Engel: Integrierte Lösungen für hohe Ansprüche

„More colours. More Integration.“ – diese beiden Schlagworte sollen beim Messeauftritt des österreichischen Spritzgießmaschinenbauers für ein Höchstmaß an Prozessintegration stehen, für die Mehrkomponententechnik ebenso wie für Insertverfahren oder die Oberflächendekoration.

„More energy efficiency“: Von hydraulischen Maschinen mit Servohydraulik über Hybridmaschinen bis zu vollelektrischen Maschinen präsentiert man auf der Fakuma verschiedene Antriebskonzepte, die auf spezifische Anforderungen der Branchen Automobil, Teletronics, Medical, Technical Moulding und Packaging zugeschnitten sind.

Knopf- und schalterloses Cockpit

Die Vision eines automobilen Fahrzeuginnenraums ohne Knöpfe und Schalter ist durch die Verfügbarkeit entsprechender Fertigungstechnologien in greifbare Nähe gerückt. Die clearmelt-Technologie und die Integration einer kapazitiven Folie mittels Inmould-Labeling machen dies möglich.

Während der Fakuma will Engel solche futuristischen Mittelkonsolen auf einer duo 350 – ausgestattet mit der Servohydraulik ecodrive – herstellen. Zum ersten Mal soll hier diese neue Maschinenbaugröße ausgestellt werden. Mit Hilfe der Wendeplattentechnik wird der Mittelkonsolen-Grundträger aus PC/ABS gespritzt, während auf der zweiten Werkzeugseite gleichzeitig der im vorherigen Zyklus hergestellte Vorspritzling mit Polyurethan überzogen wird. Dieser Prozess basiert auf dem combi M-Verfahren, wobei statt einer zweiten Spritzeinheit die Polyurethananlage mit dem Werkzeug verbunden ist. Die Folie wird vor dem Spritzen der ersten Komponente ins Werkzeug eingelegt. Zwei viper Linearroboter übernehmen das Handling. Die Polyurethanschicht erfüllt im clearmelt Verfahren mehrere Funktionen gleichzeitig. Im Vordergrund steht der Schutz der hochwertigen Bauteiloberfläche vor chemischen und mechanischen Angriffen. Ein wichtiger Nebeneffekt ist der hohe Glanzgrad der Beschichtung und der erzielbare Tiefeneffekt, der für einen noch edleren Eindruck sorgt.

Engel realisiert dieses Messeexponat gemeinsam mit einem Team von Systempartnern. Werkzeugbauer ist Schöfer, Schwertberg/Österreich; exklusiver Projektpartner für die Polyurethantechnologie ist Hennecke, Sankt Augustin; die Funktionsfolien werden von plastic electronic, Linz/Österreich, geliefert und seitens der Applikation unterstützt Magna Exterior & Interior Systems, München das Projekt.

Ecodrive
Engel bezeichnet sich selbst als Vorreiter der energieeffizienten Antriebstechnik und hat mit der Servohydraulik ecodrive, die für alle hydraulischen Maschinen aus dem Produktprogramm erhältlich ist, nach eigenen Angaben Maßstäbe gesetzt. Je nach Maschinentyp und Anwendung sparen mit ecodrive ausgestattete Maschinen bis zu 70 % Energie im Vergleich zu herkömmlichen hydraulischen Maschinen und erreichen so Verbrauchswerte, die sich mit denen vollelektrischer Maschinen messen können.

Integration von Mehrachsrobotern
Für Spritzgießer in den Branchen Telekommunikation und Elektronik zeigt man eine e-insert Maschine, die elektrifizierte Variante der vertikalen insert Maschinen mit servoelektrischem Drehtisch und vollelektrischer Spritzeinheit. Der Schließprozess sowie das Auswerfen erfolgen über die Servohydraulik ecodrive.

Auf einer e-insert 310V/100 werden in einem 4-fach-Werkzeug Sensorgehäuse für die Steuerungselektronik aus glasfaserverstärktem PA mit Metalleinlegeteilen gefertigt – eine Anwendung, die eine besonders hohe Präzision erfordert. Diese Anforderung wird zum einen durch das elektrische Spritzaggregat erfüllt, das beim Umspritzen der Einlegeteile eine hohe Präzision gewährleistet, und zum anderen sichert der servoelektrisch angetriebene Drehtisch eine hohe Positioniergenauigkeit bei kurzen Drehzeiten.

Die e-insert wurde erstmalig auf der K 2010 vorgestellt. Neu hinzugekommen sind seither zwei Software-Tools zur Verkürzung der Zykluszeit.

Ein weiteres Highlight dieser Fertigungszelle ist die Automatisierung. Die Sensorgehäuse werden von einem Stäubli-6-Achs-Roboter entformt, dessen Steuerung ohne Euromap 67-Schnittstelle vollständig in die CC 200-Steuerung der Spritzgießmaschine integriert ist.

Prozessschritte und Rohmaterial in Medizinanwendungen einsparen
Auch das Exponat der Business Unit medical ist mit einem integrierten Stäubli-6-Achs-Roboter – Typ TX 90 – ausgestattet. Auf einer vollelektrischen emotion 200/100 T Spritzgießmaschine werden Einwegkanülen für Insulinpens hergestellt. Die Fertigung erfolgt in einem Prozessschritt – ein Novum gegenüber dem herkömmlichen mehrstufigen Verfahren, bei dem zunächst die Nadelhalter im Spritzguss gefertigt und die Kanülen später eingeklebt werden. Um einen kompletten Arbeitsschritt sowie den Klebstoff einzusparen, werden in der vorgestellten Lösung die Kanülen vom Mehrachsroboter aus dem Magazin entnommen, in das 3-fach-Pilotwerkzeug von Zahoransky eingelegt, mit PP umspritzt und die Fertigteile ebenfalls vom Mehrachser entnommen.

Die vollelektrische Spritzgießmaschinenserie e-motion ist mit ihren gekapselten Antrieben, abgedichtetem Kniehebel, glatten Oberflächen und ihrem gekapselten Massezylinder prädestiniert für den Einsatz im Reinraum.

Platzsparend automatisieren
Dass die Automatisierung nicht zwangsläufig zusätzlichen Platz beanspruchen muss, will man mit einem Exponat der Business Unit technical moulding beweisen. Auf einer victory 330H/200V/120 combi werden Flaschenöffner im 2K-Spritzguss mit Inmould-Labeling und in Inserttechnik hergestellt.

Ein Linearroboter vom Typ viper 12 legt sowohl das Metallteil als auch die Dekorfolie ins Werkzeug – Hersteller ist FKT – ein. Im ersten Schritt wird der Grundkörper des Flaschenöffners aus PC gespritzt. In einem zweiten Schritt erhält der Rand für eine bessere Griffigkeit einen Abschluss aus TPE.

Aufgrund der Holmlos-Bauweise der victory Maschinen kann der Roboter von der Seite aus in den Werkzeugraum greifen, was eine Automatisierung auf besonders engem Raum ermöglicht. Sowohl der Roboter als auch die Magazine für die Metalleinleger und die Folien befinden sich innerhalb der Schutzumwehrung der Maschine.

Platzsparend wirkt sich zudem aus, dass durch die holmlose Maschinenkonstruktion in der Regel kleinere Spritzgießmaschinen eingesetzt werden können, als dies die Werkzeuggröße üblicherweise erfordern würde. Gerade bei Mehrkomponenten-Anwendungen sind die Werkzeuge relativ groß, wobei wegen der eher kleinen projizierten Teileflächen nur eine vergleichsweise geringe Schließkraft benötigt wird. Arbeitet die Schließeinheit ohne Holme, kann das Werkzeug über die Grenzen der Aufspannplatten hinaus ragen.

Präzision und kurze Zykluszeiten für Verpackungsanwendungen
Ebenfalls ein hohes Maß an Integration erreicht das Exponat des Geschäftsbereichs packaging. Im 2K-Spritzguss und mit Inmould-Labeling werden in Dünnwandtechnik Deckel für einen neu entwickelten Eiscremebehälter gefertigt. Zum Einsatz kommt dafür eine vollelektrische e-motion 740H310W/180 T combi Maschine. Systempartner für dieses Exponat sind H. Müller, Conthey, Schweiz, ein Hersteller von Werkzeugen und Automatisierungslösungen für IML-Anwendungen, sowie die Weidenhammer Packaging Group mit Hauptsitz in Hockenheim, der Hersteller der Eiscremebehälter.

Neben den fünf Fertigungszellen am eigenen Stand werden während der Messe fünf weitere Spritzgießmaschinen auf Partnerständen arbeiten:

• Die Lenzkes Spanntechnik produziert in Halle A2, Stand 2309, auf einer vollelektrischen e-max 100 Stapelboxen.
• Das Fraunhofer Institut demonstriert in Halle B2, Stand 2104, die Fertigung von Eiskratzern auf einer Hybridmaschine vom Typ e-victory 440/120.

Bei den drei weiteren Exponaten handelt es sich um Maschinen der Baureihe victory tech.

• Bei Ewikon in Halle A2, Stand 2203 werden Salz- und Pfefferstreuer aus PC auf einer victory 200/80 tech hergestellt.
• Das Kunststoffinstitut Lüdenscheid in Halle A5, Stand 5312 fertigt Biergläser auf einer victory 330/120 tech.
• Bei RocTool in Halle B2, Stand 2216 wird am Beispiel von PDA-Gehäusen aus PC/ABS der Einfluss der variothermen Temperaturführung auf die Oberflächengüte demonstriert. Hierfür soll ebenfalls eine victory 330/120 tech zum Einsatz kommen.