Messevorschau Plastimagen : Schaumspritzgießen und Verarbeitung von Flüssigsilikon

„Wir laden die Messerbesucher ein, an unserem Stand unsere Produkte für die smart factory kennenzulernen und selbst auszuprobieren, welchen großen Effekt bereits einzelne kleinere Lösungen haben können“, kündigt Walter Jungwirth, Geschäftsführer von Engel de Mexico in Querétaro, im Vorfeld der Kunststoffmesse an. Durch die Vernetzung von Produktionssystemen, die systematische Nutzung von Maschinen-, Prozess- und Produktionsdaten und den Einsatz intelligenter Assistenzsysteme optimieren sich die Fertigungsprozesse in der smart factory kontinuierlich selbst. Als Folge steigen die Produktivität und Qualität der Fertigung, und zugleich können die Verarbeiter sehr flexibel auf die sich immer schneller verändernden Anforderungen reagieren.

Engel hat früh auf den Industrie-4.0-Trend gesetzt und bietet bereits heute unter dem Namen inject 4.0 eine ganze Reihe an ausgereiften und in der Praxis vielfach bewährten Produkten und Dienstleistungen für alle Bereiche der smart factory – smart machine, smart service und smart production – an. Alle Produkte stiften sowohl einzeln als auch im Rahmen einer übergeordneten Digitalisierungsstrategie einen hohen Nutzen. Mit diesem modularen Ansatz macht Engel den Einstieg in die Digitalisierung und Vernetzung besonders einfach.

Werden die Fertigungszellen durch die zunehmende Prozessintegration und Automatisierung immer komplexer, muss ihre Steuerung und Kontrolle umso einfacher und intuitiver werden. Sich selbst adaptierende Assistenzsysteme tragen hierzu entscheidend bei. Sie steigern die Prozesskonstanz und Qualität, ohne dass sich der Maschinenbediener zusätzliches Spezialwissen aneignen muss.

Um die Wirkungsweise dieser Lösungen anschaulich zu demonstrieren, produziert Engel während der vier Messetage auf seinem Stand inject 4.0 Logos auf einer e‑motion 80 TL Spritzgießmaschine. In der CC300 Steuerung der Maschine können schwankende Prozessbedingungen simuliert werden, um das automatische Nachregeln durch die intelligenten Assistenzsysteme auf dem Display der Maschine live zu verfolgen. Während iQ weight control das eingespritzte Schmelzevolumen über den gesamten Spritzgießprozess konstant hält, berechnet iQ clamp control die Werkzeugatmung, um die optimale Schließkraft zu ermitteln und automatisch anzupassen. Abweichungen von den Sollwerten werden noch im selben Schuss erkannt und ausgeglichen, so dass kein Ausschuss produziert wird.

iQ flow control, das dritte auf der Plastimagen präsentierte Assistenzsystem, vernetzt die mit einem elektronischen Temperierwasserverteiler vom Typ e‑flomo ausgestattete Spritzgießmaschine mit dem Temperiergerät, so dass sich die Drehzahl der Pumpe automatisch an den tatsächlichen Bedarf anpasst. Die Folge ist eine höhere Energieeffizienz. Gemeinsam mit seinem Partner HB-Therm hat Engel dafür eine eigene Temperiergerätebaureihe mit Namen e-temp entwickelt.

In mehreren Expert Corners können die Messebesucher das Thema inject 4.0 weiter vertiefen. Unter anderem geht es dort um das Online-Support- und Fernwartungstool e-connect.24 sowie das MES authentig, über das alle Maschinen am Messestand vernetzt sein werden. Das Manufacturing Execution System wurde gezielt für die Spritzgießindustrie entwickelt und erreicht deshalb eine besonders tiefe vertikale Datenintegration bis auf die Ebene einzelner Kavitäten. authentig schafft Transparenz, um zum Beispiel die insgesamt zur Verfügung stehende Kapazität eines Maschinenparks optimal auszulasten oder um Produktivitätskennzahlen mit wirtschaftlichen Zielen zu korrelieren.

Das MES ist modular aufgebaut und lässt sich so an die individuellen Anforderungen des Verarbeiters exakt anpassen. „Energy“, so heißt das jüngste der authentig Module. Es macht nicht nur die Energieverbräuche der einzelnen Abnehmer im Spritzgießbetrieb transparent, sondern kappt darüber hinaus zuverlässig Leistungsspitzen im Strombedarf. Möglich ist dies, indem für jeden einzelnen Verbraucher situationsbezogene Verbrauchslimits definiert und die vorgegebenen Strommengen dann dynamisch den Verbrauchern zugeteilt werden. Dieses intelligente Hallenmanagement kann dazu beitragen, die Energiekosten für den Maschinenpark deutlich zu reduzieren.

Im Ausstellungsbereich Automotive am Engel Messestand steht das MuCell Schaumspritzgießen im Mittelpunkt. „MuCell bietet die Chance, ressourceneffizienten Leichtbau mit einer hohen Kosteneffizienz und herausragenden Bauteileigenschaften zu vereinen“, betont Jungwirth. „Diese Kombination sorgt dafür, dass das Verfahren weiter rapide an Bedeutung gewinnt.“ Auf einer Engel duo 2460/500 Spritzgießmaschine wird Engel während der Messe Komponenten von Kühlradiatoren für den Einsatz im Pkw im MuCell Prozess produzieren.

Beim physikalischen Schäumen wird während des Plastifizierens Stickstoff als Treibmittel in die Kunststoffschmelze injiziert und homogen verteilt. Nach dem Einspritzen in die Form geht das Gas wieder aus der Schmelze und bildet eine feinzellige Schaumstruktur. Auf diese Weise wird im Vergleich zum Standardspritzgießprozess deutlich weniger Material benötigt und das Bauteilgewicht sinkt. Gleichzeitig weisen mittels MuCell produzierte Bauteile weder Verzug noch Einfallstellen auf.

MuCell ist eine Marke des Unternehmens Trexel mit Sitz in Wilmington, USA. Als Systemanbieter übernimmt Engel für seine Kunden den Import der MuCell-Einheiten sowie die steuerungs- und sicherheitstechnische Integration in die Spritzgießmaschine, was die Implementierung der Technologie besonders einfach macht.

Gratarm, abfallfrei, nacharbeitsfrei und vollautomatisiert – so lauten die zentralen Anforderungen, um anspruchsvolle Bauteile aus Flüssigsilikon im Spritzguss wirtschaftlich zu produzieren. Wie sich dies in der Praxis umsetzen lässt, demonstriert Engel auf der Plastimagen mit der Herstellung von Untersetzern auf einer hydraulischen victory 200/120 Spritzgießmaschine in einem 4-fach-Werkzeug. Aufgrund ihrer holmlosen Schließeinheit bietet die victory für viele Anwendungen mit Flüssigsilikon Vorteile. So sorgt zum Beispiel der patentierte Force-Divider dafür, dass die bewegliche Aufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die Schließkraft gleichmäßig über die Aufspannfläche verteilt wird. Auf diese Weise werden sowohl die außen- als auch die innenliegenden Kavitäten mit exakt gleicher Kraft zugehalten, was eine gleichmäßige Stauchung des Werkzeugs sicherstellt und zu einer konstant hohen Teilequalität führt.

Weitere Vorteile der barrierefreien Schließeinheit sind schnelle Rüstprozesse, optimale Automatisierungskonzepte und besonders kompakte Fertigungszellen. Da keine Holme stören, lassen sich die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen, so dass auch große, sperrige Werkzeuge auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen passen. Dies reduziert zum Beispiel bei Mehrkomponentenanwendungen oder dem Einsatz von Vielkavitätenwerkzeugen den Anlagenfootprint.