Werkzeug- und Formenbau

Drei hybride Kunststoffprodukte aus einem Spritzgießwerkzeug

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So hat es schließlich geklappt

Um das Bauteil mit nur einem Spritzgießwerkzeug fertigen zu können, musste zuvor eine Konstruktion entwickelt werden, welche die drei unterschiedlichen Bauteillängen mit einem unterschiedlichen plattformbezogenen Höhenversatz von jeweils 20 mm möglich macht. Im Werkzeugkonzept wurde das über verschiebbare Formeinsätze gelöst. Sensoren überwachen verschiedene Bauteilpositionen, die letztlich erkennen, welche Länge des Rohlings aktuell im Werkzeug eingelegt ist. Um den Höhenversatz spritzgießtechnisch abbilden zu können, wurde statt eines Spritzgießvorgangs für das Umspritzen des jeweiligen Metalleinlegers ein zweistufiges Umspritzen definiert. Das aber verlangt eine sehr hohe Präzision, bei der die Toleranzen zwischen 0,02 und 0,05 mm liegen. Der Einspritzprozess ist bei jeder Bauteilvariante identisch. Um die unterschiedlichen Bauarten zu erhalten, wird der obere Bereich des Gangwahlhebels während der zweiten Ausführungsstufe des Umspritzens jeweils mit unterschiedlichem Dosiervolumen angesprochen.

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Damit in der Praxis auch die geforderte Funktionalität besteht, wurde das Werkzeug „intelligent“ gemacht: Sensoren erfassen etwa den Forminnendruck bei jedem Zyklus, den Füllstand sowie den Füllprozess. Zusätzlich übernehmen zwei Sensoren in Nestnähe die Aufgabe der Detektion: Ermittelt wird, in welcher Position sich das zweite Nest befindet. Für die gewünschten Metallrohlinge werden dann die passenden Formeinsätze positioniert und die Höhe im Werkzeug entsprechend angepasst.

Millionenfertigung mit immensem Spareffekt

Als Material wird ein Polybutylenterephthalat (PBT) mit Glasfaserverstärkung sowie einem mineralischen Additiv verarbeitet. Für die konturnahe Temperierung wurden gesinterte Formeinsätze konstruiert, die eine gleichmäßige Temperaturabführung aus dem Werkzeug sicherstellen und parallel die Zykluszeit pro Schuss reduzieren. Eine Füllsimulation, durchgeführt mit der Cadmould-Software von Simcon, lieferte bereits in der Konstruktionsphase wichtige prozessrelevante Ergebnisse. Somit gelang es bereits vor Serienstart der Produktion den Verzug der Bauteile auszuschließen.

Andreas Meyer zieht ein positives Fazit des Projektes: „Wir konnten den Stückkostenpreis deutlich senken.“ Aktuell werden bei Mayweg im sauerländischen Halver 600.000 Bauteile in drei Varianten produziert. Weitere vier Millionen Gangwahlhebel werden in den nächsten Jahren das Werk verlassen.

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