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Verpackungsspritzgießen

Schnell laufende Dünnwandanwendung auf elektrischer Maschine

| Redakteur: Josef-Martin Kraus

Dass sich elektrische Maschinen als Schnellläufer zum Spritzgießen von Verpackungsteilen eignen, zeigt der Maschinenbauer Arburg auf einer US-amerikanischen Fachmesse. Dort sollen sich die Messebesucher von der hohen Präzision, hohen reproduzierbaren Genauigkeit, Sauberkeit, Schnelligkeit und dem energiesparenden Maschinenbetrieb überzeugen, heißt es in einer Mitteilung des Unternehmens.

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Auf der elektrischen 1000-kN-Maschine Allrounder 420 A werden Becher in einem 2-Kavitäten-Werkzeug mit 2 s Zykluszeit spritzgegossen.
Auf der elektrischen 1000-kN-Maschine Allrounder 420 A werden Becher in einem 2-Kavitäten-Werkzeug mit 2 s Zykluszeit spritzgegossen.
( Archiv: Vogel Business Media )

Das große Potenzial der elektrischen Spritzgießmaschinenreihe Allrounder A präsentiert Arburg während der US-amerikanischen Fachmesse Plastec West, die vom 13. bis 15. Februar 2007 in Los Angeles/Anaheim stattfindet. Demonstriert wird die Leistungsfähigkeit der Baureihe auf der Maschinenausführung Allrounder 420 A 1000-400 (110 US-tons) anhand der Herstellung von Kunststoffbechern in einem 2-Kavitäten-Werkzeug, Dadurch sollen sich die Messebesucher überzeugen können, wie präzise schnell laufende Dünnwandanwendungen auf diesen Maschinen „gefahren“ werden können.

Zwei Becher in 2 s gespritzt

In einer Zykluszeit von 2 s werden die beiden Becher gespritzt und danach von einem Robot-System des Automatisierungsspezialisten Waldorf entnommen und am Ende über ein Förderband abtransportiert. Die Schnelllaufmaschine hat 420 mm lichten Säulenabstand, 1000 kN (110 US-tons) Schließkraft und ein Spritzaggregat der Größe 400 (8,2 oz). Die Becher werden aus Polypropylen gespritzt. Das Schussgewicht für beide Becher liegt bei 16,4 g (0,58 oz). Die Maschine hat zusätzlich zu den pneumatisch betätigten Nadelverschlussdüsen für das angusslose Spritzgießen auch einen pneumatischen Auswerfer zur schnellen Teileentformung.

Als Leistungsmerkmale der elektrischen Maschinenreihe wird eine hohe Präzision, hohe reproduzierbare Genauigkeit, Sauberkeit, Schnelligkeit und ein energiesparsamer Maschinenbetrieb hervorgehoben. Aufgrund des rein elektrischen Antriebkonzepts sei sie für das Spritzgießen medizintechnischer Teile genauso gut geeignet, wie für Anwendungen in der Lebensmittel-, Verpackungs- und Automobilindustrie.

Alldrive-Prinzip als Basis

Grundlage der Maschinenreihe für eine wirtschaftliche Produktion ist das Alldrive-Prinzip. So sorgt eine elektrisch angetriebene geschwindigkeitsoptimierter 5-Punkt-Kniehebel-Werkzeugschließeinheit, der direkt über eine Planeten-Gewindespindel bewegt wird, laut Arburg für hohe Positioniergenauigkeit und schnelle Fahrbewegungen. Die bewegliche Werkzeugplatte sei über Führungselemente hoch präzise auf dem Maschinenständer gelagert, der Antriebsmotor flüssigkeitsgekühlt. Die Zentralschmierung des Kniehebels und der Gewindespindel des Antriebs erfolgt automatisch, wobei die Schmierintervalle je nach Leistung von der Maschinensteuerung selbsttätig berechnet werden.

Weil Präzision und Reproduzierbarkeit der Spritzteile maßgeblich von den Bewegungsachsen „Einspritzen“ und „Dosieren“ abhängen, werden die Achsen von einem unabhängigen elektrischen Servomotor und Getriebeuntersetzung verfahren. Beim Einspritzen wird laut Arburg aufgrund der hohen Positioniergenauigkeit und der hohen Dynamik in Verbindung mit der Lageregelung der Schneckenbewegung eine sehr gute Reproduzierbarkeit garantiert.

Der servoelektrische Direktantrieb wirkt sich nach Angaben des Maschinenbauers positiv auf die Genauigkeit beim Dosieren aus und reduziert aufgrund des hohen Gesamtwirkungsgrads auch den Energiebedarf. Das zeitgleich zu anderen Maschinenbewegungen ablaufende Dosieren reduziere die Zykluszeiten und verbessere die Schmelzequalität. Die Spindeln und Gewinde werden permanent über eine zentrale Kühl-Schmier-Einheit geschmiert. Damit sei das Spritzaggregat wartungsfrei auf maximale Lebensdauer ausgelegt.

Fünf Maschinengrößen in Modulbauweise

Die elektrische Maschinenreihe Allrounder A wird in fünf modularen Baugrößen mit Schließkräften von 500 und 2000 kN (55 bis 220 US-tons) gefertigt. Alle Funktionen der Maschine wie „Werkzeug öffnen und schließen“, „Einspritzen“ oder „Dosieren“, aber auch „Auswerfen“, „Fahren der Düse“ und „Werkzeugfunktionen“ sind grundsätzlich mit elektrischen Antrieben ausgestattet. Die Antriebe sind lage- sowie positionsgeregelt, arbeiten unabhängig voneinander und ermöglichen laut Arburg eine Reduktion der Zykluszeiten. Ein wichtiger Vorteil der Direktantriebe in Kombination mit der Flüssigkeitskühlung sei eine uneingeschränkte Anwendung in der Reinraumfertigung.

Die standardmäßig elektrischen Achsen lassen sich modular auch mit hydraulischen Nebenachsen – zum Beispiel für integrierte Kernzüge – kombinieren, was nach Angaben des Maschinenbauers einen exakten, anforderungsgerechten Aufbau der Maschinen ermöglicht.

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