Sumitomo (SHI) Demag: Hochgeschwindigkeits-Produktion von Pipettenspitzengießen – Kooperation mit Hekuma und Schöttli

In Zusammenarbeit mit Sumitomo (SHI) Demag und Hekuma haben Schöttli und Hekuma ihr technisches Know-how und ihre technologischen Ressourcen gebündelt, um in diesem Partnerschaftsprojekt den Fokus auf Geschwindigkeit und damit auf die Fähigkeit zur Steigerung der Jahresproduktion von Pipettenspitzen zu legen - (Bild: Sumitomo (SHI) Demag).

Mit der Technologie des Werkzeugspezialisten Schöttli, der IntElect S 100 von Sumitomo (SHI) Demag und dem Entnahmesystem von Hekuma wurde auf der Fakuma 2023 auf dem Hekuma-Stand eine Hochgeschwindigkeitslösung für die Produktion von Pipettenspitzen vorgestellt.

In Zusammenarbeit mit Sumitomo (SHI) Demag haben Hekuma und Schöttli ihr Know-how und ihre Ressourcen gebündelt, um in diesem Projekt den Fokus auf Geschwindigkeit und damit auf die Fähigkeit zur Steigerung der Jahresproduktion von Pipettenspitzen zu legen. "Dies erfordert eine herausragende Heißkanaltechnologie, eine optimale Entlüftung, die Möglichkeit der Kühlungsausrichtung sowie ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit", erklärt Benjamin Beverborg, strategischer Account Manager bei Schöttli.

"Obwohl es keine Exklusivität gibt, wollten wir als gleichgesinnte Technologieunternehmen den Mehrwert demonstrieren, der erzielt werden kann, wenn wir zusammenarbeiten, um eine spezifische Herausforderung in der Pipettenproduktion zu lösen", kommentiert Anatol Sattel, Director Business Development Medical bei Sumitomo (SHI) Demag.

Diese Produktionszelle für Pipettenspitzen im Reinraum ist mit einem 32-fach-Werkzeug von Schöttli ausgestattet, das eine spezielle 8-fach-Cluster-Technologie verwendet. Die Cluster-Konstruktion reduziert die Stillstandszeiten, indem sie den Zugang zu allen Formteilen von der Haupttrennlinie aus ermöglicht. Die zugehörige 8-Stern-Heißkanaldüse sorgt für Balancierung und tropffreies Anfahren bei kurzen Zykluszeiten. Das Werkzeug verfügt über eine optimierte Kühl- und Entlüftungseinrichtung für Maßhaltigkeit sowie das Schöttli Core Adjustment System. Dieses einfache Verstellsystem ermöglicht eine hohe Rundlaufgenauigkeit und Wanddickenhomogenität und erreicht Zykluszeiten von 4,9 Sekunden. Darüber hinaus ermöglicht das lineare Entnahmesystem eine weitere Reduzierung der Zykluszeit auf weniger als 4,5 Sekunden.

Schöttli hat ein Hochleistungswerkzeugkonzept entwickelt, das eine Weiterentwicklung des seit langem bewährten Schöttli Side-Gate Heißkanalsystems darstellt. Jedes Cluster hat acht leicht zugängliche und individuell austauschbare Kavitäten. Mit der speziellen Demontagevorrichtung können die Cluster auf der Maschine ausgebaut werden, um Zugang zu den individuell einstellbaren Kernen zu erhalten. Obwohl eine exzentrische Positionierung des Kerns während des Einspritzens wichtig ist, um die Anforderungen an die Konzentrizität der Spitzen zu erfüllen, werden Kern und Hülse beim Schließen des Werkzeugs zu 100 Prozent axial ausgerichtet, um Verschleiß zu vermeiden.

Da die 8-Stern-Düse im Swiss Medical Centre of Excellence entwickelt und hergestellt wird, verfügt jedes Werkzeug über ein individuelles Design und eine individuelle Düsengeometrie, um eine perfekte Ausbalancierung über alle Teile sowie eine ideale Abscherung vom Anspritzpunkt zu gewährleisten.

Das Herzstück ist schließlich das optimierte Kühl- und Entlüftungskonzept. Um einen homogenen Wasserfluss über das gesamte Werkzeug zu erhalten, mit der Kernkühlung als Flaschenhals, wird jeder Kern mit seinem vormontierten Kühlrohr vor der Auslieferung einzeln getestet. Da der Entlüftungszustand die thermische Situation während des Einspritzens maßgeblich beeinflusst, soll großer Aufwand betrieben worden sein, ein wartungsfreundliches Entlüftungssystem zu entwickeln, um Betriebszeit und Qualität auf hohem Niveau zu halten.

Das Kernprinzip der Schöttli Pipettenspitzen-Technologie, wie es Beverborg zusammenfasst, dreht sich darum, durch ein einfaches und zuverlässiges Werkzeugdesign bei gleichzeitiger Beibehaltung einer kompromisslosen Qualität und Leistung einen hohen Bedienkomfort zu bieten.

Anatol Sattel: "Die mit Pipettenspitzen verbundene Prozessleistung lässt keinen Spielraum für Fehler. Die IntElect S 100 von Sumitomo (SHI) Demag liefert die erforderliche Wiederholbarkeit und Präzision für anspruchsvolle Anwendungen. Die Notwendigkeit, 32 Kavitäten schnell zu befüllen, erfordert hohe Einspritzgeschwindigkeiten, wobei die Steuerung des Hoch- und Runterfahrens dieser Geschwindigkeiten das Geheimnis des Erfolgs ist. Die hochdynamische Direktantriebstechnik der IntElect kann in diesen Schlüsselbereichen schneller reagieren, was nicht nur der Qualität des Produkts zugutekommt, sondern auch zu kürzeren Zykluszeiten und damit zu einem positiven Ergebnis bei der Investitionsrentabilität (ROI) führt".

Die 0,14 Sekunden, die benötigt werden, um die maximale Einspritzgeschwindigkeit der IntElect von 350 mm/s zu erreichen, öffnen das Prozessfenster in kritischen Bereichen, in denen es manchmal den Unterschied zwischen einem vollen Teil und einem kurzen Schuss ausmachen kann. Außerdem kann diese Einspritzgeschwindigkeit dazu beitragen, Kernverschiebungen zu verhindern. Lange, dünne Kernstifte in Verbindung mit Pipettenspitzen sind anfällig für die mit langsamen Einspritzgeschwindigkeiten verbundenen Kräfte. Dieser Effekt wird durch die Verengung des Schmelzekanals noch verstärkt, die durch die Abkühlung des Materials beim Eintritt in die Kavität bei niedrigeren Einspritzgeschwindigkeiten entstehen kann. Außerdem kann so der Einspritzdruck gesenkt werden, der normalerweise erforderlich ist, um diese Verengung des Schmelzekanals auszugleichen.

Anton Geissler, verantwortlich für die Automatisierung innerhalb dieser Produktionszelle, stimmt dem zu: "Gerade bei der Produktion von anspruchsvollen Teilen wie Pipettenspitzen in hochkavitätigen Spritzgießwerkzeugen spielt eine kurze Werkzeugoffenzeit eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Bei einem 32-fach-Werkzeug führt jede Zehntelsekunde Verkürzung zu einem um bis zu 4 Millionen Teile höheren Ausstoß am Jahresende."

Fakuma 2023, Friedrichshafen, 17.-21. Oktober 2023, Halle B1, Stand 1105

Weitere Informationen: www.sumitomo-shi-demag.eu, hekuma.com

Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig

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