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Erschienen am 12.10.2012 um 06:00 Uhr Optionen:       

Billion: Automotive-Anwendung mit vollautomatisiertem Gummi-Thermoplast Mehrkomponenten-Spritzguss

Auf der Fakuma 2012 wird der französische Spritzgießmaschinen-Hersteller Billion einen vollintegrierten, einstufigen Produktionsprozess für Technische Teile aus zwei Komponenten – in diesem Fall Gummi und Polyamid – zeigen. Dies soll anhand eines Musterbeispiels für eine Automobilanwendung unter der Motorhaube in einer vollautomatisierten 2K Fertigungszelle mit einer Maschine aus der Select Baureihe von Billion demonstriert werden.

Fertigungszelle für einstufigen 2K-Prozess inklusive Einlegeteilen
Diese konsequente Weiterentwicklung von Gummi-Thermoplast-Anwendungen hat sich die deutsche Tochtergesellschaft, die Billion Kunststofftechnik GmbH, Weilheim, in Kooperation mit dem Werkzeugbauerbauer Massacrier SAS, Frankreich, und der HAHN Automation GmbH, Rheinböllen, für die Fakuma 2012 vorgenommen.
2K-Ventildeckel aus PA 6.6 mit einer Kautschuk-Dichtung und 6 Einlegebuchsen.
2K-Ventildeckel aus PA 6.6 mit einer Kautschuk-Dichtung und 6 Einlegebuchsen.
Die Fertigungszelle auf Basis einer voll-elektrischen Select H260/780-200T soll auf der Messe eine beispielhafte Ventildeckelabdeckung mit einer angespritzten Gummidichtung und verschiedenen Einlegeteilen aus Metall produzieren. Der Ansatz dafür beinhaltet eine Werkzeugadaptation für einen echten Einstufenprozess, bei dem gleichzeitig alle Bewegungen und Funktionen in einer Maschinensteuerung integriert sind.

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Präzises Zusammenspiel von Maschine, Werkzeug und Handling
Der Prozess läuft vollintegriert ab: Die Select H260/780-200T übernimmt mit der DIXIT-3-Steuerung die gesamte Prozesssteuerung. Die Anordnung der beiden elektrischen Spritzeinheiten erfolgt im bei Billion üblichen Huckepack Standard. Im Zusammenspiel mit DuPont als Rohstofflieferant, dem Formenbauer Massacrier und dem Automatisierungsspezialisten HAHN, entsteht so eine optimierte Fertigungszelle, die allen Anforderungen der automobilen Serienfertigung gerecht werden soll. Produziert wird ein Bauteil für den Bereich unter der Motorhaube, das hohe Anforderungen an Dichtigkeit, Schlagzähigkeit, Vibration, Genauigkeit und Temperaturbeständigkeit erfüllen muss. Die DuPont Materialien Zytel PA6.6 mit 35% Glasfaseranteil und Vamac Ultra HT, ein Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), sind hier die Voraussetzung für eine Fertigung ohne Zusatz von Haftvermittlern. Das hieraus hergestellte Bauteil kann in einem Temperaturbereich von 180°C dauerhaft eingesetzt werden.

Elektrische Billion Select H260/780-200T für Gummi- und Thermoplastverarbeitung mit zusätzlicher Spritzeinheit - (Bilder: Billion).
Elektrische Billion Select H260/780-200T für Gummi- und Thermoplastverarbeitung mit zusätzlicher Spritzeinheit - (Bilder: Billion).


Entnahme- und Einlegezeit entfällt durch spezielle Werkzeug-Roboter Kombination
Zu der Zelle gehört ein intelligentes Werkzeugkonzept des französischen Spezialisten für Mehr-K-Werkzeuge Massacrier. Dessen Konzept vereinigt nicht nur die grundverschiedenen Materialien, sondern beinhaltet auch moderne Strategien zur Reduzierung von Zykluszeiten. Dabei kommt auch das ausgeklügelte Zusammenspiel zwischen Maschine, Werkzeug und Roboter zum Tragen.

Das komplexe Zweikomponentenwerkzeug basiert auf einem Indexplatten Drehsystem; es hat auf der sich drehenden Seite drei Kavitäten bzw. Nester auf der Gegenseite aber nur zwei Nester und eine offene Aussparung. Damit arbeitet das Werkzeug in drei Takten:
Im ersten Takt wird das Polyamid mit ca. 270°C in die erste Kavität eingespritzt. Im zweiten Takt wird dann die Gummidichtung auf den Grundkörper angespritzt. Dabei beträgt die Massetemperatur des Gummis ca. 90°C. Die Vulkanisierung startet anschließend in der Form bei ca. 190°C. Gleichzeitig wird noch im zweiten Takt erneut Polyamid eingespritzt, diesmal aber in die zweite Kavität.

Ins Werkzeug eingefahrener Greifer zur Teileentnahme und Einlegen von Metallbuchsen - (Bild: Hahn Automation GmbH).
Ins Werkzeug eingefahrener Greifer zur Teileentnahme und Einlegen von Metallbuchsen - (Bild: Hahn Automation GmbH).
Der entscheidende Part des Werkzeugkonzeptes folgt im dritten Takt: Die erste Kavität mit dem dann fertigen Teil dreht sich vor die offene Aussparung. Das fertige Teil kann so bei wieder geschlossener Form entnommen werden, während in Kavität zwei das Gummi und in Kavität drei erneut Polyamid eingespritzt werden. So entsteht keinerlei Zykluszeitverlust durch die Entnahme. Nach Entnahme des Ventildeckels dreht sich der Greifer am Handlingsystem um 180° und legt bei noch immer geschlossener Form sechs Metallteile in die Form ein. Anschließend öffnet die Form und dreht die Kavitäten um 120° weiter. Durch dieses Werkzeugkonzept benötigt die Entnahme bzw. das Einlegen der Metallteile keine zusätzliche Zeit, weil diese Vorgänge parallel zum Einspritzen in die beiden anderen Kavitäten erfolgen.

Verantwortlich für das Entnahmesystem ist die Firma HAHN Automation. Die Aufgabe von HAHN beginnt mit einem neu entwickelten Tray-Server für die Zuförderung und Bereitstellung von Einlegeteilen, sowie für die Übernahme von Fertigteilen in Transport-Trays an der Spritzgießmaschine. Für das Vereinzeln, Umsetzen und Bereitstellen der Teile-Trays in den Verfahrbereich des Maschinenhandlings wurde ein eigenes, multi-funktionales Manipulationsgerät entwickelt, das Bestandteil des Tray-Servers ist. Zu der komplexen Automation gehören noch ein Sechs-Achs-Industrieroboter sowie ein Lineargerät PL 200 aus der HAHN Pro-Line Serie.

Über die Billion S.A.S
Das Kerngeschäft von Billion sind Maschinen, Systeme und Anlagen für die Spritzgießtechnik mit 400 bis 25.000 kN Schließkraft. Nach eigenen Angaben wurden die Spritzgießmaschinen aller vier Baureihen (Hercule, GM, Select und Vulcan) auf eine umfassende Abdeckung von branchenspezifischen oder anwendungsspezifischen Bedürfnissen hin entwickelt.

Billion will Verarbeitern kostengünstige Standardlösungen bis hin zu Maschinen für Sonderverfahren wie Mehrkomponententechnik, IML, Fluidtechnik (GIT/WIT/PIT/CIT), Duroplaste, BMC, LSR oder LFT bieten. Schwerpunkt bildet die Mehrkomponententechnik, mit einem Anteil am Umsatz von rund 30%. Alle Verfahren werden im Technikum in Bellignat abgebildet. Billion engagiert sich in allen technologisch interessanten und anspruchsvollen Anwendungsfeldern, wie Automotive, Elektronik, Pharma, Verpackung oder Medizin.

Seit über 60 Jahren ist Billion in Bellignat im Osten Frankreichs angesiedelt – inmitten des französisch-schweizerischen Plastic Valley zwischen Genf und Lyon. Dort beschäftigen sich rund 200 Mitarbeiter mit Entwicklung, Beratung, Projektierung und Vertrieb. Billion konzentriert sich konsequent auf Absatzmärkte in Europa; in Frankreich und Nord-Afrika sieht man sich als Marktführer, ebenso folge man französischen Verarbeitern bei ihrer Expansion nach Osteuropa, in den Nahen Osten oder in Afrika. Nordamerika und die Türkei sind nach Firmenangaben aktuell noch neue Märkte. Zur Sicherstellung von Vertriebs- und Serviceaufgaben in Kundennähe unterhält Billion Niederlassungen in Deutschland, Schweiz, Großbritannien, Italien und Polen.

Seit 2006 wird das Unternehmen von dem Münchner Korbinian Kiesl unternehmerisch geführt. Weltweit sollen ca. 12.000 Maschinen der Marke Billion installiert sein. Das Umsatzvolumen der Billion-Gruppe betrug 2011 nach eigenen Angaben rund 36 Mio. Euro bei einer Exportquote von 55%.

Weitere Informationen: www.billion-kunststofftechnik.de, www.billion.fr, www.hahnautomation.com, www.dupont.com, www.massacrier-sas.fr

Fakuma 2012, Friedrichshafen, 16.-20.10.2012, Halle B3, Stand 3104

Billion S.A.S., Bellignat, France

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