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Erschienen am 06.10.2015 um 06:00 Uhr Optionen:       

Engel: Mit "inject 4.0" die Möglichkeiten von Spritzgießanlagen ausreizen

Der Messestand von Engel auf der Fakuma 2015 ist als „smart factory“ konzipiert.
Der Messestand von Engel auf der Fakuma 2015 ist als „smart factory“ konzipiert.
"inject 4.0" nennt Engel seinen Ansatz, der darauf abzielt, die Möglichkeiten von Spritzgießanlagen auszureizen. Produkte, die Kunden bei der Optimierung unterstützen sollen, stehen dementsprechend auch im Mittelpunkt des Auftritts von Engel auf der Fakuma 2015.

Erstmalig ist der gesamte Messestand als smart factory konzipiert, eine sich selbst optimierende Fertigung, die auf drei Kernelementen basiert:
  • smart machines, die mit selbst adaptierenden, dezentralen Systemen die Prozessfähigkeit und Qualität steigern,
  • smart production, die dank horizontaler und vertikaler Datenintegration eine hohe Produktivität sicherstellen, und
  • smart services, die dank kurzer Wege und mit Hilfe von Fernwartungstools die Verfügbarkeit erhöhen soll.

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An einem zentralen Rechner laufen während der Messe alle Maschinendaten zusammen. Dort lassen sich über die MES-Lösung Engel e-factory Aufträge einplanen, die Status der Spritzgießmaschinen abfragen und Qualitätsauswertungen oder Dokumentationen erstellen (smart production). Gleichzeit erhalten die Messebesucher Einblick, wie sich über das Kundenportal Engel e‑connect online Ersatzteile identifizieren und bestellen lassen oder ohne Zeitverlust ein Service Request platziert werden kann (smart services).

Auch die Maschinen am Engel Messestand sollen smart funktionieren. So erhöhe zum Beispiel die Softwarelösungen der iQ Produktfamilie die Prozessstabilität, indem sie den Plastifizier- und Formprozess kontinuierlich analysieren und bei Soll-Abweichungen automatisch nachregeln, während ENGEL e-flomo selbsttätig eine konstante Kühlwasserversorgung sicherstellt und damit ebenfalls zur Maximierung der Prozessfähigkeit beitrage.

Welche inject 4.0 Produkte zu einem optimalen Gesamtergebnis führen, sieht für jede Spritzgießaufgabe, jedes Unternehmen und jeden Standort anders aus - auch das soll am Messestand von Engel deutlich werden. Die smart factory in Friedrichshafen präsentiert dazu fünf Anwendungen aus fünf verschiedenen Branchen, die jeweils ihre ganz individuellen Anforderungen stellen.

Automotive: Edle Hölzer wirtschaftlich verarbeiten
Gemeinsam mit seinen Partnern hat Engel einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung von Dekorelementen mit Echtholzfurnieren entwickelt.
Gemeinsam mit seinen Partnern hat Engel einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung von Dekorelementen mit Echtholzfurnieren entwickelt.
Edle Hölzer im Autoinnenraum vermitteln Wohlbehagen und einen Hauch von Luxus. Gemeinsam mit HIB Trim Part Solutions, Bruchsal, und weiteren Partnern hat Engel einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung von Dekorelementen mit Echtholzfurnieren entwickelt. Im Engel clearmelt Verfahren werden die Furniere in einem Arbeitsgang mit einem Thermoplast hinterspritzt und zum Schutz der Oberfläche mit einem transparenten Polyurethan überzogen. 2009 wurde das Verfahren vorgestellt; jetzt steht es kurz vor seiner ersten Serienanwendung. Bevor die für die Serie ausgelegte Fertigungszelle bei HIB Trim Part Solutions ihren Dienst antritt, wird sie auf der Fakuma Edelholz-Dekorelemente in einem 2-fach-Werkzeug produzieren.

Herzstück der Fertigungszelle ist eine Engel duo 3550/650 combi M Spritzgießmaschine mit Wendeplatte, um auch hohe Stückzahlen mit kurzen Zykluszeiten und höchster Produktivität herzustellen. Auf der einen Werkzeugseite werden die Holzfurniere mit PC/ABS hinterspritzt, während gleichzeitig auf der zweiten Seite die unmittelbar zuvor gefertigten Grundele­mente mit PUR überflutet werden. Systempartner für die PUR-Technologie ist Hennecke in St. Augustin, Deutschland. Um den gesamten Polyurethan-Prozess über das Display der Spritzgießmaschine steuern zu können, hat Engel die Hennecke-Lösung vollständig in die CC300 Maschinensteuerung integriert.

Auch Weiterentwicklungen im Bereich der Materialien sollen die Produktivität des Engel clearmelt Verfahrens steigern. Das auf der Fakuma eingesetzte Polyurethan enthält bereits ein Trennmittel, was einen kompletten Arbeitsgang einsparen soll. Bislang mussten die Kavitätenoberflächen vor der PUR-Verarbeitung mit Trennmittel besprüht werden.

Die Fertigungszelle arbeitet hochautomatisiert. Oberhalb der Schließeinheit der Spritzgießmaschine befindet sich ein Engel easix Konsolroboter, der sowohl die Holzfurniere ins Werkzeug einlegt, als auch die Fertigteile entnimmt und austaktet. Es ist das erste Mal, dass Engel seine neuen großen easix Roboter auf einer Messe präsentiert. Durch die Zusammenarbeit mit Kuka Roboter, Augsburg, sei Engel nun in der Lage, auch seine größten Spritzgießmaschinen mit Schließkräften bis 5.500 Tonnen mit Mehrachsrobotern durchgängig zu automatisieren.

Ebenso wie bei den kleineren easix Ausführungen sowie den Linearrobotern der viper Baureihe ist die Steuerung der großen Mehrachser in die CC300 Steuerung der Engel Spritzgießmaschinen integriert. Der Kunststoffverarbeiter soll von einer einheitlichen Bedienlogik für die Spritzgießmaschine und die Automatisierung und einer höheren Anlagenverfügbarkeit profitieren, da der Einrichter viele Aufgaben, für die herkömmlich ein Programmierer hinzugezogen werden muss, selbst erledigen könne. Da Spritzgießmaschine und Roboter auf eine gemeinsame Datenbasis zugreifen, stimmen sie ihre Bewegungsabläufe und Regelkreise im Sinne einer maximalen Gesamteffizienz automatisch aufeinander ab. In vielen Anwendungen trage dies laut Engel zu kurzen Gesamtzykluszeiten bei.

Weitere Partner der Messepräsentation sind Schöfer in Schwertberg, Österreich, und Votteler in Korntal-Münchingen, Deutschland.

Technical moulding: Holmlostechnik für höchste Konstanz im LSR-Prozess
Die Bedeutung der Mehrkomponententechnik wächst auch in der LSR-Verarbeitung. In vielen Anwendungen ermöglicht es erst der integrierte Spritzgießprozess, Thermoplast und Silikon lagesicher miteinander zu verbinden. Ein Beispiel hierfür sind Membranen, die etwa in Pumpen oder Lüftungssystemen für Funktionalität und Sicherheit sorgen. Gemeinsam mit seinem Partner Schneegans Freudenberg Silicon (Losenstein, Österreich) wird Engel während der Fakuma Membranen aus glasfaserverstärktem Polyamid und Flüssigsilikon produzieren. Zum Einsatz kommt hierfür eine Engel victory 200H/60L/140 combi Spritzgießmaschine mit integriertem Engel viper 40 Linearroboter. Pro Zyklus entnimmt der Roboter acht Fertigteile und setzt die PA-Grundkörper in den zweiten Kavitätensatz des 8+8-fach-2K-Serienwerkzeugs um, wo diese mit Silikon umspritzt werden. Gleichzeitig zur LSR-Verarbeitung entsteht ein neuer Satz Grundkörper. Für die LSR-Technologie ist Elmet (Oftering, Österreich) als weiterer Partner am Messeexponat beteiligt.

Die Herstellung der Zwei-Komponenten-Bauteile schöpft laut Engel das Effizienzpotenzial der holmlosen Schließeinheit der victory Maschine optimal aus. Das voluminöse Zwei-Komponentenwerkzeug reicht bis an den Rand der Aufspannplatten und passe damit auf eine vergleichsweise kompakte 140-Tonnen-Spritzgießmaschine. Ein zweiter Effizienzfaktor ist die Automatisierung. Der Linearroboter könne ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen und trotz des großen Greifers sicher agieren. Effizienzfaktor Nummer 3 schließlich resultiere aus der sehr hohen Prozesskonstanz, die die holmlose Schließeinheit konstruktiv sicherstelle. Der patentierte Force-Divider soll dafür sorgen, dass die bewegliche Aufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die Schließkraft gleichmäßig über die Aufspannfläche verteilt wird. Auf diese Weise werden sowohl die außen- als auch die innenliegenden Kavitäten mit exakt gleicher Kraft zugehalten, was den Werkzeugverschleiß deutlich reduzieren und die Produktqualität steigern soll.

Teletronics: Konsequente Prozessintegration steigert Wettbewerbsfähigkeit
Thermoschalter-Gehäuse werden am Engel Messestand auf der Fakuma erstmalig in einem hochintegrierten, vollautomatisierten Prozess hergestellt.
Thermoschalter-Gehäuse werden am Engel Messestand auf der Fakuma erstmalig in einem hochintegrierten, vollautomatisierten Prozess hergestellt.
Für die Herstellung von Thermoschalter-Gehäusen präsentiert Engel auf der Fakuma erstmalig einen hochintegrierten, vollautomatisierten Prozess - vom Rohmaterial bis zu vollständig geprüften und beschrifteten Metall/Kunststoff-Verbundbauteilen. Herzstück der Fertigungszelle ist eine Engel insert 60V/35 single Vertikalmaschine. Dem Spritzgießprozess vorgelagert sind der Bandabwickler, ein Pressmodul sowie ein Bearbeitungsmodul zum Formen eines Gewindes, nachgelagert die Qualitätskontrolle, die Laserbeschriftung und ein weiteres Pressmodul.

Thermoschalter, wie sie zum Beispiel zur Überwachung von Elektromotoren im Automobil oder in der Weißwarenindustrie Einsatz finden, werden herkömmlich in einem aufwändigen, mehrstufigen Verfahren produziert. In der Regel finden das Stanzen und das Umspritzen der Metallkomponenten an unterschiedlichen Standorten statt. Dies erfordere nicht nur einen erheblichen logistischen Aufwand, sondern auch einen hohen Materialeinsatz, da zwei voneinander unabhängige Prozesse angefahren werden müssen. Entsprechend hoch sei das Einsparpotenzial durch die Prozessintegration. Die von Engel gemeinsam mit seinem Partner MMS Modular Molding Systems (Berndorf, Österreich) realisierte Systemlösung soll niedrige Stückkosten garantieren und die Verbundfertigung auch an Hochlohnstandorten wirtschaftlich machen.

Das Rohmaterial für die Messing-Trägerplatten wird direkt von der Rolle zugeführt und inklusive Gewindedurchzug vorgestanzt. Das Gewinde wird servoelektrisch geformt, bevor die Trägerplatten - noch am Band - mit glasfasergefülltem Polyamid umspritzt werden. Direkt nach dem Spritzgießprozess erfolgt die Qualitätskontrolle. Zusätzlich zur Kameraprüfung wurde erstmals in das Folgeverbundwerkzeug eine Hochspannungsprüfung integriert, die eine hundertprozentige Kurzschlussprüfung schon während der Fertigung garantieren soll. Die i.O.-Teile werden mittels Laser beschriftet, was eine lückenlose Rückverfolgbarkeit sicherstelle, bevor im zweiten Pressmodul die Anguss- und Unterverteiler entfernt und die Fertigteile vom Band getrennt werden. Alle 20 Sekunden verlassen acht einbaufertige Teile die Fertigungszelle. Durch den modularen Aufbau der MMS-Systeme sollen je nach Bedarf sehr einfach weitere Bearbeitungsmodule zum Beispiel zum Widerstand- oder Laserschweißen, zum Nieten, zur Montage oder zur Reinigung der Bauteile integriert werden können.

Das neue Beck-Flex System von Engel Partner Beck Automation wird am Engel Messestand seine Weltpremiere feiern.
Das neue Beck-Flex System von Engel Partner Beck Automation wird am Engel Messestand seine Weltpremiere feiern.
Packaging: IML mit höchster Flexibilität
Flexibilität spielt die Hauptrolle im Ausstellungsbereich Packaging bei Engel auf der Fakuma. Auf einer e-motion 440/160 werden 155-ml-Rundbehälter mit integriertem Garantieverschluss in einem 4-fach-Werkzeug von Otto Hofstetter (Uznach, Schweiz) produziert. Dank In-Mould-Labeling verlassen abfüllfertige Verpackungen die Fertigungszelle. Die IML-Automatisierung wird von Beck Automation (Oberengstringen, Schweiz) realisiert. Das neue Beck-Flex System wird am Engel Messestand seine Weltpremiere feiern.

Gemeinsam präsentieren die Partnerunternehmen, wie sich IML-Verpackungen auch in kleinen Losgrößen hochwirtschaftlich herstellen lassen. Beck-Flex findet sowohl für Behälter als auch Deckel -, Etiketten und Spritzgießmaschinen bis zu einer Schließkraft von 420 Tonnen Einsatz.

Die vollelektrischen Engel e-motion Spritzgießmaschinen sind laut Hersteller konsequent für den Hochleistungsbetrieb gerüstet. Zykluszeiten von deutlich unter 3 Sekunden und Einspritzgeschwindigkeiten von mehr als 500 mm pro Sekunde sollen sich so erreichen lassen.

Medical: Noch mehr Sicherheit im Reinraum
Zur Fakuma 2015 erweitert Engel die Baureihe e-motion TL um eine 80-Tonnen-Version.
Zur Fakuma 2015 erweitert Engel die Baureihe e-motion TL um eine 80-Tonnen-Version.
Gleich drei Premieren auf einmal vereint das Exponat im Ausstellungsbereich Medical: Die vollelektrische und holmlose Engel e-motion TL Maschine präsentiert sich in der neuen 80-Tonnen-Ausführung mit einem Rohrverteiler aus Volledelstahl und einer Greiferumhausung für GMP-gerechte Reinraumproduktion.

Auf einer e-motion 170/80 TL werden während der fünf Messetage Nadelhalter für 1‑ml-Sicherheitsspritzen in einem 16-fach-Werkzeug von Fostag Formenbau (Stein am Rhein, Schweiz) gefertigt. Die filigranen Polystyrol-Teile mit einem Schussgewicht von gerade einmal 0,08 g pro Teil sind mit einer Sollbruchstelle versehen, die es unmöglich machen soll, Einwegspritzen mehrfach zu verwenden. Vor allem für den Einsatz in Entwicklungsländern gilt dies ein wichtiges Sicherheitsfeature.

Die filigranen Nadelhalter sind mit einer Sollbruchstelle versehen, die es unmöglich machen sollen, Einwegspritzen mehrfach zu verwenden.
Die filigranen Nadelhalter sind mit einer Sollbruchstelle versehen, die es unmöglich machen sollen, Einwegspritzen mehrfach zu verwenden.
Die sehr dünnen und unterschiedlichen Wanddicken erfordern eine äußerst präzise Prozessführung, da eine zu hohe Schließkraft oder Schwankungen im Schmelzevolumen unmittelbar zu Ausschuss führen können. Um dies zu verhindern, finden zwei Software-Lösungen der iQ Produktfamilie von Engel Einsatz. Zum einen iQ weight control, das Schwankungen der Schmelzemenge und der Materialviskosität automatisch erkenne und noch im selben Schuss ausgleiche. Und zum anderen iQ clamp control, die neue Engel Software, die auf Basis der Werkzeugatmung die Schließkraft kontinuierlich an die aktuellen Prozessparameter anpassen soll. Zudem soll das neuartige Rahmenkonzept der vollelektrischen Holmlosmaschine eine besonders hohe Plattenparallelität garantieren und sicherstellen, dass die Schließkraft gleichmäßig über die gesamte Werkzeugaufspannfläche verteilt wird.

Mittels Holmlostechnik sollen große Werkzeuge auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen passen, was die Investitions- und Betriebskosten niedrig halte und besonders kompakte Fertigungszellen ermögliche. Vor allem im Reinraum sei die Flächenproduktivität eine wichtige Effizienzkennzahl.

Als weitere Vorteile der Holmlostechnik nennt Engel schnelle Rüstprozesse und effiziente Automatisierungskonzepte, da der Roboter ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen könne. Auch dies soll das Messeexponat unter Beweis stellen. Die e‑motion 80 TL ist mit einem viper 12 Linearroboter ausgestattet, der die Nadelhalter an das Rohrverteilersystem übergibt. Die Spritzgießteile werden kavitätenrein in Beutel verpackt, um die Chargenrückverfolgung bis auf die Ebene einzelner Kavitäten sicherzustellen. Damit beim Wechseln der Beutel die Produktion nicht unterbrochen werden muss, ist das Verteilersystem mit einem Puffer ausgerüstet. Der von Engel entwickelte Rohrverteiler besteht vollständig aus Edelstahl und trage dazu bei, die Partikellast im Reinraum zu reduzieren.

Das gleiche Ziel verfolgt die ebenfalls von Engel entwickelte Einhausung des Robotergreifers. Dank seiner glatten, leicht zu reinigenden Oberflächen soll das Gehäuse den Einsatz von Standardgreifern im GMP-Umfeld ermöglichen.

Als Systemanbieter erweitert Engel kontinuierlich sein Angebot an GMP-gerechten Peripherieprodukten. Zum Beispiel werden auch Föderbänder in einer speziellen Reinraumausführung angeboten. Aus einer Hand liefert Engel hochintegrierte und automatisierte Fertigungszellen in die Medizintechnik und übernimmt auf Wunsch die gesamte GMP-Dokumentation für seine Kunden.

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

Fakuma 2015, Friedrichshafen, 13.-17.10.2015, Halle A5, Stand 5204

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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