Engel: Vollelektrische Spritzgießmaschine produziert Stecker für die Fahrzeugelektronik

Ausgerüstet mit einer Vielzahl digitaler Lösungen ist die e-mac Spritzgießmaschine auf dem Messestand von Engel laut Anbieter das Erfolgsrezept gegen steigende Energiepreise - (Bilder: Engel).

Engel produziert auf der Swiss Plastics Expo 2023 am Messestand Stecker für die Fahrzeugelektronik. Bis zu 67 Prozent Energieeinsparung sind laut Anbieter möglich, wenn von der Spritzgießmaschine über die Temperierung bis zu den digitalen Assistenzsystemen alle Komponenten der Produktionszelle perfekt ineinandergreifen und exakt auf die Anforderungen des herzustellenden Produkts abgestimmt sind. Im Falle des Messexponats ist dies ein Stecker für die Fahrzeugelektronik aus PBT. Die filigranen Strukturen erfordern den weiteren Angaben zufolge eine sehr hohe Abformpräzision, die eine vollelektrische Spritzgießmaschine vom Typ Engel e-mac mit 800 kN Schließkraft sicherstellen soll. Zum Einsatz kommt ein 4-fach-Werkzeug. Das Gesamtschussgewicht beträgt 28 Gramm. Ein Engel viper Linearroboter in der neuen Baugröße 4 entnimmt die Bauteile aus dem Werkzeug und legt sie auf das integrierte Förderband ab.

Konstante Temperierverhältnisse
Für die Verarbeitung von einem Kilogramm PBT soll die auf der Swiss Plastics Expo präsentierte Produktionszelle lediglich 0,8 kWh Strom benötigen. Die vollelektrischen Antriebe der e mac Maschine würden zu dieser hohen Energieeffizienz beitragen. Einen noch größeren Anteil habe die integrierte Temperiertechnik in Verbindung mit digitalen Lösungen.

Mit ihrer filigranen Struktur stellen Stecker für die Fahrzeugelektronik hohe Anforderungen an den Spritzgießprozess. Zum Einsatz kommt eine vollelektrische Engel e-mac Spritzgießmaschine.

Fast 40 Prozent macht die Werkzeugtemperierung am Gesamtenergieverbrauch einer Produktionszelle aus. Sie ist damit der mit Abstand größte Energieverbraucher beim Spritzgießen. Seit mehr als zehn Jahren befasst sich Engel deshalb intensiv mit der Temperierung von Spritzgießprozessen und hat hierfür ein eigenes Produktprogramm aufgebaut. So ist auch die e-mac 80 auf der Swiss Plastics Expo mit e-flomo, e-temp und iQ flow control ausgerüstet.

Die Temperierwasserverteiler e-flomo überwachen und regeln Durchfluss, Druck, Temperatur und Temperaturdifferenz. Auf Basis dieser Messwerte regelt das intelligente Assistenzsystem iQ flow control die Temperaturdifferenz in allen Einzelkreisen aktiv aus. So sollen auch bei Schwankungen im System die thermischen Verhältnisse zu jeder Zeit konstant bleiben. Das Ergebnis sei eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und zudem ein minimaler Kühlwasser- und Energieverbrauch.

Eine weitere Energieersparnis ergibt sich durch die Integration der e-temp Temperiergeräte in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine über OPC UA. In der integrierten Engel Lösung wird die Drehzahl der Temperierwasserpumpen automatisch dem Bedarf angepasst.

Optimale Nachdruckzeit mit einem Klick

Die e-mac Maschine auf der Swiss Plastics Expo ist nicht nur mit iQ flow control, sondern allen im inject 4.0 Programm von Engel verfügbaren Assistenzsystemen ausgerüstet. Diese lassen sich jeweils aktivieren und deaktivieren, damit die Messebesucher die Funktionsweise live verfolgen können. Dabei soll deutlich werden, wie bereits einzelne iQ Lösungen bei den Herausforderungen der täglichen Spritzgießpraxis einen hohen Nutzen stiften. Die Engel Experten präsentieren verschiedene Szenarien, unter anderem zu den Fragen einer höheren Energieeffizienz oder konstanten Bauteilqualität, selbst wenn das Rohmaterial Chargenschwankungen unterliegt.

Mit dabei: iQ hold control, der neue Sollwertassistent zur Ermittlung der optimalen Nachdruckzeit. Bislang wird die Nachdruckzeit vor allem empirisch ermittelt, was viel Zeit und auch viel Rohmaterial erfordere. Das Assistenzsystem iQ hold control analysiert die Werkzeugatmung sowie die Position der Plastifizierschnecke, um die optimale Nachdruckzeit zu berechnen und dem Einrichter vorzuschlagen.

Da die Nachdruckzeit objektiv ermittelt wird, sollen auch weniger erfahrene Prozesstechniker bei einem Chargenwechsel mit nur einem Klick den Prozessparameter anpassen können. Ein weiterer Effizienzgewinn ergebe sich, wenn die automatisch ermittelte optimale Nachdruckzeit niedriger liege als die zu Beginn eingestellte. In diesen Fällen werde die Zykluszeit verkürzt. Zudem sinke der Energiebedarf.

Als ein weiteres Highlight ist der iQ process observer angekündigt, der über alle vier Phasen des Spritzgießprozesses – Plastifizieren, Einspritzen, Kühlen und Entformen – hunderte Parameter im Auge behält. Durch die kontinuierliche Analyse und Aufbereitung der gewonnenen Daten ermöglicht der iQ process observer eine rasche Diagnose von Qualitätsschwankungen. Die Software verfügt über eine intelligente Drifterkennung, womit proaktiv auf Prozessveränderungen hingewiesen werden kann. Erhöhte Ausschussraten sollen sich dadurch in den Griff bekommen lassen.

Kompakt und kosteneffizient
Mit der e-mac hat Engel eine vollelektrische Spritzgießmaschine im Programm, die zu vergleichsweise niedrigen Investitionskosten eine hohe Präzision, Leistung und Energieeffizienz mit einem äußerst kompakten Maschinendesign kombinieren soll. Sie sei zugeschnitten auf das mittlere Leistungssegment, das durch Zykluszeiten oberhalb von vier Sekunden charakterisiert sei. Außer in der Teletronics-Industrie finden Spritzgießmaschinen der vollelektrischen e-mac Baureihe Einsatz im technischen Spritzguss sowie in den Branchen Packaging und Medical.

Sämtliche Bewegungen der Engel e-mac – auch die Düsenbewegung und das Auswerfen – werden von servoelektrischen Antrieben ausgeführt. Damit würde die Maschine einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad erreichen. Das Spritzaggregat der Engel e-mac wurde mit Fokus auf eine noch höhere Dynamik von Grund auf neu entwickelt. Es steht in drei Leistungsklassen zur Verfügung, um die Maschine im Sinne einer maximalen Gesamteffizienz exakt an die Anforderungen anpassen.

Durch eine optimierte Kniehebelgeometrie bauen die e-mac Maschinen der neuen Generation kürzer als die bisherigen Ausführungen, ohne dass der Öffnungshub verkleinert wurde. Dies sorge für eine hohe Flächenproduktivität, die in vielen Betrieben eine immer wichtigere Effizienzkennzahl sei.

Swiss Plastics Expo 2023,
Luzern, Schweiz, 17.-19. Januar 2023, Halle 1, Stand A1001

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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