Etagenwerkzeugkonzept optimiert die Kolben-Fertigung

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Ein Spritzgießer stellte für die Fertigung von Spritzenkolben sein bestehendes Werkzeugkonzept auf den Prüfstand: Resultat war ein neu entwickeltes Etagenwerkzeug, das mit einem Vollheißkanalsystem von Ewikon für seitliche Anspritzung ausgerüstet ist.

Henning Becker
Ewikon, Frankenberg

Die Mora-Gruppe ist auf die Fertigung von Präzisions-Spritzgießteilen für verschiedene Branchen spezialisiert. Für die Herstellung medizintechnischer Komponenten betreibt das Unternehmen eine Reinraumfertigung im französischen Chambost. Design und Bau aller Spritzgießwerkzeuge verantwortete der nahe bei Chambost ansässige Werkzeugbauer Sofami, ebenfalls ein Mitglied der Mora-Gruppe. Für den Großauftrag von Spritzenkolben eines führenden Herstellers von Einwegspritzen erwiesen sich die verwendeten Werkzeuge als nicht mehr produktiv genug: Die Fertigung des PP-Bauteils erfolgte mit einem Schussgewicht von 0,35 g auf 48-fach Werkzeugen mit Teilheißkanalsystem. Jeweils acht Spritzenkolben wurden seitlich über einen Hilfsanguss angespritzt. Um die Hilfsangüsse von den Bauteilen zu trennen, war ein zweistufiger Auswerfvorgang notwendig, zusätzlich dazu kam nachgelagert ein Angusstrenner zum Einsatz.

„Mit diesem Werkzeugkonzept fuhr Mora knapp an der Kapazitätsgrenze“, sagt Sofami-Geschäftsführer Serge Leon. Um die Produktion effizienter zu machen und gleichzeitig ohne jeden Angussabfall fertigen zu können, sollte eine neue Generation von Vollheißkanalwerkzeugen eingeführt werden. Unter Annahme mittel- und langfristig weiter steigender Bedarfszahlen entschieden sich Mora und Sofami für ein kompaktes 48+48-fach Etagenwerkzeugkonzept, mit dem sich der Ausstoß verdoppeln ließ und das auf den bereits vorhandenen Maschinen genutzt werden konnte.

Heißkanal überzeugte durch abgewinkelte Spitzeneinsätze

Da die Spritzenkolben auf vollautomatisierten Produktionslinien montiert und über Vibrationsförderer zugeführt werden, waren die Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften und der Dimensionen des Bauteils zentrale Anforderungen an die Anwendung. In der Projektierungsphase verglich man die technischen Parameter von Heißkanallösungen für die Seitenanspritzung von verschiedenen Anbietern. Letztendlich überzeugte das HPS-III-MH-Konzept der Ewikon Heißkanalsysteme GmbH aus Frankenberg mit der Möglichkeit, abgewinkelte Spitzeneinsätze einzusetzen und somit Anspritzpositionen näher an der Trennebene zu erreichen. Durch Verwendung eines um 60° abgewinkelten Spitzeneinsatzes konnte die ursprüngliche Position des Anspritzpunkts problemlos beibehalten werden. „Wir setzen die HPS-III-MH-Düse in der linearen 8-fach Ausführung mit jeweils vier Spitzen auf den langen Seiten des Düsenkörpers ein“, erklärt Roger Dufour, Fertigungsleiter bei Sofami. „Damit konnten wir eine Kavitätenanordnung realisieren, die den bestehenden Werkzeugen entspricht.

Auf jeder Seite des Mittelaufbaus der Etagenform sind sechs Seitenanspritzungsdüsen in zwei Reihen mit jeweils drei Düsen angeordnet. Ein vollbalanciertes Verteilersystem mit Schmelzeauslässen auf beiden Seiten sitzt im Zentrum der Mittelplatte.

Verteilersystem bringt Schmelze in Form

Die Schmelzeübergabe von der Maschinendüse zum Verteilersystem erfolgt in der zweiten Trennebene der Form durch Kombination zweier Übergabedüsen. In der Mittelplatte ist eine Nadelverschlussdüse verbaut, die durch eine auf dem Verteiler aufgeschraubte pneumatische Antriebseinheit betätigt wird.

Vom Beginn der Werkzeugkonstruktion bis zum Produktionsstart arbeiteten Sofami und Ewikon eng zusammen. Dies beinhaltete sowohl Moldflow-Analysen als auch eine umfangreiche anwendungstechnische Betreuung vor Ort. Insgesamt wurden bisher zwei Etagenformen gebaut, die vier der vorhandenen Teilheißkanalwerkzeuge ersetzen. In beiden Fällen lieferten die Frankenberger die Mittelplatte als komplette Heiße Seite. Beim Design der Heißen Seiten stand größtmögliche Wartungsfreundlichkeit im Vordergrund. Die Spitzeneinsätze können ausgetauscht werden, ohne das Werkzeug demontieren zu müssen. Auch der komplette Plattenaufbau wurde modular ausgelegt und verfügt über getrennte Verdrahtungsboxen für Düsen und Verteiler. Durch den verdoppelten Ausstoß in Verbindung mit reduzierten Zykluszeiten gelang Mora mit der neuen Etagenwerkzeuggeneration ein Produktivitätssprung. Die Serienproduktion ist gestartet.

Heiß, kalt und digital

Auf der K 2019 zeigt Ewikon ein neues Düsenprogramm für die vertikale Mehrfachanspritzung sowie Lösungen zur Prozessüberwachung und Kaltkanallösungen für die LSR-Verarbeitung.

Die HPS III-MV Mehrfachdüse für die vertikale Anspritzung von Formteilen ist in neuer Version erhältlich. Sie verfügt über eine optimierte Einbaugeometrie sowie eine in das Druckrohr integrierte Wendelrohrpatronenheizung mit stabilem Temperaturprofil.
Das digitale System Smart Control überwacht, analysiert und protokolliert alle relevanten Prozess- und Systemparameter über die komplette Lebensdauer eines Werkzeugs und bietet dem Spritzgießer transparente Fertigungsprozesse.
Das Coolshot Hochleistungs-Kaltkanalsystem ermöglicht die prozesssichere Verarbeitung unterschiedlicher LSR-Typen. Eine Schlüsseltechnologie bildet dabei die Elektro-Nadelverschlusstechnik, die Ewikon seit Jahren in der Heißkanaltechnik einsetzt.

www.ewikon.com

Auf der Messe K: Halle 1, Stand C11