gwk: Energieeffizienz, Formteilqualität und Prozesssicherheit im Fokus

Nach wie vor stehen Systemlösungen zu Themenbereichen wie Energiekosteneinsparung und Optimierung von Anwendungen in der Kunststoffverarbeitung für viele Kunden im Vordergrund. Gerade der immer aktueller werdende steigende Kosten- und Wettbewerbsdruck zwingt den Kunststoffverarbeiter dazu, auf diesen Gebieten verstärkt aktiv zu werden.

Die gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH fokussiert daher auf der K 2010 auf das Thema Energieeffizienz und stellt Neuheiten in der Kühlung und Temperierung auf einem gegenüber 2007 deutlich vergrößerten Messestand vor. gwk will das gesamte Spektrum der Temperier- und Kühltechnik mit zwei hochaktuellen Spritzgießanwendungen live vorführen. Dabei steht die Herstellung von Produkten mit hochklassigen Oberflächen mit Hilfe der dynamischen Werkzeugtemperierung im Vordergrund.

Dynamische Temperierung

Auf einer 800 kN Spritzgießmaschine von KraussMaffei wird im Rahmen eines vom BMBF geförderten Gemeinschaftsprojektes mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft zur effizienten Temperaturregelung in der Kunststoffverarbeitung der Entwicklungsstand bei der Vermeidung von Bindenähten auf hochglänzenden Oberflächen präsentiert. Um die dafür benötigten hohen Werkzeugwandtemperaturen während der Einspritzphase ohne nennenswerte Verlängerung der Zykluszeit zu erreichen, wird ein von der Fa. Krallmann gebautes Spritzgießwerkzeug mit keramischen Hochleistungsheizungen ausgestattet. Wenige Millimeter hinter der Kavität installiert, beschleunigen sie den Heizprozess bei gleichzeitig minimalem Energieverbrauch. Heizraten bis zu 25K/sec werden bei einer Wärmestromdichte von 150 W/cm² mit einem Zehntel des Energiebedarfs einer fluiden Beheizung erreicht. Direkt unterhalb der Heizung befinden sich die kavitätsnahen Kanäle für die Wasserkühlung. Da die Wärmeleitfähigkeit des speziellen Keramikmaterials ungefähr doppelt so hoch ist wie die von Werkzeugstahl, erfolgt die Kühlung durch die abgeschaltete Heizung hindurch äußerst effektiv. Da Temperaturveränderungen ohne nennenswerte Verlängerung der Zykluszeit realisierbar sind, wird von einer "dynamischen" Werkzeugtemperierung gesprochen. Die gesamte Temperaturregelung inklusive der Wasserversorgung wird von einem mit der Spritzgießmaschine über einen VARAN-Bus in Echtzeit kommunizierenden Temperiersystem vom Typ integrat evolution übernommen. Partner des Entwicklungsprojektes sind neben Krauss Maffei und Krallmann die Fachhochschule Rosenheim und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart.

Hochwertige Oberflächen wirtschaftlich fertigen

Keramische Heizelemente zur dynamischen Werkzeugtemperierung werden auch bei der zweiten Anwendung eingesetzt. Auf einer Arburg-Spritzgießmaschine mit vertikaler Schließeinheit wird in weiterer Kooperation mit dem IWK, Rapperswil/Schweiz und dem Schweizer Werkzeugbauer Georg Kaufmann das qualitativ hochwertige Hinterspritzen von Metallfolien gezeigt. Bei diesem Verfahren wird das Bindemittel der Metallfolie vor Einspritzen der Formmasse durch die ins Werkzeug integrierten Hochleistungsheizungen aktiviert. So entsteht eine homogene Verbindung zwischen Metall und Kunststoff, spannungsarm mit hoher Dimensionsstabilität bei gleichzeitiger Reduktion der Zykluszeit um 40%.
Die Regelung der Heizung und Kühlung übernimmt das von gwk weiterentwickelte Mehrkreissystem integrat evolution. Mehrere Temperierkreise regeln segmentiert die Grundtemperierung des Werkzeugkörpers. Ein elektrisches Regelmodul steuert die keramischen Heizelemente zyklusabhängig an, während ein weiteres Modul in der anschließenden Kühlphase die über Proportionalventile mengengeregelte Kühlung versorgt. Alle Regelmodule sind vertikal übereinander in einem gemeinsamen Ständer verbaut, für welchen eine Stellfläche von lediglich 60 x 60 cm benötigt wird. Die Dateneingabe für den dynamischen Temperierprozess erfolgt über einen zentralen Bildschirm. Alle Prozessdaten werden auf einem Touchscreen mit Farbdisplay numerisch und grafisch dargestellt.

Vor dem Hintergrund ständig steigender Energiekosten und der Forderung nach höherer Produktivität ist die dynamische Formnesttemperierung laut gwk ein idealer Ansatz, um auch hochwertige Kunststoffteile mit komplexen Anforderungen zukünftig kostengünstig herzustellen.

Neben der Entwicklung von Systemlösungen hat gwk ebenfalls die kontinuierliche Ausweitung und Modernisierung der Produktpalette von Einzeltemperiergeräten vorangetrieben und wird diese auf der Messe präsentieren.

Weitere Informationen: www.gwk.com

K 2010, 27.10.–3.11.2010, Düsseldorf, Halle 10, Stand J39

gwk - Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, Kierspe

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