsten Bauteilen, die der Automobilzulieferer in seinem Produktionswerk Nordwalde herstellt. Insgesamt acht Kernzüge besitzt das 1-fach-Werkzeug, das es aufgrund dessen auf beachtliche Maße bringt. Hergestellt werden die Sockel auf einer Engel victory 3550/450 tech Spritzgießmaschine mit 4500 kN Schließkraft.
Bevor die holmlose Lösung den Zuschlag erhielt, wurden Alternativangebote auf Basis von Spritzgießmaschinen mit Holmen eingeholt. Diese starteten bei einer Schließkraft von 8000 kN. Eine so große Maschine wäre notwendig, um das voluminöse Werkzeug durch die Holme hindurch rüsten zu können, obwohl der Spritzgießprozess deutlich weniger Schließkraft benötigt. Mit der holmlosen 4500-kN-Maschine konnte Hengst die Investitions- und die Betriebskosten für diese Anwendung deutlich reduzieren, die Fertigungszelle kompakt halten und gleichzeitig den Zeitaufwand fürs Rüsten drastisch senken. Der integrierte Engel viper 40 Linearroboter greift ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus in den Werkzeugraum, reduziert damit die Arbeitshöhe und bleibt zuverlässig unterhalb des Schwerlastkrans in der relativ niedrigen Produktionshalle.
Den Engel HL-Award 2015 in der Kategorie „Innovative Prozessintegration“ erhielt die Gardena Manufacturing GmbH, Gerstetten:
Schlauchverbinder für die Gartenbewässerung sind mit 20 Millionen Stück pro Jahr die höchstvolumigen Bauteile, die die Gardena Manufacturing GmbH – ein Unternehmen der Husqvarna Group – im süddeutschen Gerstetten fertigt. Seit Januar dieses Jahres kommt dafür eine Engel evictory 740H/310W/400 WP combi Spritzgießmaschine zum Einsatz. Erst die holmlose Schließeinheit macht es möglich, für den neu entwickelten Zwei-Komponenten-Prozess maximale Präzision mit kürzesten Zykluszeiten zu vereinen.
Alle 16 Sekunden entnimmt der integrierte easix Mehrachsroboter 16 Schlauchverbinder. Um den thermoplastischen Gehäusewerkstoff und das Elastomer für die Griffflächen gleichzeitig zu verarbeiten, hat das Drehkreuz-Werkzeug für die zwei Mal 16 Kavitäten vier mal 16 Kerne. Der Clou: Nach dem Spritzgießen der thermoplastischen Komponente, dreht das Werkzeug die Kerne zunächst in eine Kühlposition, um erst in einem dritten Schritt die Weichkomponente aufzuspritzen. Auf diese Weise verlängert das Kühlen nicht die Zykluszeit. Die vierte Drehposition schließlich dient dem Entformen.
Die jeweils 16 Kerne sind in linearer Anordnung platziert. Damit die in den oben und unten liegenden Kavitäten produzierten Schlauchverbinder die exakt gleiche Wanddicke aufweisen wie die in den mittig liegenden Kavitäten, ist das konstruktive Herzstück der holmlosen Schließeinheit besonders wichtig: Der Force Divider. Zwei dieser zentralen Biegeelemente befinden sich hinter der beweglichen Werkzeugaufspannplatte und verteilen die Schließkraft gleichmäßig über den gesamten Werkzeugquerschnitt. Damit garantieren sie eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und besten Werkzeugschutz und tragen entscheidend dazu bei, dass die Fertigungszelle seit ihrer Inbetriebnahme ohne qualitätsbedingten Ausschuss arbeitet.
Obwohl das Werkzeug mit seinen vielen Kühlanschlüssen den Einbauraum der 4000-kN-Maschine vollständig ausfüllt, bleibt ausreichend Bewegungsfreiheit. Um das Werkzeug auf einer Spritzgießmaschine mit Holmen einzusetzen, müsste diese deutlich größer sein. Auch die Zykluszeit würde sich dadurch erhöhen, da eine größere Maschine zum Öffnen und Schließen der Form mehr Zeit benötigt als eine kleinere.
Nicht zuletzt erlaubt erst die Holmlostechnik die effiziente Automatisierung dieser Anwendung. Trotz des sehr langen Greifers kann der Roboterarm direkt von der Seite aus die Werkzeugkerne erreichen. Die Jury überzeugte die hohe Präzision und Prozesskonstanz, die angesichts der unkonventionellen Anordnung der Kavitäten eindeutig auf die gleichmäßige Verteilung der Schießkraft durch die Force Divider zurückzuführen sind.
Den Engel HL-Award 2015 in der Kategorie „Wirtschaftliches Automatisierungskonzept“ erhielt die Schneegans Freudenberg Silicon GmbH, Losenstein/Österreich:
Platz ist unter der Motorhaube Mangelware. Wie bei einem großen 3D-Puzzle müssen sich die Motorkomponenten geschickt ineinanderfügen. Bestes Beispiel hierfür sind die Module für die Ölstandmessung. Damit sich diese an die Bauraum-Situation optimal anpassen lassen, werden sie nicht länger aus Stahl, sondern komplett aus Kunststoff hergestellt. Neben der größeren Designfreiheit spart die Kunststofflösung Gewicht ein und ermöglicht zudem einen besonders wirtschaftlichen Herstellungsprozess. Über drei Millionen Module für BMW, Daimler, Volkswagen, Seat, Audi und Skoda produziert die Schneegans Freudenberg Silicon GmbH in Losenstein, Österreich, pro Jahr mit Hilfe der Projektilinjektionstechnologie (PIT). Alle 45 bis 50 s verlassen zwei fertig montierte Einheiten die vollautomatisierte Fertigungszelle, deren Zentrum eine holmlose victory 400 tech Spritzgießmaschine bildet. Vier integrierte Mehrachsroboter übernehmen das Einlegen der Projektile, die Entnahme der Spritzgießteile aus dem Werkzeug, das Abtrennen der Nebenkavitäten, das Bedrucken der Trichterstirnflächen, das Montieren von O-Ringen, die Montage von Buchsen und Ölmessstäben, die Durchgangs- und Dichtheitsprüfung sowie die Verpackung der einbaufertigen Module.
Da der Platz nicht nur im Motorraum sondern auch in der Fertigungshalle besonders wichtig ist, kam für Schneegans für diese Anwendung nur eine holmlose Lösung in Frage. Der den Spritzgießprozess unterstützende Mehrachser kann so besonders dicht neben der Schließeinheit arbeiten und ohne Zeitverlust die Kavitäten erreichen. Der Einsatz einer Holmmaschine hätte deutlich komplexere Entnahmeprozesse erfordert. Zudem wäre eine größere Maschine mit mindestens 6000 kN Schließkraft notwendig gewesen. Dies hätte die Aufstellfläche vergrößert und die Zykluszeit verlängert. Die Holmlostechnik trägt in dieser Anwendung entscheidend zu einer hohen Effizienz der vollautomatisierten Fertigung bei Schneegans bei.
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