Engel auf der Fakuma 2018 Variantenreiches aus Kunststoff flexibel spritzgießen

Redakteur: Peter Königsreuther

Wie der Fakuma-Aussteller Engel erklärt, driften die Anforderungen vieler Schlüsselbranchen in Richtung sinkender Loßgrößen aufgrund der steigenden Vielfalt der Designs. Engel zeige mit drei Premieren, wie man diesem Trend spritzgießtechnisch wirtschaftlich begegnen könne.

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Zur Fakuma 2018 präsentiert Engel, wie es heißt, gleich drei Premieren. Eine davon ist diese hochintegrierte Fertigungszelle mit Platzsparfaktor für die wirtschaftliche Variantenproduktion von Bauteilen, wie Engel sagt. Alle Prozesseinheiten seien in der Zelle enthalten. Zur Fakuma würden damit zweiteilige Messschieber aus ABS gefertigt. Zu den integrierten Highlights gehöre eine holmlose elektrische Spritzgießmaschine des Typs e-motion TL mit 1200 kN Schließkraft. Halle 5 am Stand 5204.
Zur Fakuma 2018 präsentiert Engel, wie es heißt, gleich drei Premieren. Eine davon ist diese hochintegrierte Fertigungszelle mit Platzsparfaktor für die wirtschaftliche Variantenproduktion von Bauteilen, wie Engel sagt. Alle Prozesseinheiten seien in der Zelle enthalten. Zur Fakuma würden damit zweiteilige Messschieber aus ABS gefertigt. Zu den integrierten Highlights gehöre eine holmlose elektrische Spritzgießmaschine des Typs e-motion TL mit 1200 kN Schließkraft. Halle 5 am Stand 5204.
(Bild: Engel)

Ein Highlight und gleichzeitig zum ersten Mal zu sehen, ist eine, wie es heißt, hochintegrierte, kompakte Fertigungszelle, deren Domäne es ist, die Spritzgießfertigung mit voll automatisiertem Wechsel der Bauteilvarianten zu erledigen. Zum ersten Mal werde eine vollständig automatisierte Anlage für den sehr schnellen Wechsel von Werkzeugeinsätzen präsentiert. Gleichzeitig stellt sich die neue Baugröße 120 der elektrischen und holmlosen e-motion TL Baureihe mit einer Schließkraft von 1200 kN dem Messebesucher vor. Und drittens wartet der elektronische Temperierwasserverteiler e-flomo mit einem erweiterten Funktionsumfang auf, wie Engel sagt.

In einer Minute zur nächsten i.O.-Produktvariante

Stückzahlen kleiner 1000, heißt es, stellen beim Spritzgießen eine besondere Herausforderung dar. Um auch viele Varianten eines Produkts wirtschaftlich abbilden zu können, kommen sogenannte Vielfachwerkzeuge mit Wechseleinsätzen. Auf der Fakuma gehe Engel gemeinsam mit Braunform aus Bahlingen und weiteren Systempartnern aber noch einen Schritt weiter: Die dort präsentierte Anlage ermöglicht einen vollautomatisierten Wechsel der Werkzeugeinsätze in nur einer Minute. Die neue Engel-Spritzgießmaschine e-motion 170/120 TL habe man dafür mit einem Werkzeug inklusive der von Braunform patentierten Schnellwechselmechanik ausgerüstet.

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Um das Potenzial dieser Konstellation anschaulich zu demonstrieren, werden die beiden geometrisch unterschiedlichen Komponenten eines zweiteiligen ABS-Messschiebers im schnellen Wechsel nacheinander hergestellt, erklärt der Aussteller. Bereits nach drei Schuss melde die Spritzgießmaschine dem integrierten Engel-easix Knickarmroboter, dass das Los erfüllt sei und entriegle daraufhin die Werkzeugeinsätze. Der Roboter entnimmt zunächst das zuletzt produzierte Bauteil, so Engel, wechselt dann den Greifer und tauscht die Werkzeugeinsätze aus. Von Gutteil zu Gutteil dauere dieser Prozess eben nur eine Minute. Die Kommunikation zwischen Spritzgießmaschine und Peripherie erfolgt über „authentig“, das MES der Engel-Tochter TIG. Die Software stelle der Maschine und dem Roboter jeweils die Teiledatensätze bereit.

Minimaler Ausschuss durch 4.0-Assistenten-Trio

Zu den Herausforderungen dieser Anwendung gehör laut Engel auch, dass die beiden Bauteile sehr unterschiedlich schwer sind. Um nach dem Umrüsten aber dennoch gleich mit dem ersten Schuss ein Gutteil zu produzieren, optimiere sich die Spritzgießmaschine mithilfe von drei intelligenten Assistenzsystemen aus dem inject-4.0-Programm des Ausstellers kontinuierlich selbst. Während iQ weight control für jeden einzelnen Schuss das Schmelzevolumen nachjustiert, ermittelt iQ clamp control die optimale Schließkraft und stellt diese automatisch ein, erklärt Engel. iQ flow control – das dritte Assistenzsystem im Bunde – regelt auf Basis der von e-flomo ermittelten Messwerte die Temperaturdifferenzen im Kühlwasserverteilerkreis automatisch aus und passt, wie es weiter heißt, dabei die Pumpenleistung in den e-temp-Temperiergaräten an die aktuellen Prozessbedingungen an.

Der elektronische Temperierwasserverteiler e-flomo leiste seinerseits noch einen weiteren Beitrag zu den kurzen Rüstzeiten: Durch das automatisierte, sequentielle Ausblasen der Verteilerkreise im Werkzeug wird laut Engel sichergestellt, dass Wasser und gegebenenfalls in den Temperierkanälen vorhandener Schmutz, vor der Entnahme des Werkzeugs beziehungsweise des Werkzeugeinsatzes, vollständig entfernt werden. Beim Einbau schließlich, sorge diese neue Funktion dafür, dass die Temperierkanäle optimal entlüftet würden. Der automatisierte Prozess spart im Hinblick aufs herkömmliche manuelle Ausblasen außerdem immens Zeit und verlängert die Wartungsintervalle, ergänzt Engel. Weil beim manuellen Ausblasen oft nicht alle Kanäle gleichmäßig von der Druckluft durchströmt würden, bleibe meist noch Restwasser im System wodurch die Temperierkanäle allmählich korrodierten. Dieses Risiko wird durch die Automatisierung ausgeschlossen, so Engel.

Auch das klappt mit Engel-Systemen:

Alle Fertigungssystem sind kompakt in der Zelle implementiert

Für Staunen auf der Fakuma soll der extrem kompakte Aufbau der Fertigungszelle sorgen, in deren Zentrum der easix-Roboter agiere. Letzterer ist für das komplette Handling der Werkzeugeinsätze und Bauteile, das Kennzeichnen der Spritzgießteile und deren Montage sowie für das Ausschleusen der fertigen ABS-Messschieber verantwortlich, wie Engel beschreibt. Die Spritzgießmaschine, der „Bahnhof“ für die Greifer und Werkzeugeinsätze, der Laserprinter, die Montagevorrichtung und die Fördereinheit sind zu diesem Zweck sternförmig um den Roboter herum angeordnet, heißt es.

Aber zu dieser eindruckvoll-platzsparenden Anordnung der einzelnen Komponenten tragen vor allem zwei Faktoren bei, wie Engel anmerkt: Zum einen die frei definierbaren Sperrräume des easix-Roboters und zum anderen die holmlose Schließeinheit der e-motion TL-Spritzgießmaschine. Der barrierefreie Zugang zum Werkzeugraum ermögliche es, dass der Roboter ohne Bewegungseinschränkungen sehr nah an die Schließeinheit heranrücken könne.

Mit der voll automatisierten Fertigungszelle wollen die Systempartner Engel und Braunform Anwender ansprechen, die sich einander ähnelnde Artikel in jeweils kleinen Stückzahlen oder in einer hohe Variantenvielfalt fertigen wollen. Typische Produkte sind Gebrauchsgüter, wie Schreibgeräte, technische Teile in den Bereichen Automobil und Elektrotechnik, aber auch etliche medizintechnischen Produkte könnten damit wirtschaftlich gefertigt werden, sagt Engel.

Die größte elektrische TL-Spritzgießmaschine gibt sich die Ehre

Die neue e-motion 120 TL ist mit einer Schließkraft von 1200 kN die größte Maschine ihrer Baureihe, wie Engel betont. Mit der Erweiterung nach oben habe der Maschinenbauer den Trend zum stärkeren Einsatz von Vielkavitätenwerkzeugen im Blick. Weil bei dieser Bauart keine Holme stören, lassen sich die Werkzeugaufspannflächen vollständig ausnutzen, so dass große Werkzeuge auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen passen, wie es heißt. Auch wenn es ums Spritzgießen geometrisch komplexer Bauteilen geht, die im Werkzeug Kernzüge und Schieber erfordern, spielt die holmlose Spritzgießmaschine ihre Vorteile aus, sagt Engel. Es bestimmten folglich nicht länger die Werkzeugmaße über nötige die Maschinengröße, sondern die tatsächlich benötigte Schließkraft. Sowohl bei der Neuinvestition als auch im laufenden Betrieb spare das Kosten ein.

Um eine lange Lebensdauer des Werkzeugs und eine konstant hohe Produktqualität zu garantieren, hat Engel seine elektrischen und holmlosen Hochleistungsmaschinen mit einer, wie es heißt, hochsensiblen Plattenparallelitäts-Einstellung ausgerüstet. Maschinen dieser Baureihe fänden sich etwa bei der Produktion kleinster Präzisionsteile in der Elektronik- und Medizintechnikindustrie.

Auch die Besucher dürften „von der Rolle“ sein

Mit der Weiterentwicklung seiner Foilmelt-Technologie zeigt Engel außerdem eine Rolle-zu-Rolle-IMD-Anwendung (In Mould Decoration) mit einer, wie Engel betont, bisher nicht dagewesenen Flexibilität. Die gemeinsame Entwicklung der Systempartner Engel, Leonhard Kurz aus Fürth, Schöfer (Österreich) und Isosport Verbundbauteile (Österreich) ermögliche es im schnellen Wechsel die unterschiedlichsten Oberflächensysteme im One-Step-Prozess von Rolle zu Rolle im Werkzeug per Vakuum zu formen, zu hinterspritzen und danach auszustanzen.

Bemerkenswert soll das breite Spektrum an möglichen Materialkombinationen sein. Von der Rolle lassen sich, wie Engel erklärt, sowohl mehrschichtige Foliensysteme mit Lackoberfläche als auch strukturierte, hinterleuchtbare oder offenporige Systeme (Holz), und darüber hinaus mit kapazitiver Elektronik funktionalisierte Folien verarbeiten. Zum Hinterspritzen komme außer den typischen Materialien wie ABS, PC oder PC/ABS auch PP in Frage. Für einen Wechsel des Dekors, der Struktur und der Funktionalität müsse lediglich die Rolle, nicht aber das Werkzeug getauscht werden.

Mit der Herstellung unterschiedlich dekorierter, dreidimensional komplexer Musterteile auf einer Spritzgießmaschine des Typs duo 1060/350 samt integriertem viper-20-Linearroboter, demonstriere man vor Ort die hohe Flexibilität des serienreifen Verfahrens. Als Zielgruppe hat Engel unter anderem die Hersteller von Sichtkomponenten für den Autoinnenraum, die Teletronik- und die Weißwarenindustrie im Visier.

Modulare Schutzumwandung fürs automatisierte Spritzgießen

Als weitere Neuheit erlaube es die Foilmelt-Fertigungszelle, die übrigens ab Januar 2019 für Kundenversuche am Engel-Standort Schwertberg parat stehe, auch, sich einen praxisorientierten Eindruck über die neu entwickelte Schutzumwehrung nach EN ISO 14120, die ab Oktober für alle automatisierten Spritzgießmaschinen und integrierten Systemlösungen verfügbar sei, zu holen. Auch bei dieser Idee habe eine hohe Flexibilität in Verbindung mit einer hohen Wirtschaftlichkeit im Mittelpunkt gestanden. Das modulare Konzept ermöglicht eine besonders einfache Konfiguration und eine ebenso leichte Montage der Schutzumhausung, so Engel. Die umfangreiche Auswahl an Schutz-Paneelen und Funktionselementen, wie Durchbrüche, Dreh- und Schiebetüren, erlauben es, wie es heißt, auch individuelle Layouts kosteneffizient umzusetzen.

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