Zuwachs bei Arburg Neue Produktionshalle und erweiterter Gold-Edition-Claim sichern Zukunft

Die Technologie-Tage bei Arburg in Loßburg zeigten dem Publikum außer vielen kunststoffrelevanten Neuerungen, auch ein neues Ambiente in der frisch eingeweihten Halle 22. Industrie-4.0 - powered by Arburg in der Effizienz-Arena, optimierte Freeformer-Features und trendiger Leichtbau standen dabei im Mittelpunkt des Geschehens. Genießen Sie hier einen Überblick in Wort und Bild.

Anbieter zum Thema

item Industrietechnik GmbH

ARBURG GmbH + Co KG

Die im Rahmen der Einweihungsfeier zur neuen Halle 22 in Loßburg feierlich vorgestellte Golden Electric-Baureihe überträgt die bereits erfolgreich am Markt etablierte Gold-Edition-Idee jetzt auch auf den Bereich der elektrischen Maschinen, wie Arburg berichtet. Dabei investiere der Anwender in eine kompromisslose Technik für die meisten Anwendungsfälle in der Spritzgießtechnik. Im Vergleich zu hydraulischen Anlagen können die Maschinen durch den hohen Wirkungsgrad der Servomotoren mehr als 50 % Energiekosten sparen, wie der Hersteller betont. Eine schwenkbare Einspritzeinheit und eine zentrale Schmiermittelverteilung sollen den Wartungsaufwand deutlich reduzieren.

Neues Goldstück im Allrounder-Programm

Hinsichtlich der erkennbaren Bedürfnisse nach praxisgerecht abgestufter elektrischer Maschinentechnik auf den internationalen Märkten komme die Einführung der Baureihe Golden Electric genau zum richtigen Zeitpunkt. Aufgrund ihrer Vorteile interessieren sich immer mehr Verarbeiter für elektrische Maschinen, die Features wie Präzision, Energieeinsparung und Reproduzierbarkeit kostengünstig für Standardanwendungen kombinieren, so Arburg. Dazu bieten die neuen elektrischen Allrounder Golden Electric die passende Lösung. Zusammen mit der erfolgreichen hydraulischen Baureihe Golden Edition bilden sie die „Goldene Familie“ von Arburg.

Die bewährten Technikkomponenten der neuen Baureihe werden dem Anspruch nach Produktionseffizienz „Made by Arburg – made in Germany“ gerecht, wie es heißt. Die Allrounder Golden Electric biete ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis mittels konsequenter Standardisierung, wie etwa durch eine feste Kombination von Säulenabstand, Schließkraft und Größe der Spritzeinheit. Die neuen Maschinen gibt es in den vier Baugrößen 370, 470, 520 und 570 mit Schließkräften von 600, 1000, 1500 und 2000 kN.

Asiatischer Markt im Arburg-Visier

Mit dieser Modellreihe und den gewählten Maschinengrößen, wollen die Loßburger außerdem in den asiatischen Markt vordringen, um den sich dort tummelnden Marktbegleitern in Sachen vollelektrischer Anlagen - vorwiegend aus Nippon - ein deutsches Gegengewicht in die Waagschale zu werfen, wie im Rahmen der Eröffnungs-Pressekonferenz zu den Technologie-Tagen von den Arburg-Entscheidern angedeutet wurde.

Die Baureihe Golden Electric ist ausgelegt für Standardanwendungen in der Thermoplastverarbeitung, wie etwa der technische Spritzguss. Für Hochleistungs- und Spezialanwendungen hingegen stehen mit der elektrischen Baureihe Alldrive weiterhin High-End-Maschinen zur Verfügung, die individuell auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt werden können, wie Arburg erklärt. Die nahtlose Integration in das Produktprogramm von Arburg gelinge durch baureihenübergreifende Maschinengrößen und Abmessungen, aber auch durch die praxisorientierte Kombination von hoher Energieeffizienz und breiter Leistungscharakteristik.

Noch freier formen...

Der Freeformer verfügt jetzt über einen optimierten Bauraum, ein weiter verbessertes Austragssystem und optional über einen Materialtrockner. Auf den Arburg Technologie-Tagen 2016 zeigten drei Maschinen handelsübliche Standardgranulate, wie sie auch für das Spritzgießen eingesetzt werden. Drei unterschiedliche Funktionsbauteile werden additiv aus elastischem TPE in Kombination mit PP, aus amorphem Bio-Polyamid (PA) und aus resorbierbarem Polylactid (PLA) gefertigt. Ein weiterer Freeformer ist in eine automatisierte Industrie 4.0-Anwendung eingebunden und individualisiert Büroscheren mit einem 3D-Schriftzug aus Polypropylen (PP).

Der Freeformer ist standardmäßig mit einem über drei Achsen beweglichen Bauteilträger und zwei feststehenden Austragseinheiten ausgestattet. Die zweite Einheit lässt sich für eine zusätzliche Komponente nutzen, um etwa ein Bauteil in verschiedenen Farben, mit spezieller Haptik oder als Hart-Weich-Verbindung zu erzeugen. Clips für Wander- oder Skistöcke werden additiv aus PP in Kombination mit einem elastischen Hochleistungs-TPE (PTS-Thermoflex) gefertigt.

Individualisierung bis hin zum Implantat

Ein zweites Demonstrator-Bauteil ist ein Nussknacker aus chemisch widerstandsfähigem Bio-Polyamid (Grilamid BTR 600). Der Biokunststoff besteht zu 58 % aus erneuerbaren Ressourcen. Mithilfe von Stützstrukturen, die anschließend im warmen Wasserbad aufgelöst werden, entsteht im Seitenarm des Nussknackers eine bewegliche Kugel – als Beispiel von Funktionsintegration ohne zusätzlichen Montageaufwand.

Dass sich auf dem Freeformer prinzipiell die gleichen Materialien verarbeiten lassen wie auf einer Allrounder-Spritzgießmaschine, zeigt Arburg am Beispiel eines speziellen Polylactids (Resomer LR 708). Das medizinische PLA-Material wird langsam im Körper abgebaut und eignet sich daher besonders für Implantate. Auf den Arburg Technologie-Tagen 2016 produziert ein elektrischer Allrounder 370 A Knochen-Pins aus PLA, während ein Freeformer ebenfalls aus einem PLA-Granulat exemplarisch additiv ein individuell angepasstes Implantat für Gesichts- und Schädelknochen fertigt.

Über die additive Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien hinaus lassen sich im Zusammenspiel von additiver Fertigung, Spritzgießen und Industrie 4.0-Technologien Großserienteile kundenspezifisch individualisieren. Wie das geht, demonstriert Arburg am Beispiel von Büroscheren. In der automatisierten Fertigungslinie sind ein Allrounder und ein Freeformer über einen Sieben-Achs-Roboter verkettet. Der Freeformer trägt auf die Scheren einen individuellen 3D-Schriftzug aus PP auf. Zu erleben war das in der Effizienz-Arena, zusammen mit einer chargenspezifischen Schüttgut-Verarbeitung im Sinne von Industrie-4.0, bei der der Anwender zurückverfolgen kann, aus welcher Materialcharge sein Bauteil einst hergestellt wurde...

Die Effizient-Arena unter Volldampf

...Zum Schwerpunktthema „Industrie 4.0 – powered by Arburg“ wurden auf den Technologie-Tagen 2016 in der Effizienz-Arena das Konzept der Smart Factory in der praktischen Umsetzung sowie die Erschließung neuer Geschäftsmodelle präsentiert. Zu sehen ist zum einen eine durchgehend automatisierte Fertigungslinie für individualisierte Büroscheren. Zum anderen wird am Beispiel von Gehäusen die chargenspezifisch rückverfolgbare Schüttgut-Produktion unter Einbezug von Materialversorgung und Qualitätsmanagement vorgestellt.

„Anhand zweier Praxisbeispiele zeigen wir, wie sich mit Industrie 4.0 neue Geschäftsideen etablieren und Potenziale erschließen und ausschöpfen lassen. Die ‚Smart Factory‘ der Zukunft wird sich selbst steuern und optimieren. Das heißt, die Produktionsdaten werden nicht mehr zentral verwaltet, sondern mobil dezentral angezeigt und ausgewertet“, betont Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg, und erklärt die Vorteile, die hinter den beiden Exponaten stehen: „Bei der Fertigung von Büroscheren binden wir online getätigte Kundenwünsche direkt in die Wertschöpfungskette ein, während mit der Fertigung von chargenspezifischem Schüttgut erstmals eine durchgängige Rückverfolgbarkeit vom Serienprodukt bis zum Granulat vorgestellt wird.“

Industrie-4.0-Dreiklang

Kombiniert: Allrounder, Freeformer und Industrie 4.0

Mit automatisierten Allroundern, der zentralen Selogica-Steuerung, dem Freeformer für die additive Fertigung und IT-Lösungen wie dem Arburg Leitrechnersystem (ALS) bietet Arburg umfassende Kompetenzen in flexibel automatisierter und informationstechnisch vernetzter Produktionstechnik. Besucher der Effizienz-Arena können „live“ Büroscheren zum Unikat machen. Insgesamt lassen sich auf der Fertigungslinie acht Scherenvarianten ohne Rüsten fertigen. Dazu wählt der Besucher zunächst die gewünschte Variante und erstellt einen individuellen Schriftzug auf einem Tablet-PC. Sein Besucherausweis wird bei der Auftragserfassung gescannt, die Daten digital erfasst und direkt an die Allrounder-Spritzgießzelle weitergegeben. Die Serienfertigung startet dank der Vernetzung auftragsbezogen „on demand“:

• • Ein Schubladensystem stellt den zum Auftrag passenden Scherentyp – vorne spitz oder stumpf – bereit;

• • Für flexible und schnelle Produktwechsel arbeiten Mensch und Robot-System interaktiv. Dem Werker wird angezeigt, wo die Edelstahlklingen in den Greifer des Multilift V einzulegen sind – abhängig davon, ob eine Rechts- oder Linkshänder-Schere beauftragt ist. Entsprechend übergibt das Robot-System das Einlegeteil in die obere bzw. untere Kavität des Werkzeugs;

• • Über den Auftrag wird im Werkzeug ein Kernzug angesteuert, der die jeweilige Kavität für den Spritzgießprozess freigibt.

Ein elektrischer Allrounder 370 E spritzt nun die Kunststoffgriffe an, auf die im Anschluss ein individueller Data-Matrix (DM)-Code aufgelasert wird. Ab diesem Moment wird das Produkt selbst zum Daten- und Informationsträger und bekommt seine eigene Website. Es identifiziert sich zum einen gegenüber Maschinen und liefert Informationen für den nächsten Fertigungsschritt. Zum anderen können alle Arbeitsschritte lückenlos und fehlerfrei dokumentiert werden. Wahlweise wird bereits jetzt mit Laser ein individueller Schriftzug in 2D aufgebracht. Die Scheren werden vom Multilift V in Werkstückträger eingelegt und über ein Förderband ausgeschleust.

Über einen Sieben-Achs-Roboter ist die Spritzgießzelle mit der additiven Fertigung verkettet. Wird eine individuelle 3D-Geometrie gewünscht, veredelt ein Freeformer nun die Büroschere mit einem Schriftzug aus Polypropylen (PP).

Bevor die fertigen Scheren für die Besucher zur Abholung eingelagert werden, erfolgt im letzten Schritt eine Qualitätsprüfung und Datenarchivierung. Der Besucher kann zu einem beliebigen Zeitpunkt seine individualisierte Schere abholen. Beim erneuten Scannen seines Ausweises wird der entsprechende Lagerort angezeigt.

Das „Hirn“ der Vernetzung

Zentrale Bedeutung kommt dem Arburg Leitrechnersystem ALS zu, das die autarken Stationen vernetzt, die Produktionsdaten und Prüfergebnisse erfasst und diese an einen zentralen Webserver weiterleitet. Dort laufen alle Prozess- und Qualitätsparameter zusammen und werden archiviert. Zur Erfassung der Maschinendaten greift das ALS auf den weltweiten Standard der Echtzeit-Ethernet-Verkabelung der Maschine zurück und vernetzt die Prozesskette über das Anwendungsprotokoll OPC UA. Jeder Büroschere wird eine eigene Internetseite in der Cloud zugewiesen, die sich über den individuellen Code mit mobilen Endgeräten aufrufen lässt.

Chargenspezifische Rückverfolgbarkeit

Ein zweiter elektrischer Allrounder 370 E produziert in der Effizienz-Arena mit einem 2+2-fach-Werkzeug Gehäuse in kleineren Chargen. In diesem Praxisbeispiel sind Produktion, Materialversorgung und Qualitätsmanagement über das Leitrechnersystem vernetzt. Die einzelnen Aufträge werden mittels ALS zentral verwaltet, geplant und die einzelnen Auftragswarteschlangen übersichtlich dargestellt. In kurzen Laufzeiten werden die Gehäuse wechselnd aus einem von drei Materialien produziert. Bei jedem Auftragswechsel wird automatisch das neue Material angefordert. Gleichzeitig erhält das ALS Informationen zur aktuellen Charge. Anschließend werden die Spritzteile zu je 16 Stück in Schlauchbeutel verpackt und können dank der Vernetzung mit Produktionsdaten wie Datum, Auftragsnummer, Material und Charge bedruckt werden. Jede gekennzeichnete Charge kann durchgängig vom Serienteil bis zum Granulat rückverfolgt werden. Mit jedem Produktionsauftrag wird auch in passender Prüfvorgang gestartet und die Daten archiviert. Die Produktions- und Qualitätsdaten lassen sich online abfragen. Durch dieses Plus an Transparenz lässt sich auch die Prozesssicherheit weiter steigern. Partner dieser Anwendung sind die Firmen CAQ (Qualitätsmanagement), Koch (Materialsteuerung) und Packmat (Chargenkennzeichnung).

Das Praxisbeispiel „Büroschere“ zeigt, wie individualisierte Einzelteile wirtschaftlich gefertigt werden können. Die Online-Bestellung wirkt sich direkt auf den Fertigungsprozess aus. Damit lassen sich neue Geschäftsideen erschließen. Bei beiden Anwendungen übernimmt das Arburg Leitrechnersystem ALS die informationstechnische Vernetzung sowie die zentrale Erfassung und Archivierung aller relevanten Prozessdaten. Dies ermöglicht eine durchgängige Rückverfolgbarkeit, auch noch nach mehreren Jahren. Das ist in der Praxis wichtig, etwa für eine Just-in-time-Fertigung und sicherheitsrelevante Bauteile.

Physikalisches Schäumen schont Fasern und Systeme

Kosteneinsparung, Effizienzsteigerung, Ressourcen-schonung oder CO2-Ausstoß: Leichtbau ist in vielen Branchen ein wichtiges Zukunftsthema. „Mit einem Netzwerk aus kompetenten Partnern und in enger Kooperation mit Hochschulen entwickeln wir immer wieder neue Lösungsansätze für das Spritzgießen von Leichtbauteilen“, sagt Manuel Wöhrle, Senior Sales Manager Lightweight bei Arburg. Die Bandbreite reicht von der funktionsspezifischen Produktgestaltung über die Modifikation von Verfahren und Kunststoffen bis hin zum Multi-Material-Design.

Beim physikalischen Schäumen mit Profoam wird das Kunststoffgranulat bereits in einer Granulatschleuse zwischen Vorratsbehälter und Materialeinzug mit Treibfluid angereichert. Zum Einsatz kommt eine Plastifiziereinheit mit standardmäßiger Drei-Zonen-Schneckengeometrie. Während des Plastifizierungsvorgangs löst sich das Treibgas in der Schmelze und tritt erst mit dem Druckabbau beim Einspritzen in Form von mikrozellularen „Bläschen“ wieder aus. Die Spritzgießmaschine ist flexibel auch für andere Anwendungen nutzbar, sodass sich ohne Umrüsten kompakte Teile fertigen lassen. Weil die Schnecke außerdem keine Misch- und Scherteile für die effektive Plastifizierung benötigt (Das Gas in der Schmelze senkt außerdem die Viskosität), gelingt mit diesem Verfahren auch das Spritzgen von Granulat mit relativ langen Fasern. Egal ob Glas- oder Carbonfasern, wie es heißt.

Live zu sehen...

Auf den Technologie-Tagen 2016 produziert ein hybrider Allrounder 630 H mit 2500 kN Schließkraft in einer Zykluszeit von rund 60 s eine Handschuhkasten-Klappe aus PC/ABS für das Pkw-Interieur. Durch eine variotherme Werkzeugtemperierung lässt sich trotz Schäumtechnik eine hochglänzende Oberfläche erzeugen. Das Bauteil wurde konsequent schäumgerecht ausgelegt. Mit einer Wandstärke von nur 1,8 mm erfüllt es dieselben Anforderungen wie ein im Kompaktspritzgießen gefertigtes 2,5 mm starkes Spritzteil. Mit rund 200 g ist die Klappe daher insgesamt rund 30 % leichter als ein vergleichbares Kompaktbauteil. Daraus ergibt sich ein deutlich reduzierter Materialeinsatz.

Mittels Partikelschaum-VerbundSpritzgießen (PVSG) lassen sich zusätzliche Funktionen in ein geschäumtes Bauteil integrieren. Die Fertigungszelle kommt von Arburg, das Know-how für den Partikelschaum und seine Verarbeitung von Ruch Novaplast, die Werkzeugtechnik von Krallmann.

EPP-Teil rettet Radler vorm Verdursten

Beispielhaft wird auf den Technologie-Tagen 2016 ein EPP-Spritzteil produziert, das die Funktion eines isolierenden Fahrrad-Flaschenhalters mit integrierten Befestigungselementen hat. Das Bauteil besteht aus zwei Halbschalen, die mit einem Filmscharnier verbunden sind. Zunächst spritzt ein hydraulischer Allrounder 470 S mit 1000 kN Schließkraft an ein Vorprodukt aus expandiertem Polypropylen (EPP) stoffschlüssig ein Gewinde aus PP an. Ergebnis ist ein so genanntes „K-Fix-Mini“ Element mit genormtem Einschraubgewinde, von denen zwei Stück pro Fertigteil benötigt werden. Die Zykluszeit beträgt rund 50 s und ist an den rund 100 s dauernden Schäumvorgang angepasst. Die Handhabung übernimmt ein in die Fertigungszelle integrierter Sechs-Achs-Roboter mit Selogica-Bedienoberfläche. Im nächsten Schritt werden die zwei „K-Fix-Mini“ Elemente übernommen und in den Schäumautomaten eingelegt. Während des Schäumens entstehen die zwei EPP-Halbschalen, verbunden über ein Filmscharnier. Im Anschluss an den Schäumvorgang wird der fertige Flaschenhalter über eine Rutsche auf ein Förderband ausgeworfen und aus der Anlage ausgeschleust.

Medinzinprodukte in Reinraumqualität

„Unsere elektrische High-End-Baureihe Alldrive arbeitet äußerst präzise, schnell und emissionsarm und ist daher prädestiniert für die effiziente Fertigung medizintechnischer Artikel“, erläutert Sven Kitzlinger, anwendungstechnische Beratung Medizintechnik bei Arburg. „Neben dem Massenprodukt Pipettenspitze zeigen wir erstmals die Verarbeitung des Polylactids Resomer der Firma Evonik. Das PLA-Material wird beispielsweise in Form von „Knochen-Pins“ implantiert, übernimmt im menschlichen Körper spezielle Funktionen und löst sich von selbst auf. Damit dies nach dem dafür definierten Zeitraum geschieht, ist spritzgießtechnisch einiges zu beachten.“

Ein elektrischer Allrounder 520 A mit 1500 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit 400 verfügt über eine GMP-konform ausgeführte Schließeinheit in Edelstahl-Ausführung. Das darüber angeordnete Reinluftmodul sorgt für saubere Produktionsbedingungen. Der erhöhte Maschinenständer und die Edelstahl-Oberfläche ermöglichen eine optimale Reinigung. Die Verwendung von FDA/NSF-anerkannten Schmierstoffen und flüssigkeitsgekühlte Motoren tun ein Übriges, um Kontaminationen in den Reinraum zu vermeiden.

In einer Zykluszeit von nur rund 4,5 s fertigt die elektrische Spritzgießmaschine mit einem 64-fach-Hochleistungswerkzeug der Firma Tanner unter Reinraumbedingungen je 200 Mikroliter fassende Pipettenspitzen aus PP. Qualitätskontrolle und Robot-System kommen von der Firma Hekuma. Die je 0,35 g schweren Spritzteile werden schließlich in Trays à 96 Stück abgelegt.

Implantat Verschwindet im Körper

Ein elektrischer Allrounder 370 A mit 600 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit der Größe 70 verarbeitet ein resorbierbares Polylactid (Resomer, Firma Evonik). Eine starke Scherung bei der Aufbereitung würde das Material schädigen und zu einem frühzeitigen Abbau des Spritzteils im Körper führen. Für eine schonende Materialaufbereitung und kurze Verweilzeit, im konkreten Beispiel von 240 Sekunden, kommt daher eine spezielle 15-Millimeter-Schnecke mit verbreiterten Stegen zum Einsatz. Sie ist mit Chromnitrid (CrN) beschichtet, um eine unerwünschte Belagbildung zu verhindern. Je zwei Knochen-Pins entstehen in einer Zykluszeit von rund 23 Sekunden. Das Schussgewicht beträgt 0,7 Gramm. Für Schussgewichte unter 0,5 Gramm eignet sich alternativ das Mikrospritzmodul der Größe 5 von Arburg, mit dem bereits gute Erfahrungen in der Verarbeitung von PLA vorliegen. Das Modul kombiniert wahlweise eine 18- oder 15-Millimeter-Schnecke zum Aufschmelzen des Materials mit einer 8-Millimeter-Schnecke zum Einspritzen, sodass Standardgranulat verwendet werden kann. Die Schmelze wird kontinuierlich vom Materialeinzug bis zur Spitze der Einspritzschnecke gefördert. Damit ist das First-in-first-out-Prinzip in vollem Umfang gewährleistet und der Nachteil einer reinen Kolbeneinspritzung kompensiert.

Erfüllt exakt die Produktionsvorgaben

Gerade im Bereich Medizintechnik geht es um die exakte Erfüllung der von den OEMs und Anwendern gesetzten Vorgaben. Hier bietet das modulare Produktprogramm von Arburg eindeutige Vorteile, da Produktionszellen und Turnkey-Lösungen konfigurierbar sind und sich somit genau auf die Anforderungen der Kunden zuschneiden lassen. Hinzu kommen die verschiedenen Reinraum¬konzepte und das umfassende Know-how des Arburg-Expertenteams für den Bereich Medizintechnik und die Zusammenarbeit mit kompetenten Kooperationspartnern. Damit ist die Unterstützung der Kunden von Anfang an bis zur Inbetriebnahme der jeweiligen Anlagen vollständig gewährleistet.

MM

(ID:43939626)