Um den kontinuierlich steigenden Bedarf an Spritzen und Pipetten decken zu können, werden weltweit die Produktionskapazitäten in diesen Bereichen hochgefahren. Gefragt sind effiziente, leistungsstarke Präzisionswerkzeuge in hochfachiger Ausführung mit bis zu 128 Kavitäten. Neben dem für die Massenfertigung geforderten hohen Ausstoß mit maximaler Werkzeugverfügbarkeit und dementsprechend minimalen Stillstandzeiten für Routinewartungen gehören eine hohe Wiederholgenauigkeit sowie eine perfekte Anschnittkosmetik zu den Anforderungen. Dabei ist die seitliche Direktanspritzung in den meisten Fällen das Mittel der Wahl. Für eine optimale Werkzeugperformance ist die Auswahl des geeigneten Heißkanals ebenso entscheidend wie eine wartungsoptimierte Werkzeugauslegung.
Die Ewikon Heißkanalsysteme GmbH aus Frankenberg bietet mit der HPS III-MH111 Mehrfachdüse eine schlank bauende und speziell für die Spritzen- und Pipettenfertigung konzipierte Lösung an. Im Vergleich zu konventionellen Konzepten steht dem Werkzeugbauer damit deutlich mehr Bauraum zwischen Düsenkörper und Artikelkontur zur Verfügung. Dieser kann für die Integration einer optimierten umlaufenden Artikelkühlung sowie einer effektiven Kavitätenentlüftung genutzt werden. Beide Faktoren ermöglichen durch reduzierte Zykluszeit und verbesserte Formfüllung eine besonders effiziente Produktion. Die bewährte Spitzenwechseltechnologie erlaubt größtmögliche Wartungsfreundlichkeit. Ein Austausch der Spitzeneinsätze kann auf der Maschine einfach von der Trennebene aus erfolgen, ohne das Werkzeug demontieren zu müssen.
Modulares Konzept für eine dreiteilige Sicherheits-Impfspritze
Heißkanal: Mehrfachdüse optimiert den Werkzeugaufbau
Ein weiteres besonderes Merkmal ist der zweiteilige Aufbau der Düse. Die Hauptdüse im Heißkanal ist in verschiedenen Längen zur optimalen Anpassung auf jede Bauteilgröße verfügbar. Sie wird von einer Übergabedüse mit Schmelze versorgt. Diese ist unter dem Verteiler installiert und dichtet stirnseitig leckagesicher mit der Hauptdüse ab. Durch die Entkopplung von Hauptdüse und Übergabedüse ermöglich dieses Konzept besonders wartungsfreundliche Werkzeugaufbauten, die in zwei Varianten realisiert werden können.
Die erste Variante integriert alle Hauptdüsen inklusive der kompletten Verkabelung in eine separate Düsenhalteplatte. Auf diese wird die Konturplatte aufgesteckt, bevor die Spitzeneinsätze montiert werden. Wird ein Austausch einer Düse nötig, ist dies einfach realisierbar. Nach Abziehen des Pakets aus Düsenhalteplatte und Konturplatte und Demontage der betreffenden Düsenspitzen kann die auszutauschende Düse problemlos nach hinten aus der Platte gezogen werden, ohne die Spitzen der restlichen Düsen demontieren zu müssen. Die Trennung der elektrischen Verbindung zwischen den Platten erfolgt dabei einfach über ein Stecksystem.
Montierte und validierte Kavitätenblöcke vorhalten
Bei der zweiten Variante wird jede Hauptdüse im Heißkanal in einem separaten, kundenseitig gefertigten Kavitätenblock mit eigenem Kühllayout verbaut. Diese Blöcke werden mit Hilfe einer geeigneten Zentrierung direkt mit einer Zwischenplatte verschraubt. Über diese erfolgt die Versorgung mit Kühlmittel. In der Zwischenplatte ist weiterhin die elektrische Zuspeisung integriert. Der elektrische Anschluss erfolgt für jeden Kavitätenblock separat über einen Verbindungsstecker. Bei einem anstehenden Düsenwechsel oder einer Wartung der Einsätze wird einfach der gesamte Block von der Trennebene aus ausgetauscht. Hierzu kann eine gewisse Anzahl an fertig montierten Kavitäten-blöcken inklusive Heißkanaldüse zum Austausch vorgehalten werden. Mit dieser Variante ist zwar eine besonders effektive Verkürzung der Stillstandzeiten möglich, jedoch muss berücksichtigt werden, dass auch alle Austausch-Kavitätenblöcke validiert werden müssen.
Schneller und einfacher Wechsel der Düsenspitzen im Heißkanal
Beide Varianten wurden bereits erfolgreich in Kundenanwendungen eingesetzt. Dank der bereits erwähnten Spitzenwechseltechnologie kann – unabhängig von der verwendeten Variante – ein einfacher Wechsel der Düsenspitzen jederzeit mit geringem Zeitaufwand erfolgen. Die HPS- III-MH111-Seitenanspritzungsdüse stellt damit eine gute Lösung für die Spritzen- und Pipettenfertigung dar. In Kombination mit der vollbalancierten Ewikon-Verteilertechnik und präziser Pro-Control-Regeltechnik können damit hochfachige, effiziente und prozesssichere Werkzeuglösungen einfach realisiert werden. Der optionale Einsatz des Ewikon-Smart-Control-Assistenzsystems zur ganzheitlichen Prozessüberwachung erlaubt zudem die vollständige Integration von Werkzeug und Heißkanal in die vernetzte Spritzgießproduktion und hilft dabei, die Prozesssicherheit weiter zu steigern.
Thermische Simulation des Verteilersystems(Bild: Ewikon)
Auf der Fakuma: Automatisierte thermische Verteilersimulation
Standardmäßig bietet die Ewikon-Verteilertechnik ein eckenfreies, strömungsoptimiertes Fließkanallayout für maximale Schmelzeschonung. Auf der Fakuma 2023 stellt das Unternehmen nun eine Neuerung vor: Als kostenfreie Zusatzleistung durchläuft ab sofort jedes Verteilersystem während der Konstruktionsphase eine automatisierte thermische Simulation, die ohne zusätzlichen Zeitaufwand für den Konstrukteur im Hintergrund durchgeführt wird. Damit soll sich nicht nur die thermische Homogenität des Verteilerblocks, sondern auch die thermische Symmetrie innerhalb der vollbalancierten Schmelzekanalführung beurteilen lassen. Sind Abweichungen erkennbar, kann der Konstrukteur Optimierungen vornehmen. Dies erweitert das Prozessfenster gerade bei thermisch sensiblen Materialien und vermeidet unnötige Korrekturschleifen. Zusammen mit dem Simulations- und KI-Spezialisten Ianus verfolgt Ewikon das Ziel einer KI-gestützten, vollautomatisierten Auslegung von Verteilersystemen unter thermischen und energetischen Gesichtspunkten.
Auf der Fakuma: Halle A2, Stand 2203
