Intelligente Lösungen für mehr Qualität und Prozesskonstanz

Die hochintegrierte Fertigungslösung für die Produktion von Nadelhaltern präsentiert sich auf der Plast komplett in Reinraumausführung. Das 16-fach-Werkzeug läuft auf einer e victory 170/80, ein viper 12 Linearroboter übernimmt das Teilehandling. (Bild: ENGEL) / At the Plast, the highly integrated manufacturing solution for the production of needle holders will be presented in a clean-room version. The 16-cavity mould is running on an e-victory 170/80, with a viper 12 linear robot handling parts. (Images: ENGEL)

Die hochintegrierte Fertigungslösung für die Produktion von Nadelhaltern präsentiert sich auf der Plast komplett in Reinraumausführung. Das 16-fach-Werkzeug läuft auf einer e victory 170/80, ein viper 12 Linearroboter übernimmt das Teilehandling. (Bild: ENGEL) / At the Plast, the highly integrated manufacturing solution for the production of needle holders will be presented in a clean-room version. The 16-cavity mould is running on an e-victory 170/80, with a viper 12 linear robot handling parts. (Images: ENGEL)

Kompakt integriert: Der Rohrverteiler findet innerhalb der Maschinenschutzverkleidung Platz. (Bild: ENGEL) / Compact integration: The pipe distributor fits in the machine's safety guard. (Image: ENGEL)

Konstante Qualität, permanente Verfügbarkeit, maximaler Output – um diese Erfolgskriterien sicher zu erfüllen, braucht es mehr als zuverlässige Maschinen. Erst das perfekte Zusammenspiel zwischen Spritzgießmaschine und Prozesstechnologie, Automation und Peripherie, Digitalisierung und Vernetzung ermöglicht es den Kunststoffverarbeitern, Effizienz- und Qualitätspotenziale vollständig auszuschöpfen und die Wettbewerbsfähigkeit kontinuierlich zu steigern. Wie dies in der Praxis aussehen kann, demonstriert der Spritzgießmaschinenbauer und Systemlöser ENGEL auf der Plast 2018 vom 29. Mai bis 1. Juni 2018 in Mailand, Italien, mit herausfordernden Spritzgießanwendungen und zahlreichen Expert Corners.

Automotive: In-mould-Coating für hochglänzende, kratzfeste Exterieur-Teile

Zur Plast 2018 bringt ENGEL die weiterentwickelte clearmelt Technologie erstmalig nach Italien. Stand das integrierte Verfahren zur äußerst effizienten Erzeugung hochwertiger Oberflächen bislang vor allem für Anwendungen im Fahrzeuginnenraum im Fokus der Automobilhersteller, produziert ENGEL auf seinem Messetand in Mailand D-Säulen für ein SUV-Modell. Auf einer ENGEL duo 2460/500 Spritzgießmaschine werden die hochglänzenden Außenverkleidungen abwechselnd in schwarz und metallic-silber gefertigt. Neben der hochwertigen Anmutung der Bauteile, punktet die clearmelt Technologie im Exterieur-Bereich vor allem mit der besonders hohen Kratzfestigkeit der Oberflächen. Im Waschstraßentest erweisen sich die Musterteile als äußerst robust.

Beim clearmelt Verfahren wird zunächst ein thermoplastischer Grundträger in der Spritzgießmaschine erzeugt und dieser in der zweiten Kavität desselben Werkzeugs mit Polyurethan veredelt. Das Verfahren lässt sich sehr einfach mit IML kombinieren, wobei sowohl dekorative und kapazitive Folien als auch Holzfurniere verarbeitet werden können. Dank In-mould-Coating liefert die clear¬melt Technologie in einem Arbeitsschritt einbaufertige Fahrzeugkomponenten, die weder lackiert noch einer anderen Nachbearbeitung unterzogen werden müssen. Die Polyurethan-Deckschicht sorgt für den hohen Glanzgrad sowie die Kratzfestigkeit. clearmelt ist aktuell das einzige Verfahren im Markt, das unterschiedliche Oberflächenstrukturen einbaufertig und kratzfest liefert. Auch geprägte Strukturen – zum Beispiel Ledernarbungen – werden exakt abgeformt.

Konnte zunächst nur farbloses Polyurethan in dieser hohen Effizienz im clearmelt Prozess verarbeitet werden, hat ENGEL Partner Hennecke (St. Augustin, Deutschland) die Isocyanat- und Farb-Verarbeitung jetzt in zwei Systeme aufgeteilt, um im schnellen Wechsel verschiedene Farben verarbeiten zu können. Mit den neuen Colourline- und Multi-Connect-Systemen von Hennecke dauert der Farbwechsel nur 15 Minuten. Dabei wird der gesamte PUR-Prozess über das CC300 Bedienpanel der ENGEL Spritzgießmaschine gesteuert.

Das hochintegrierte und vollständig automatisierte Verfahren ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit von insgesamt vier Unternehmen. Neben ENGEL und Hennecke sind Schöfer (Schwertberg, Österreich) und Votteler (Korntal-Münchingen, Deutschland) beteiligt.

Packaging: Höchste Leistungen bei maximaler Energieeffizienz

Um höchste Leistung in Verbindung mit sehr kurzen Zykluszeiten geht es beim Packaging-Exponat. Auf einer vollelektrischen ENGEL e-motion 440/160 Spritzgießmaschine werden in einem 2-fach-Werkzeug von Glaroform (Näfels, Schweiz) 500-ml-Lebensmittelcontainer produziert. Dank In-Mould-Labeling (IML) verlassen abfüllfertige Verpackungen die Fertigungszelle. Für die IML-Automation arbeitet ENGEL mit zwei Partnern aus Italien zusammen: Campetella in Montecassiano und Viappiani in Segrate.

Die konsequente Weiterentwicklung der e-motion hat diese Baureihe sehr stark im Bereich der Hochleistungsanwendungen in der Verpackungsindustrie etabliert. Die aktuelle Maschinengeneration erreicht Zykluszeiten von deutlich unter 3 Sekunden und Einspritzgeschwindigkeiten von mehr als 500 mm pro Sekunde und verbindet dabei höchste Leistung mit maximaler Energieeffizienz. Das geschlossene System für Kniehebel und Spindel stellt jederzeit eine optimale und saubere Schmierung aller bewegten Maschinenkomponenten sicher und entspricht den hohen Reinheitsanforderungen der Lebensmittelindustrie.

Medical: Maximale Integration auf minimaler Fläche

Hochintegrierte, kompakte Fertigungszellen minimieren den Anlagenfootprint und steigern die Flächenproduktivität. Im Reinraum machen sich diese Aspekte besonders bezahlt. ENGEL hat deshalb seinen Rohrverteiler aus Edelstahl für die kavitätenreine Ablage kleiner Spritzgießteile dahingehend weiterentwickelt, dass das Ablagesystem vollständig in den verbreiterten Schiebeschutz der Spritzgießmaschine passt. Auf der Plast präsentiert ENGEL die neue, extrem kompakte Lösung mit der Herstellung von Nadelhaltern für 1-ml-Sicherheitsspritzen auf einer ENGEL e-victory 170/80 Spritzgießmaschine. Ein ENGEL viper 12 Linearroboter entnimmt die filigranen Polystyrol-Teile aus dem 16-fach-Werkzeug – Hersteller ist Fostag (Stein am Rhein, Schweiz) – und übergibt sie an das Verteilersystem. Um eine Chargenrückverfolgung bis auf die Ebene einzelner Kavitäten sicherzustellen, werden die Spritzgießteile kavitätenrein in Beutel verpackt. 16 Beutel hängen dafür in einem Wagen, der direkt unter dem Rohrverteiler Platz findet. Zur Qualitätskontrolle können einzelne Schüsse ausgeschleust werden.

Für den mannlosen Reinraumbetrieb – zum Beispiel während der Nachtschicht – lassen sich zwei Wagen in Reihe takten, wobei ein Puffersystem den vollautomatischen Wechsel ermöglicht. Die gesamte Peripherie ist hierfür in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Dank der gemeinsamen Datenspeicherung kann die CC300 die Maschinen- und die Roboterbewegungen exakt aufeinander abstimmen, um die Gesamteffizienz zu optimieren. Hinzu kommen die besonders kurzen Roboterwege aufgrund der holmlosen Schließeinheit der e-victory Maschine. Beide Faktoren tragen in dieser Anwendung zu den kurzen Zykluszeiten von 6 Sekunden bei.

Die filigranen Nadelhalter, die ein Schussgewicht von lediglich 0,08 g und zudem noch unterschiedliche Wanddicken aufweisen, erfordern eine äußerst präzise Prozessführung. Da Schwankungen im Schmelzevolumen unmittelbar zu Ausschuss führen würden, kommt iQ weight control aus dem inject 4.0 Programm von ENGEL zum Einsatz. Die Software analysiert während des Einspritzvorgangs in Echtzeit den Druckverlauf und vergleicht die Messwerte mit einem Referenzzyklus. Für jeden Schuss werden das Einspritzprofil, der Umschaltpunkt sowie das Nachdruckprofil an die aktuellen Bedingungen angepasst und damit das eingespritzte Volumen über die gesamte Fertigungsdauer konstant gehalten. Auf diese Weise werden Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und im Rohmaterial ausgeglichen, noch bevor Ausschuss produziert wird.

Technical Moulding: Holmlos für hochpräzise LSR-Mehrkomponentenprozesse

Mehrkomponentenprozesse mit Flüssigsilikon (LSR) und thermoplastischen Materialien sind weiter auf dem Vormarsch. In vielen Anwendungen ermöglicht es erst der integrierte ENGEL combimelt Prozess, Thermoplast und Silikon lagesicher miteinander zu verbinden. Ein Beispiel hierfür sind Koppelkissen, die in Regensensoren zur Befestigung an der Windschutzscheibe dienen. Während der Messe werden die Zwei-Komponententeile aus PBT und LSR auf einer ENGEL victory 200H/200L/160 combi Spritzgießmaschine mit integriertem ENGEL viper 40 Linearroboter produziert. Das 4+4-fach-Werkzeug für diese Anwendungen kommt von Rico (Thalheim, Österreich).

Die Herstellung der Zwei-Komponenten-Bauteile schöpft das Effizienzpotenzial der holmlosen Schließeinheit der victory Maschine optimal aus. Die Holmlostechnik ermöglicht es, große, komplexe Werkzeuge auf vergleichsweise kleinen Maschinen zu montieren. Ein zweiter Effizienzfaktor ist die Automatisierung. Der Linearroboter kann ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen und dort sicher agieren. Drittens leistet die sehr hohe Prozesskonstanz, die die holmlose Schließeinheit konstruktiv sicherstellt, einen wesentlichen Beitrag zur hohen Gesamteffizienz. Der patentierte Force-Divider sorgt 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 den Werkzeugverschleiß reduziert und die Produktqualität steigert. Die gratarme, abfallfreie, nacharbeitsfreie und vollautomatisierte Verarbeitung von LSR ist die Voraussetzung, High-tech-Produkte aus Flüssigsilikon wirtschaftlich herzustellen.

inject 4.0: Spritzgießmaschine optimiert sich selbst

Wenn es um das Ausreizen technischer Möglichkeiten geht, weisen die Digitalisierung und Vernetzung der Spritzgießverarbeitung den Weg in die Zukunft – dies wird am Messestand von ENGEL auf der Plast 2018 einmal mehr deutlich. Sowohl anhand der Maschinenexponate als auch in zahlreichen Expert Corners präsentiert ENGEL während der vier Messetage sowohl vielfach bewährte als auch neue Produkte aus seinem inject 4.0 Programm. Die Modularität des inject 4.0 Ansatzes macht es den Kunststoffverarbeitern besonders einfach, die Chancen, die Industrie 4.0 eröffnet, auszuschöpfen. Welchen hohen Nutzen bereits einzelne Lösungen stiften, demonstriert ENGEL mit der Herstellung von inject 4.0 Logos auf einer ENGEL 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 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. 

iQ flow control, das dritte Assistenzsystem im Bunde, vernetzt die mit dem elektronischen Temperierwasserverteiler e-flomo ausgestattete Spritzgießmaschine mit den Temperiergeräten, so dass sich die Drehzahlen der Pumpen automatisch an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Die Folge ist eine höhere Energieeffizienz. Gemeinsam mit seinem Partner HB-Therm hat ENGEL dafür eine eigene Temperiergerätebaureihe mit Namen e temp entwickelt.

An den Expert Corners am Messestand geht es darüber hinaus unter anderem um das MES authenthig sowie das neue Kundenportal e-connect, das ENGEL auf der Plast erstmalig in Italien präsentiert. Ziel bei der Entwicklung war es, die Kunden noch zielgerichteter informieren, mit ihnen noch schneller in Kontakt treten und sie bei den Herausforderungen von Industrie 4.0 noch besser unterstützen zu können. Sämtliche Maschinen und Systemlösungen, die ENGEL vom ersten Auftrag an geliefert hat, sind in e-connect hinterlegt und deren aktueller Status einsehbar. Für eine maximale Übersicht kann der Anwender die individuelle Struktur seines Maschinenparks im System nachbilden und die Fertigungsanlagen auch online unterschiedlichen Hallen oder Abteilungen zuordnen. Support- und Service-Anfragen lassen sich online platzieren, was für den Anwender nicht nur komfortabel ist, sondern auch die Auftragsabwicklung beschleunigt. Unmittelbar nachdem der Kunde die Anforderung gestellt hat, wird diese automatisch an das Serviceteam geschickt, so dass ohne Zeitverlust mit der Bearbeitung gestartet werden kann.

Das neue Kundenportal unterstützt sowohl den Online-Support und die Fernwartung als auch alle weiteren Serviceprodukte aus dem inject 4.0 Programm von ENGEL, wie e connect.monitor für die zustandsbasierte, vorausschauende Instandhaltung.