2-Komponenten-Spritzguss auf der K 2019 Kunststoff- und Roboterexperten haben den "Dreh" raus

In Halle 14 am Stand A60 bei Fanuc wird ein pfiffiger Mehrkomponenten-Eiskratzer auf einer Weber-Index-Dreheinheit mit einer Fanuc Roboshot aus einem PC/ABS-Blend in Form gebracht.

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Mit dieser Anwendung bieten Weber und Fanuc ein Komplettpaket mit einer 2-Komponenten-Maschine, Indexplatten-Werkzeug und exakt darauf abgestimmter Roboterentnahme an. Mit dieser kompletten Produktionszelle werden in einem Produktionszyklus der Vorspritzling aus einem PC-/ABS-Blend und die zweite Komponente aus TPE zu einem Eiskratzer kombiniert. Das zentrale Element des komplexen Werkzeugsystems durch die Spezialisten von Weber ist die Index-Dreheinheit, die Ihresgleichen sucht.

Die Idee mit der Index-Dreheinheit

Die Indexplatte ist in die schließseitige Werkzeugplatte integriert und drehbar gelagert. Sie hat die Aufgabe den Spritzling dynamisch, zielgerichtet und exakt in den Kavitäten zu bewegen. Nach dem Öffnen des Werkzeugs transportiert sie die Vorspritzlinge in die zweite Station des Werkzeugs in der die Teile feritggespritzt werden. Bei Indexplatten-Werkzeugen ist dazu eine drehbare Formplatte zwischen den beiden Basis-Werkzeughälften angeordnet, welche um die zentrale Achse rotiert. Mit einer Indexwelle wird die Indexplatte über die Auswerferfunktion erst von der auswerferseitigen Werkzeughälfte gelöst und dann zur zweiten Station gedreht.

Nonplusultra in der Werkzeugtechnik

Dem Anspruch der K-Macher, die Weltleitmesse mit zukunftsgerichteter Technologieshow zu sein, bringt Weber in Sachen Index-Dreheinheit das Richtige System Start: Mit der elektrischen Dreheinheit Weber DEI 640 zeigen die Esslinger den neuesten Stand der Werkzeugtechnik: zwei Stationen, mit einer Rotationsgeschwindigkeit von nur 1,1 s für eine 180-°-Drehung, ausgestattet mit einem neuen Dicht- und Lagerungskonzept, das für maximale Standzeiten der Dichtungen sorgt. Diese neue Lagerung braucht keinen Festanschlag, sondern nimmt die Positionierung über einen Servomotor vor, der jede beliebige Stellung exakt anfahren kann.

Die DEI 640 stellt sich als äußerst robust und wartungsfreundlich dar – nicht zuletzt dadurch bedingt, dass bei dieser Dreheinheiten-Generation die Wartung und der Rüstvorgang deutlich vereinfacht wurden. Die Anschlüsse für die Temperierung befinden sich bei der Drehtellerausführung sowohl an der Bedien- als auch an der Gegenbedienseite. Sie bietet zudem noch erheblich mehr nutzbaren Auswerferweg als das früheren Einheiten konnten.

Hochgenaue Positionierung beim Spritzgießen

Der Antrieb der Drehbewegung per Zahnrad erfolgt dabei entweder über einen hydraulischen Motor oder mittels elektrischem Servoantrieb, der auf wenige Hundertstelmillimeter genau die Positionen anfahren kann. Beim Zurückfahren der Hubfunktion repositioniert sich der Kerneinsatz in der beweglichen Werkzeughälfte. Danach schließt das Werkzeug und der nächste Einspritzzyklus beginnt. In der zweiten Station lassen sich die PC/ABS-Vorspritzlinge mit der TPE-Komponente. Die Rotation der Indexplatte kann dabei zweimal 180 ° oder dreimal je 120 ° betragen. Sehr häufig wird die dritte Station auch zur Kühlung und Entnahme der Spritzteile verwendet, was einen der entscheidenden Kundennutzen dieser Werkzeugtechnologie ausmacht: extrem kurze Zykluszeiten bezogen auf die Komplexität der Mehrkomponententeile.

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So funktioniert das System zur K 2019

Auf dem Fanuc-Stand läuft das spezielle Werkzeug auf einer Roboshot Alpha S 150 iA mit 1500 KN Schließkraft und einem Schneckendurchmesser von 32 mm sowie einer zweiten, vertikalen Spritzeinheit SI-20 A mit einem Schneckendurchmesser von 22 mm. Die Gesamtzykluszeit liegt bei rund 54 s. Entnommen wird das Teil mit einem integrierten Fanuc Roboter LR MATE 200 iD/ 7L (Langarm) innerhalb von circa 2 s.

Neben dem schnellen Umgang mit kleinen Traglasten besteht die Stärke dieses kompakten Mehrzweck-Industrieroboters in seiner hohen Reichweite. Das Modell ist außerdem micht Optionen erhältlich, die die Serienausstattung ergänzen. Dazu zählen integrierte, intelligente Funktionen (Vision & Force), Sonderanwendungspakete und voller IP69K-Schutz. Der programmierte Produktionsablauf des Eiskratzers auf der Fanuc-Roboshot sieht folgendermaßen aus:

• 1. Das Werkzeug wird geschlossen;

• 2. Die erste Komponente wird gespritzt;

• 3. Das Werkzeug wird geöffnet;

• 4. Die Indexplatte wird 100 mm vorgefahren, um 180 ° gedreht und dann wieder zurückgefahren;

• 5. Das Werkzeug wird wieder geschlossen;

• 6. Die zweite Komponente wird eingespritzt. Zeitgleich wird die erste Komponente gefertigt;

• 7. Das Werkzeug wird geöffnet: Die Halteschieber geben das Teil frei, das über Auswerfer entformt und vom Robot entnommen wird.

Für die Kunden vor allem wichtig ist, dass Fanuc als Generalunternehmer solche kompletten Fertigungs-einheiten zusammen mit Weber als Paketlösung aus einer Hand anbietet. Damit können alle Kunden ihre Produktion schnell, wirtschaftlich und effektiv gestalten.

Auch abseits der Indexplatte ein Hingucker

Außer der eigentlichen Indexplattentechnologie könne sich aber auch die gesamte Werkzeugtechnik sehen lassen: Halteschieber sind für die Positionierung des Vorspritzlings beim Drehen in der Kavität integriert, mit Heißkanal und jeweils einer Nadelverschlussdüse wird die erste und zweite Komponente direkt angespritzt und über Auswerfer entformt.

Interessant an dieser Anwendung ist auch das eingesetzte Material: PC/ABS (Polycarbonate/Acrylnitrilbutadienstyrol-Blend). Bekannte Handelsnamen sind Pulse, Bayblend oder Cycoloy. Durch die einzigartige Kombination vereint das Material die gute Verarbeitbarkeit von ABS mit den positiven mechanischen Eigenschaften von PC wie Schlagzähigkeit und Temeraturbeständigkeit. Aufgrund dieser hervorragenden und vielfältigen Materialeigenschaften besitzt PC/ABS ein sehr breites Einsatzspektrum. Es wird im Automotivebereich sowie für die Herstellung elektronischer Bauteile eingesetzt. Im Automobilsektor werden beispielsweise folgende Produkte aus dieser Materialkombination hergestellt:

• Mittelkonsolen;

• Handschuhkästen;

• Untere Instrumententafel;

• Säulenverkleidungen;

• Kniefänger/-stützen;

• Dachkonsolen;

• Blasgeformte Rückenlehnen;

• Strukturbauteile.

Bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen ist das Blend vor allem für folgende Produktgruppen von Interesse:

• Fernseherrahmen;

• Abdeckungen für Laptopmonitor;

• Tragbare Bedienelemente;

• LCS-Paneele;

• Tastaturen;

• Adapter und Ladegeräte;

• Mobiltelefongehäuse.

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