Braunform: Mehrere Produktionsschritte in einem Spritzgießwerkzeug

4+4-fach Spritzgießwerkzeug für Luer-Connector – (Bild: Braunform).

Ressourcenschonend und kosteneffizient soll die patentierte Werkzeugkonstruktion "RotaricE2" sein, die Braunform in laufender Produktion während der K 2022 präsentieren will. Produziert werden Luer-Connectoren, Verschlusskappen für Pharmaanwendungen. Die Technologie kombiniert die 2-Komponenten-Verarbeitung, Servotechnik und finale Montage des Bauteils in engem Bauraum. Im Fokus stehen die Senkung der Kosten unter dem Ansatz TCO (Total Cost of Ownership) bei gleichzeitiger Steigerung der Produktionseffizienz. Mithilfe der translatorischen Verdeckelung von Verschlusskappen im Werkzeug gelingt es laut Unternehmen, alle Produktionsfaktoren positiv zu beeinflussen. Zudem ermögliche das Konzept erhöhte Sicherheit dank Prozessüberwachung und –steuerung statt Qualitätsprüfungen. Realisiert wurde das Projekt gemeinsam mit den Partnern Arburg, Ewikon, Agathon, iQtemp, Kistler, Meusburger, Oerlikon Balzers und Uddeholm.

Im genannten Projekt habe die "RotaricE2"-Technologie zu mehr als 45 Prozent Einsparung geführt. Eingespart worden seien ein zweites Werkzeug und eine zweite Spritzgießmaschine sowie eine Montagelinie zum Zusammenbau der Einzelteile inklusive Produktionsfläche. Um eine Verdeckelung bei einer Mehrkomponenten Anwendung in einem Arbeitsschritt in engem Raum zu realisieren, entwickelte Braunform die Umlenkung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung innerhalb des Werkzeugs. Die servoelektrischen rotatorischen Antriebe bewegen sich in der Form schnell, schonend und verschleißerkennend. Diese Lösung sei besonders vorteilhaft, da sie eine enorm kompakte radiale Anordnung von Formnestern mit Schiebern oder Verdecklern um ein Anguss- oder vorzugsweise ein Sidegate-System ermögliche. Dies resultiere in einer Senkung an Kosten- und Ressourcenverbrauch und gleichzeitig einem Gewinn an integrativer Fertigungstiefe in einem Werkzeug.

Pharmazeutische Verschlusskappe Luer-Connector – (Bild: Braunform).

Während der Messe soll ein Beispiel dieses Werkzeugprinzips auf dem Arburg-Stand in Halle 13 zu sehen sein. Auf einer Arburg Allrounder More wird der 2K-Artikel mit von 10 mm Durchmesser und 11 mm Länge gefertigt. Die Besonderheit des Werkzeugs liegt in der Kombination der Verdeckelungsfunktion und der Ausschraubfunktion des Luer-Lock-Gewindes in einem Mehrkomponenten-Sidegate-Werkzeug.

Die kompakte Bauweise erlaubt eine hohe Kavitätenanzahl bei kleiner Werkzeuggröße. So dient das 4+4-fach Messewerkzeug als Basis für ein kompaktes Serienwerkzeug in Modulbauweise von bis zu 64+64-fach. Eine besondere Herausforderung ist das geringe Schussgewicht der zweiten Komponente. Bei 0,05 g der TPE-Komponente muss das Spritzaggregat ebenso wie das Heißkanalsystem sehr präzise ausgelegt sein. Besonderes Augenmerk bei der Entwicklung des Werkzeuges wurde auf die Modulbauweise gelegt: Die Module sind einzeln zentriert und leicht zugänglich.

Als weiterer Pluspunkt wird die reinraumtaugliche Ausführung des Werkzeugs genannt. Das seit 2010 eingesetzte MED Mold Konzept soll den sicheren Einsatz der Spritzgießwerkzeuge in Reinräumen gewährleisten. Neben elektrischen Antrieben und korrosionsbeständigen Stählen gewährleiste eine fettarme Schmierung dank Beschichtungen von Oerlikon Balzers sowie Wälzzentrierungen von Agathon einen zuverlässigen Reinraumbetrieb. Des Weiteren sorgen diffusionsgeschweißte Einsätze von IQtemp für eine konturnahe Kühlung der düsenseitigen Formeinsätze.

In der Auswerferseite sind sechs Funktionen in kleinem Raum integriert: Core-back-Funktion, zwei Schieber pro Nest, das Anheben des Deckels mit Lifter, translatorisches Verdeckeln der Verschlüsse, Ausschrauben sowie das finale Auswerfen. Die zweite Komponente wird mit dem Core-Back-System geformt, es ist also kein Umsetzen des Artikels erforderlich. Schieber, die bei der Werkzeugöffnung über Zug- und Druckstücke betätigt werden, entformen die Schnapphaken für den Deckel. Ein Lifter hebt den Deckel aus dem Formnest an, damit anschließend mithilfe der patentierten In-mold-Verdeckelung möglich ist. Zuletzt wird das Luer-Gewinde mit einer dünnen Ausschraubhülse abgebildet und entformt. Die endgültige Entformung des fertig montierten Produkts übernimmt ein filigraner Rohrauswerfer mit 0,6 mm Wanddicke. Die vier Hauptbewegungen Core-Back, Lifter, In-mold-Verdeckelung und Ausschrauben steuern Servo-Motoren von AMK. Das Ausstoßen erfolgt über den Maschinenausstoßer.

Mit zwei indirekten Drucksensoren von Keller pro Formnest findet die Prozessüberwachung statt. Fehlerhafte Teile werden erkannt und vom Handlingsystem aussortiert. Zur Umsetzung des Gesamtprojekts hat Ewikon die heiße Seite mit einem Smart-Control System ausgestattet, um eine permanente Datenanalyse sowie Datenauswertung zu gewährleisten (Echtzeit Data-Mining).

K 2022, 19.-26. Oktober 2022, Düsseldorf, Halle 1, Stand C26

Weitere Informationen: www.braunform.com

Braunform GmbH, Bahlingen

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