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Mikrospritzgießen

Kleine Fertigungszellen reduzieren Komplexität und Kosten

| Autor / Redakteur: Kirsten Haubert / Kirsten Haubert

Die kleinste ihrer Art: Fertigungszelle von Babyplast auf 0,84 m², eine autarke Prozesseinheit zur Verarbeitung von Hochtemperaturmaterialien.
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Die kleinste ihrer Art: Fertigungszelle von Babyplast auf 0,84 m², eine autarke Prozesseinheit zur Verarbeitung von Hochtemperaturmaterialien. (Bild: Weidmüller)

In der Kleinstteileproduktion rechnen sich kleinere Maschinen mit wenigen Kavitäten. Das zeigen erste Erfahrungen mit einer Mikrospritzgießfertigung von Pushern aus PPA für Leiterplattenklemmen. Die Miniaturisierung reduziert den Angussausschuss und die Zykluszeit.

Babyplast fertigt auf einer Spritzgießmaschine mit Achtfachkavität im Werkzeug 0,04 g schwere Pusher für Leiterplattenklemmen mit Push-in-Anschluss. Acht Teile bedeuten 0,32 g Teilegewicht plus 0,54 g für den Anguss, also ein Schussgewicht von etwa 0,86 g.

Prozessoptimierung statt hoher Kavitätenzahl

Das hochtemperaturbeständige Material PPA 30GF von Sabic hat einen Preis jenseits der 25-Euro-Marke und wird bei 310 °C verarbeitet. Einsparungen beim Material schlagen hier also voll durch in die Teilepreiskalkulation.

Statt wie üblich Kleinstteile mit hoher Kavitätenanzahl zu produzieren, geht die Thüringische Weidmüller GmbH in Wutha-Farnroda bei Eisenach einen ganz neuen Weg. Ziel ist es, die Komplexität von Werkzeugen zu reduzieren, Material einzusparen und insgesamt den Prozess zu optimieren. Das Unternehmen investierte 2010 und 2011 in sieben neue Fertigungszellen mit Babyplast-Maschinen zur Produktion von Pushern aus PPA für Leitenplattenklemmen.

Neues Konzept reduziert den Angussausschuss bis 80 %

In der Umstellung von konventioneller Spritzgießtechnik auf das neue Konzept ergab sich eine Reduktion des Angusses von 11 auf 0,5 g mit einer deutlich günstigeren Gewichtsrelation von Spritzlingen zum Anguss. Alleine die Reduktion des Angussausschusses von über 80% rechnet sich enorm, da der Anguss nicht in der Fertigung recyclierbar ist. Aufgrund der Maschinentechnik konnte der bisherige 11-s-Zyklus eines 32-Kavitäten-Werkzeugs auf einer 300-kN-Maschine mit den nur 62,5-kN-Maschinen von Babyplast auf 5,5 s bei acht Kavitäten reduziert werden. Zudem überzeugt in der Verarbeitung von Hochtemperaturmaterialien die energetische Bilanz der kleineren Werkzeuge. Bei bis zu sechs Farben des Pushers sind Farbwechsel mit dieser Technik schneller, kostengünstiger und flexibler zu gestalten. 88 Teile pro Minute werden so produziert, bei einem Ausstoß von 50 Mio. Stück pro Jahr.

Die Fertigungszelle besteht aus Maschinentisch, integriertem Kühlaggregat, Materialfördergerät, einem Temperiergerät bis maximal 90 °C, einer Separierschnecke zur Trennung von Teilen und Anguss sowie einem Heißkanal-Regelgerät.

Leichte Handhabung und preiswerte Anschaffung der Spritzgießwerkzeuge

Die Werkzeuge sollen bei Werkzeugwechsel, in der Bevorratung und der Wartung leicht zu handhaben sein. Sie seien preiswerter in der Anschaffung und erlaubten optimierte Gewichtsabweichungen des Mikrospritzlings in Abhängigkeit vom Kolbendurchmesser gegenüber größeren Mehrkavitätenwerkzeugen. Die Flexibilität bei Reduktion der Komplexität, des Prozessrisikos und der Kosten für Maschine und Werkzeuge sind Ergebnisse dieses Ansatzes zur Miniaturisierung in der Fertigung. Nach den ersten Erfahrungen mit den kompakten Fertigungszellen soll diese Spritzgießfertigung zukünftig bei Weidmüller ausgebaut werden.

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