HRSflow: Neues Nadelverschluss-System mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen beim Kaskadenspritzgießen

FLEXflow-Nadelverschluss-System mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen bei großflächigen Formteilen - (Bild: HRSflow).

Der italienische Heißkanalspezialist HRSflow stellt auf der Fakuma 2014 sein neues FLEXflow-Nadelverschlusssystem mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen bei großflächigen Formteilen vor. Die speziell für das Kaskadenspritzgießen entwickelten, elektrisch angetriebenen Betätigungszylinder für Nadelverschlussdüsen erlauben laut Anbieter das stufenweise, präzise gesteuerte und individuelle Öffnen und Schließen der Verschlussnadeln mit vorgewählten Geschwindigkeiten. Damit lassen sich Schmelzefluss und Volumenstrom in die Kavität exakt kontrollieren. Das Resultat ist den Angaben zufolge ein optimierter Füllvorgang, bei dem aufgrund der sanften Öffnungs- und Schließweise der Nadeln der beim Kaskadenspritzgießen gefürchtete Druckabfall - und die damit einhergehenden Druckabfallmarkierungen - vermieden werden können. Diese Markierungen, an Stoßfängern beispielsweise als matte Linie sichtbar, müssen nicht zwingend sofort zu erkennen sein. Vielfach treten diese optischen Defekte erst nach dem Lackieren auf.

Bedient wird das FLEXflow-System über eine separate Steuereinheit. Aktuell können damit je nach Ausbaustufe bis zu 16 Heißkanaldüsen individuell angesteuert werden. Individuell deswegen, weil jede Heißkanaldüse mit einem eigenen Servomotor ausgestattet ist. Für jede dieser Düsen lassen sich maximal acht Verschlussnadelpositionen mit einer Genauigkeit von bis zu 0,01mm festlegen. Jede dieser Positionen kann mit einer individuellen Öffnungsgeschwindigkeit belegt werden. Darüber hinaus lassen sich die Verschlussnadeln noch manuell justieren.

Das FLEXflow-System arbeitet den Angaben nach überaus präzise und reproduzierbar genau. Alle einmal festgelegten Einstelldaten lassen sich demnach zusammen mit den sonstigen zu einem Werkzeug gehörenden Datensätzen speichern und nach einem Werkzeugwechsel wieder abrufen.

Über das Vermeiden von Druckabfallmarkierungen und den damit verbesserten optischen Eigenschaften der Bauteile hinaus, bietet das FLEXflow-System laut Anbieter weitere verfahrenstechnische Vorteile. So ermöglicht das FLEXflow-System demzufolge einen gegenüber der konventionellen Kaskadenspritzgießtechnik homogeneren und überdies niedrigeren Nachdruckverlauf. Dadurch werde die Verzugsneigung der Formteile deutlich vermindert. Der geringere Druckbedarf wirke sich zusätzlich auf den werkzeugspezifischen Schließkraftbedarf aus. So hätten Untersuchungen mit einem seriennahen Spoiler-Werkzeug einen um bis zu 20 Prozent geringeren Schließkraftbedarf ergeben. Damit sei es je nach Einzelfall denkbar, ein entsprechend ausgerüstetes Werkzeug auf eine kleinere Maschine aufzuspannen.

Aufgrund des verminderten Nachdruckprofils entfalle das bei der konventionellen Verfahrensweise vielfach zu beobachtende "Überladen" des Werkzeugs mit Schmelze. Abgesehen davon, dass mit einem zu hohen Nachdruck das Risiko einer Gradbildung einhergehe, belastee der hohe Druck auch die Werkzeuge immens. Das FLEXflow-System entlaste hingegen die Werkzeuge, wirke sich somit verschleißmindert aus und es trage zu Materialeinsparungen bei. Praxistests hätten hier Einsparungen von bis zu 5 Prozent ergeben.

Ein weiterer Pluspunkt der FLEXflow-Systeme betreffe den Praxisbetrieb hinsichtlich einer sauberen Produktionsumgebung. "Dry-clean-save" lasse sich dieser Aspekt beschreiben. Bedingt durch den elektromotorischen Antrieb der Verschlussnadeln würden zwangsläufig die sonst erforderlichen Hydraulik- oder Luftzylinder einschließlich der damit verbundenen Rohrleitungen entfallen. Auch die für konventionelle Heißkanal-Betätigungszylinder benötigen Kühlsysteme würden entfallen. Die wärmebeständigen Servoantriebe benötigen demnach keine Kühlung. Sie sollen sich zudem bequem in die Aufspannplatte integrieren lassen, über die genügend Wärme abgeführt werde. Die öl- und wasserfreien FLEXflow-Systeme seien dank ihrer Bauweise ideal auch für den Einsatz in einer Reinraumumgebung geeignet.

Um die Möglichkeiten des FLEXflow-Systems in der Praxis zu demonstrieren, hat HRSflow ein serientaugliches Testwerkzeug für die Herstellung eines realen Spoilers (1.260x280x120mm; Material PP-EPDM 20 Prozent Talk) gebaut. Das Werkzeug wurde mit einem 7fach-Heißkanalsystem ausgestattet. Zusätzlich wurden hinter den einzelnen Anspritzpunkten Druckaufnehmer integriert, um den Druckverlauf zu erfassen.

Mit dem Werkzeug kann sowohl das konventionelle Kaskadenspritzgießen als auch das FLEXflow-System betrieben werden. Vergleichsuntersuchungen hätten beim Einsatz des FLEXflow-Systems einen gleichmäßigen Druckverlauf über den gesamten Zyklus bei einem verminderten Druckprofil ergeben, wobei die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Werkzeuginnendruck statt 100bar lediglich 50bar betrug. Zugleich sei ein nahezu linearer Aufbau des Hydraulikdrucks der Schließeinheit beobachtet worden. Vor diesem Hintergrund sei das FLEXflow-System ganz besonders für große aber dünnwandige Bauteile wie Instrumententafelträger interessant.

Über HRSflow
HRSflow (Hot Runner System) ist ein Geschäftsbereich der INglass Group S.p.A., San Polo di Piave/Italien, und auf die Entwicklung und Herstellung von Heißkanalsystemen für das Spritzgießen spezialisiert. Mit rund 650 Beschäftigten ist HRSflow weltweit auf allen wichtigen Märkten präsent. Das Unternehmen produziert die Heißkanalsysteme aktuell am Stammsitz in Italien sowie in einem 2009 eröffneten Werk in Hangzhou/China. In der ersten Jahreshälfte 2015 soll ein drittes Werk in Grand Rapids, Michigan/USA den Betrieb aufnehmen.

Weitere Informationen: www.hrsflow.com

Fakuma 2014, Friedrichshafen, 14.-18.10.2014, Halle A2, Stand 2217

HRSflow, San Polo di Piave (Treviso), Italien

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