Stabile Qualität zu niedrigen Stückkosten

Der freie Zugang zum Werkzeugraum der e-victory Spritzgießmaschine ermöglicht es bei der Herstellung von Pipettenspitzen, die Automatisierung besonders nah an die Schließeinheit heranzurücken. (Bild: Engel) / When producing pipette tips, the unhindered access to the mould area of the e-victory injection moulding machine allows for an especially close fitting of the automation to the clamping unit. (Picture: Engel)

Der freie Zugang zum Werkzeugraum der e-victory Spritzgießmaschine ermöglicht es bei der Herstellung von Pipettenspitzen, die Automatisierung besonders nah an die Schließeinheit heranzurücken. (Bild: Engel) / When producing pipette tips, the unhindered access to the mould area of the e-victory injection moulding machine allows for an especially close fitting of the automation to the clamping unit. (Picture: Engel)

Da die Pipettenspitzen in vollautomatisierten Analysesystemen eingesetzt werden, gilt einer reproduzierbaren Teilequalität die höchste Priorität. (Bild: Engel) / Because the pipette tips are used in fully automated analytical systems, reproducible product quality is the highest priority. (Picture: Engel)

Da die Pipettenspitzen in vollautomatisierten Analysesystemen eingesetzt werden, gilt einer reproduzierbaren Teilequalität die höchste Priorität. (Bild: Engel) / Because the pipette tips are used in fully automated analytical systems, reproducible product quality is the highest priority. (Picture: Engel)

iQ weight control gleicht Prozessschwankungen aus, noch bevor Ausschuss entsteht. Das intelligente Assistenzsystem steht sowohl für elektrische als auch hydraulische Spritzgießmaschinen zur Verfügung. (Bild: Engel) / iQ weight control compensates for process fluctuations before rejects can occur. The intelligent assistance system is available for both electric and hydraulic injection moulding machines. (Picture: Engel)

Der Messestand von ENGEL auf der Interplas 2018 vom 20. bis 23. Juni in Bangkok, Thailand, steht im Zeichen der Medizintechnik. In einer automatisierten Fertigungszelle in Reinraumausführung werden Pipettenspitzen produziert. Die anspruchsvolle Anwendung macht deutlich, wie sich mit maßgeschneiderten Systemlösungen äußerst qualitätssensible Produkte mit niedrigsten Stückkosten herstellen lassen. In Bangkok mit dabei: Die intelligenten Assistenzsysteme aus dem inject 4.0 Programm von ENGEL, die es dem Anwender einfach machen, auch ohne Spezialistenwissen eine konstant hohe Teilequalität zu erhalten.

Die Medizintechnikindustrie in Thailand entwickelt sich mit einer besonders hohen Dynamik. Ein starker Treiber dieser Entwicklung ist der Medizintourismus aus den umliegenden Ländern, der die Kapazitäten in Arztpraxen, Kliniken und bei medizinischen Dienstleistern kontinuierlich ansteigen lässt. Die Regierung unterstützt Investitionen, die dazu beitragen, Thailand zum medizinischen Hub für Asien zu entwickeln und Medizinprodukte im Land zu produzieren. Vor allem Verbrauchsartikel und Diagnostikzubehör, wie Pipettenspitzen, werden bereits vor Ort hergestellt.

Da Pipettenspitzen in vollautomatisierten Analysesystemen eingesetzt werden, gilt einer reproduzierbaren Teilequalität die höchste Priorität. Als Massenprodukt unterliegen sie gleichzeitig einem besonders hohen Kostendruck. Um einen stabilen Prozess mit einer hohen Wirtschaftlichkeit zu vereinen, schöpft die integrierte und vollständig automatisierte Fertigungszelle am Messestand von ENGEL die verschiedensten Effizienzfaktoren aus. Sie integriert auf äußerst kompakter Fläche eine holmlose ENGEL e-victory 170/80 Spritzgießmaschine mit 800 kN Schließkraft, ein 32-fach-Heißkanalpräzisionswerkzeug von Wellmei (Dongguan, China) und eine Hochgeschwindigkeitsautomatisierung von Waldorf Technik (Engen, Deutschland).

Holmlostechnik schöpft Effizienzpotenziale optimal aus

Allen voran trägt die Holmlostechnik, mit der ENGEL ein Alleinstellungsmerkmal hält, zur hohen Gesamteffizienz bei. Da keine Holme stören, lassen sich die Werkzeugaufspannplatten der ENGEL e-victory Maschine bis an den Rand vollständig ausnutzen. Auf diese Weise passen große Vielkavitätenwerkzeuge auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen, was sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten niedrig hält. Darüber hinaus ermöglicht es die Holmlostechnik, dass die Automatisierung besonders nah an die Schließeinheit heranrücken kann, um den Anlagenfootprint zu reduzieren.

Die Hochleistungsautomatisierung ist in dieser Anwendung ein weiterer Schlüssel für eine hohe Effizienz. Im Takt des Spritzgießprozesses werden jeweils 32 Pipettenspitzen aus dem Werkzeug entnommen und Gruppen von je 96 Pipettenspitzen kavitätenrein in Racks abgelegt. Alle 18 Sekunden werden 96 Pipettenspitzen aus der als Reinraum gekapselten Produktionszelle ausgeschleust.

Bereits konstruktiv stellt die holmlose e-victory Hybridmaschine, die eine hydraulische Schließ- und eine elektrische Spritzeinheit besitzt, ein sehr hohes Maß an Gutteilen sicher. Der patentierte Force Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Werkzeugaufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug in exakter Parallelität folgt und die eingeleitete Kraft gleichmäßig über die Fläche verteilt wird. Spritzseitig ist die elektrische Spritzeinheit für die sehr hohe Präzision beim Einspritzen der Kunststoffschmelze verantwortlich.

Um zudem Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und im Rohmaterial auszugleichen, kommt iQ weight control zum Einsatz. Das Assistenzsystem aus dem inject 4.0 Programm von ENGEL 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 automatisch an die aktuellen Bedingungen angepasst und damit das eingespritzte Schmelzevolumen über die gesamte Fertigungsdauer konstant gehalten. Ausschuss wird auf diese Weise proaktiv verhindert.

Um neben Automatisierungslösungen und Prozesstechnologien aus der eigenen Entwicklung weitere periphere Einheiten und Werkzeuge zu integrieren, hat sich ENGEL ein weltweites Netzwerk aus Systempartnern aufgebaut. Die Fertigungszelle für die Produktion von Pipettenspitzen ist das Ergebnis einer europäisch-asiatischen Zusammenarbeit. ENGEL, Waldorf Technik und Wellmei Mold haben ihr Know-how und ihre Erfahrung mit medizintechnischen Präzisionsartikeln gebündelt, um die Systemlösung auf die spezifischen Anforderungen der Verarbeiter in Asien zuzuschneiden. Durch die Zusammenarbeit mit lokalen Anbietern kann ENGEL auch für anspruchsvolle Anwendungen eine hohe Kosteneffizienz garantieren und die Lieferzeit für die Gesamtanlage kurz halten.

Spritzgießmaschine optimiert sich selbst

Intelligente Assistenzsysteme wie iQ weight control leisten einen wichtigen Beitrag, auch komplexe Anwendungen für den Anwender überschaubar zu halten. Da sich die Maschine mit Hilfe der Assistenzsysteme selbst optimiert, lässt sich ohne Spezialistenwissen eine konstant hohe Teilequalität sicherstellen. Während iQ weight control das eingespritzte Schmelzevolumen über den gesamten Spritzgießprozess automatisch konstant hält, berechnet iQ clamp control die Werkzeugatmung, um die optimale Schließkraft zu ermitteln und automatisch anzupassen.

iQ flow control ist das jüngste der iQ Assistenzsysteme, das die Temperiergeräte mit der Spritzgießmaschine vernetzt, um die Drehzahl der Pumpen in den Temperiergeräten bedarfsabhängig zu regeln. Die Folge ist ein deutlich reduzierter Energieverbrauch und zugleich ein stabiler Temperierprozess. iQ flow control ist in der Lage, die Temperaturdifferenz in allen Einzelkreisen aktiv zu regeln und für jeden Temperierkreis die benötigte Durchflussmenge automatisch einzustellen.

Die zunehmende Intelligenz der Maschinensteuerung ist ein wesentliches Merkmal der smart factory, die das Ziel von Industrie 4.0 beschreibt. Die systematische Nutzung von Maschinen-, Prozess- und Produktionsdaten sowie die Vernetzung von Produktionssystemen tragen dazu bei, die Produktivität, Qualität und Flexibilität der Fertigung zu steigern.