Fakuma 2015: Arburg präsentiert sich als Systemlieferant

- Additive Fertigung: Freeformer individualisiert spritzgegossene Großserienteile
- Industrie 4.0: Automatisierte und vernetzte Scherenproduktion in Losgröße 1
- Innovative Verfahren: Leichtbau, LSR-Verarbeitung, Verpackungstechnik und mehr

Auf der Fakuma in Friedrichshafen vom 13. bis 17. Oktober 2015 präsentiert sich Arburg über die Maschinentechnik hinaus als Fertigungssystem-lieferant für die Kunststoffteileproduktion. In Halle A3, Stand 3101, sind acht Allrounder und drei Freeformer, das Arburg Leitrechnersystem ALS und integrierte Automation zu sehen. Produktionseffiziente Anwendungen zeigen aktuelle Branchentrends. Ein Highlight ist das Individualisieren von Großserien¬teilen durch Kombination von Spritzgießen und additiver Fertigung inklusive Vernetzung mit Industrie 4.0-Technologien. Innovative Leichtbau-Verfahren, Mehrkomponenten-Spritzgießen, LSR-Verarbeitung und Praxisbeispiele für die Medizin- und Verpackungstechnik sowie eine Mikroproduktions¬zelle runden den eigenen Messeauftritt ab. Weitere acht Allrounder sind auf Partnerständen zu sehen.

„Wir beschäftigen uns schon seit geraumer Zeit mit dem Thema Industrie 4.0. Mit automatisierten Allroundern, dem Freeformer für die additive Fertigung und IT-Lösungen entwickeln wir uns immer mehr zum Fertigungs-systemlieferanten für die vernetzte Produktion in der digitalen Fabrik“, betont Juliane Hehl, geschäftsführende Arburg-Gesellschafterin. „In Friedrichshafen werden wir praxisnah zeigen, wie sich Großserienprodukte durch industrielle additive Fertigung mit dem Freeformer individualisieren und teilespezifisch rückverfolgen lassen. Auch die anderen Exponate auf unserem Messestand, von denen jedes einzelne ein Highlight ist, werden die Besucher zum Staunen bringen.“

Kombiniert: Allrounder, Freeformer und Industrie 4.0

Auf der Fakuma sind drei Freeformer zu sehen, die werkzeuglos aus handelsüblichen Kunststoffgranulaten komplexe Bauteile industriell additiv fertigen, spritzgegossene Großserienteile individualisieren und das Thema Industrie 4.0 veranschaulichen.

Besucher des Messestands können z. B. verschiedene Büroscheren zum Unikat machen. Zunächst spritzt dazu ein elektrischer Allrounder 370 E an die Edelstahlklingen Kunststoffgriffe an, auf die im Anschluss ein eigener Code aufgelasert und wahlweise mit Laser oder Freeformer ein individueller 2D- oder 3D-Schriftzug aufgebracht wird. Ein Multilift V Robot-System legt die Scheren in Werkstückträger ein und schleust sie über ein Förderband aus der Fertigungszelle aus. Ein Scanner prüft dann, ob die Schere direkt an den Besucher ausgegeben oder in einem weiteren Schritt mit dem Freeformer ein 3D-Schriftzug aus Kunststoff additiv aufgebracht werden soll.

Als Premiere präsentiert Arburg auf der Fakuma 2015 im Zusammenspiel mit dem Freeformer erstmals eine sehr flexible Automationslösung: Ein auf einer mobilen Plattform montierter Kuka Sechs-Achs-Roboter „iiwa“ (intelligent industrial work assistant) übernimmt das automatische Be- und Entladen des Freeformers. Neben der Mobilität und damit verbundenen hohen Flexibilität liegt der Clou dieser Automation in der Möglichkeit zur direkten, autonomen Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Auf der Fakuma gibt der Roboter die fertigen, individualisierten 2D- und 3D-Scheren „eigenhändig“ an die Besucher aus.

Als zweites Praxisbeispiel für eine vernetzte Produktion veredelt ein Freeformer in Großserie spritzgegossene Lichtschalter-Wippen mit einer individuellen Symbol-Namens-Kombination. Auch hier wird das Produkt selbst durch einen aufgelaserten Code zum Informationsträger. Alle Komponenten für die vernetzte Produktion kommen aus der Hand des Systemlieferanten Arburg.

Das Arburg Leitrechnersystem ALS dokumentiert lückenlos alle relevanten Prozessparameter und leitet sie an einen Webserver weiter. Über den  individuellen Code lässt sich mit mobilen Endgeräten eine Internetseite aufrufen, die alle relevanten Prozessdaten anzeigt. Somit lässt sich jedes einzelne Teil lückenlos rückverfolgen. Über die Industrie 4.0-Anwendungen hinaus sind alle Exponate auf dem Arburg-Messestand mit ALS vernetzt. Was das für Spritzgießbetriebe optimierte Leitrechner-system bei der Maschinen- und Betriebsdatenerfassung leistet, können Besucher „live“ auf dem Stand sehen und sich von Experten beraten lassen.

Innovativ: Leichtbauverfahren Profoam

Mit einer innovativen Anwendung für die Automobil-industrie präsentiert Arburg das physikalische Schäumen von Thermoplasten. Das innovative Leichtbauverfahren Profoam wurde zusammen mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) erforscht und weiterent-wickelt. Es ermöglicht signifikante Materialeinsparungen bei Kunststoffteilen im Automobil und damit eine Reduzierung von Flottenverbrauch und CO2-Emissionen. Das Verfahren spart durch die Volumen- und Gewichtsreduktion auch Kühlzeit, minimiert das Auftreten von Einfallstellen sowie Schwindung und Verzug und erfordert keine zusätzlichen Peripheriegeräte. So können herkömmliche Spritzgießmaschinen eingesetzt und auch für andere Anwendungen genutzt werden.

Der aktuelle Entwicklungsstand von Profoam wird auf der Fakuma 2015 auf einem hydraulischen Allrounder 630 S präsentiert. Zum Einsatz kommt eine Plastifiziereinheit mit normaler Schneckengeometrie. Das Kunststoffgranulat wird bereits in einer Granulatschleuse zwischen Vorratsbehälter und Materialeinzug mit Treibfluid angereichert. Während der Plastifizierung wird das Treibgas in der Schmelze gelöst und tritt erst mit dem Druckabbau während des Einspritzvorgangs in Form von mikrozellularen „Bläschen“ wieder aus. Ergebnis ist ein leichtes, stabiles und verzugsarmes Bauteil mit homogener Schaumstruktur. Weitere Vorteile von Profoam sind die einfache Prozessführung, die materialschonende Schmelzetemperatur und die Schonung von langen Fasern bei der Schmelzeaufbereitung, da das Verfahren kein Scher- und Mischteil in der Schmelze benötigt.

Doppelt weich: Taster aus LSR/LSR-Verbindung

Ein elektrischer Zwei-Komponenten-Allrounder 470 A mit 1.000 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit der Größe 170 sowie einer in L-Stellung dazu angeordneten zweiten Einheit der Größe 30 fertigt Tasten aus Flüssigsilikon (LSR) für das Pkw-Interieur. Die Membrane des Spritzteils wird aus eingefärbten LSR der Shore-Härte 50 gefertigt, die innere Scheibe aus transparentem LSR der Shore-Härte 80. Da Silikone, anders als Thermoplaste, nicht ermüden oder vergilben, ermöglichen sie eine besonders angenehme Haptik und gleichbleibendes Lichtbild über den gesamten Lebenszyklus.

Das Exponat arbeitet mit einem 32+32-fach-Werkzeug der Firma Trelleborg und einer elektrischen Dreheinheit. Die Schussgewichte sind besonders klein und betragen nur 2,04 bzw. 0,98 Gramm. Ein vertikal eingreifendes Robot-System Multilift V entnimmt die Fertigteile aus dem Werkzeug, führt sie einer optischen Prüfung mittels Wärmebildkamera zu und legt sie kavitätenbezogen ab.

Raffiniert gefertigt: Griffe, Obstkorb und Y-Anschluss

Dass sich hydraulische, hybride und elektrische Allrounder-Spritzgießmaschinen für ein breites Einsatzspektrum eignen, wird auf der Fakuma mit branchen¬spezifischen Anwendungen demonstriert. Zum Beispiel fertigt ein hydraulischer Zwei-Komponenten-Allrounder 570 S mit 2.000 kN Schließkraft und Spritzeinheiten der Größen 400 und 170 Griffe für Gartensägen aus 40 Prozent glasfaserverstärktem PP und haptisch ansprechendem TPE. Die Maschine ist mit einer mobilen Roboterzelle komplettiert. Ein kleiner Agilus Sechs-Achs-Roboter, der auf einer weiteren Linearachse quer zur Maschine verfährt, entnimmt die fertigen Griffe, führt sie einer Tamponbedruckung zu und legt sie anschließend auf ein Förderband ab. Die flexible Automation zeichnet sich durch dynamische Bewegungen und schnelle Eingriffe ins Werkzeug aus. Daraus resultieren kurze Zykluszeiten und eine hohe Produktivität.

Speziell für die Anwendungen in der Verpackungsindustrie ist ein hybrider Allrounder 820 H in Packaging-Ausführung ausgelegt. Die Schnellläufer-Maschine mit 3.700 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit der Größe 1300 produziert in einer Zykluszeit von rund fünf Sekunden kleine Faltkörbe (175 x 175 x 85 mm) aus PP für Obst. Mit einer Automation der Firma Campetella werden IML-Labels aufgebracht. Die Obstkörbe werden je nach Anforderung zusammengefaltet oder aufgeklappt auf unterschiedlichen Förderbändern abgelegt.

Für den Bereich Medizintechnik ist ein elektrischer Allrounder 470 A mit 1.000 kN Schließkraft zu sehen, der mit einem 8-fach-Werkzeug der Firma Männer Anschlusstücke (Y-Connectoren) für die Infusionstherapie fertigt. Die Zykluszeit beträgt rund 15 Sekunden. Highlight dieser Anwendung ist das seitliche Einspritzen über eine Nadelverschluss¬düse und das Entformen der je 1,1 Gramm schweren PMMA-Spritzlinge von drei Seiten. Das Exponat verfügt über ein verlängertes Förderband mit Tunneleinhausung zur Andockung an den Reinraum. Indem die Maschine und umfangreiche Peripherie außerhalb platziert sind und nur die produzierten sauberen Teile hinein transportiert werden, kann der Reinraum sehr wirtschaftlich betrieben werden. Ein Reinluftmodul mit Ionisierung über der Schließeinheit stellt die notwendige saubere Atmosphäre (Klasse ISO 7) im laufenden Produktionsbetrieb sicher.

Speziell: Systemlösung für Mikrobauteile

Auf der Fakuma 2015 wird zudem eine Mikroproduktionszelle rund um einen elektrischen Allrounder 270 A zu sehen sein, ausgestattet mit einer neuen Mikrospritzeinheit sowie einem kompakten horizontalen Multilift H 3+1 für die zuverlässige Trennung von Mikrobauteil und Anguss. Ein Reinluftmodul mit Ionisierung sorgt für eine konstante, kontrollierte Produktionsumgebung und vermeidet wirksam das Anhaften der Mikrobauteile im Arbeitsbereich.
Die Mikrospritzeinheit ist speziell auf eine präzise Regelung kurzer Fahrwege bei gleichzeitig hoher Fülldynamik ausgelegt. Sie kombiniert wahlweise eine 18- oder 15-Millimeter-Schnecke zum Aufschmelzen des Materials mit einer 8-Millimeter-Schnecke zum Einspritzen. Dadurch lassen sich normale Granulatgrößen und damit alle gängigen Materialien ohne Probleme verarbeiten sowie kleinste Schussgewichte präzise und mit kurzen Fahrwegen realisieren.

In einer Zykluszeit von zwölf Sekunden fertigt die Mikroproduktionszelle je vier Mikrozählräder. Neun Bauteile wiegen so viel wie ein Granulatkorn des PBT-Materials. Der speziell ausgelegte Doppel-Arm-Roboter entnimmt gleichzeitig den Anguss und die filigranen 0,004 Gramm leichten Mikro-Zählräder und legt sie schonend nach Kavitäten getrennt ab.