Engel: Massenproduktion von Präzisionsbauteilen aus LSR effizienter gestalten

Schirmventile aus LSR sind in vielen Anwendungen wichtige Komponenten für die Funktionalität und Sicherheit – (Bild: Engel).

Ob im Automobil, in medizintechnischen Produkten oder Verpackungen – Schirmventile aus Flüssigsilikon (LSR) haben ein breites Anwendungsspektrum. Allen Anwendungen gemein sind die hohen Anforderungen an Prozesskonstanz in der Spritzgießproduktion. Die Präzision der Kleinbauteile ist sicherheitsrelevant. Dieser Qualitätsanspruch muss sich in der Massenproduktion mit hoher Effizienz und Wirtschaftlichkeit vereinen lassen.

Eine Produktionszelle am Messestand von Engel auf der K 2022 soll das Qualitäts- und Effizienzpotenzial für die Produktion von Schirmventilen mit 7 mm Schirmdurchmesser ausschöpfen. Sie kombiniert eine E-Victory Spritzgießmaschine und digitale Assistenz mit der Werkzeug- und Dosiertechnik von Nexus. Produziert wird in einem 64-fach-Werkzeug vollständig automatisiert mit einem Engel Easix-Knickarmroboter und integriertem Vision-Control-System für die 100-Prozent-Qualitätsprüfung.

Konstante Qualität
Basis der Produktionszelle ist eine Maschine mit holmloser servohydraulischer Schließ- und elektrischer Spritzeinheit. Die elektrische Spritzeinheit sichert das präzise Einspritzen. Die konstruktiven Merkmale unterstützen das gratarme, nacharbeitsfreie Verarbeiten niedrigviskoser Materialien. Hohe Plattenparallelität und die patentierten Force Divider sorgen dafür, dass die Schließkraft gleichmäßig über die gesamte Aufspannfläche verteilt wird, auch bei großen Mehrkavitätenwerkzeugen.

Hohe Präzision der Maschinenbewegungen allein reicht jedoch nicht aus. Wenn das Rohmaterial Chargenschwankungen unterliegt oder sich die Umgebungsbedingungen, zum Beispiel wetterbedingt, verändern, unterstützt zusätzlich die Steuerung die toleranzarme Produktion. Ausgerüstet mit dem Assistenzsystem iQ Weight Control analysiert die Spritzgießmaschine kontinuierlich das Einspritzprofil und justiert bei Abweichungen vom Referenzzyklus die qualitätsrelevanten Prozessparameter noch im Zyklus nach.

Hohe Kavitätenzahl in Kombination mit Präzision und kompakter Automatisierung sollen die Massenproduktion von Schirmventilen aus LSR effizienter machen – (Bild: Engel).

Kompakt automatisiert
Zugänglichkeit und das Platzangebot im Werkzeugbereich sind in der holmlosen Spritzgießmaschine besonders gut. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen können oft kleinere Maschinen eingesetzt werden, als es die Werkzeuggröße herkömmlich erfordern würde. Dies hält sowohl die Investitions- und Betriebskosten niedrig. Gleichzeitig steigt die Flächenproduktivität, die in vielen Betrieben und insbesondere in der Reinraumproduktion eine wichtige Effizienzkennzahl ist.

Der Knickarmroboter sichert eine gute Flächenausnutzung und benötigt auch nach oben nur wenig Platz. Er verbindet die Spritzgießmaschine mit der kamerabasierten Qualitätsprüfung und der Austaktstation und passt sich flexibel an, wenn nachträglich weitere dem Spritzgießprozess vor- oder nachgelagerte Prozesseinheiten integriert werden sollen. Das 64-fach-Werkzeug hat Nexus mit einer Entformvorrichtung ausgestattet, damit das End-of-arm-Tooling des Roboters die Bauteile einfach und schnell aufnehmen kann. Für die präzise Regelung der Füllmenge sind die Kaltkanäle im Werkzeug mit elektrischen Nadelverschlusssystemen ausgerüstet. Mit der Timeshot-Technologie wird die Füllmenge von der Einspritzzeit jeder einzelnen Kavität gesteuert, auch in Werkzeugen mit bis zu 128 Kavitäten.

Mehr Transparenz und Sicherheit
Das LSR-Dosiersystem Servomix X20, das ein luftfreies Dosieren von Flüssigsilikon gewährleistet, wurde für den Einsatz auf kleinen Stellfläche entwickelt. Es ist über die Schnittstelle OPC UA mit der Spritzgießmaschine und dem MES Authentig von TIG, einem Unternehmen der Engel-Gruppe, vernetzt. Dies sichert die volle Prozessdatenüberwachung und lückenlose Rückverfolgbarkeit bis auf die Ebene einzelner Kavitäten. Es ist das erste Mal, dass Engel die Vernetzung von Spritzgießmaschine und LSR-Dosiereinheit über OPC UA entsprechend Euromap-82.3-Standard live auf einer Messe demonstriert. Deutlich wird, wie die Vernetzung die Produktion transparenter und sicherer macht und wie Arbeitsprozesse beschleunigt werden. Die Prozessdaten der Dosieranlage stehen während der laufenden Produktion in der CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine zur Verfügung und können für die präzise Prozessüberwachung und die kontinuierliche Prozessoptimierung genutzt werden. Die Dosierparameter werden im Teiledatensatz des Werkzeugs gespeichert. So stehen sie an der Maschinensteuerung zur Verfügung, wenn das Werkzeug erneut gerüstet wird.

K 2022, 19.-26. Oktober 2022, Düsseldorf, Halle 15, Stand C58

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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