Arburg: Schwerpunkte Energieeffizienz und Branchenlösungen mit neuen hybriden und elektrischen Spritzgießmaschinen

Ganz im Zeichen des Megatrends Energieeffizienz steht auch in diesem Jahr wieder der Arburg-Messeauftritt auf der Fakuma 2009. Arburg (www.arburg.com) hat im Bereich energieeffizienter Maschinen mit den elektrischen Allroundern Alldrive und den hybriden Allroundern Hidrive zwei komplette Baureihen im Programm. Allein fünf der insgesamt neun Exponate sind Maschinen dieser beiden Baureihen und dementsprechend mit dem Arburg-Energieeffizienz-Label "e2" gekennzeichnet.

Aber nicht nur ihre energieeffiziente Arbeitsweise zeichnet die Allrounder A und H aus, sondern auch ihre Anwendungsvielfalt in Sachen Branchenlösungen, ihre Flexibilität bei Automationen und ihr Potenzial hinsichtlich Zykluszeitreduzierungen. Passend dazu werden die energie- und leistungseffizienten Maschinen mit Anwendungen der Wachstumssektoren der Spritzgießbranche wie etwa Verpackung, Medizintechnik und Optik vorgestellt, zum Teil auch integriert in komplexe Fertigungszellen.

Allrounder Hidrive: konzipiert für höchste Produktivität
Die erstmals zu den Technologie-Tagen im Frühjahr vorgestellte Hidrive-Maschinenreihe wird auch auf der Fakuma prominent präsent sein. Diese hybriden Maschinen bringen das Beste aus dem modularen Arburg-Baukastensystem zu einem Hochleistungs-Maschinenkonzept zusammen: Sie kombinieren die servoelektrische Schließeinheit der Allrounder A und die hydraulischen Spritzeinheit der Allrounder S mit Hydraulikspeichertechnik und servoelektrischem Dosieren zu einer leistungsstarken und zykluszeitoptimierenden Maschinenbaureihe. Höchste Produktionsleistung bei gleichzeitig reduziertem Energieverbrauch in Verbindung mit einem äußerst attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis sind die Merkmale der Hidrive-Maschinen. Damit lassen sich diese, wie auf der Fakuma demonstriert wird, zur Fertigung von Bauteilen für anspruchsvolle Branchen einsetzen.

Dazu gehört die Medizintechnik, in der neben Präzision und Sauberkeit, auch die Schnellläuferqualitäten einer Maschine gefragt sind. Dass die Hidrive-Baureihe diese Anforderungen umfassend erfüllt, beweist der Allrounder 520 H mit 1.500 kN Schließkraft und Spritzeinheit 800. Ausgestattet mit einem 32-fach-Werkzeug mit Vollheißkanal werden Spritzenkörper, sogenannte Barells, aus PP in einer Zykluszeit von nur sechs Sekunden gespritzt. Realisiert wird das ?durch die schnellen, dynamischen Werkzeugbewegungen der servoelektrischen Kniehebel-Schließeinheit, die gleichzeitigen Fahrbewegungen durch voneinander unabhängige Bewegungsachsen, die hohe Einspritzdynamik und den großen Einspritzvolumenstrom.

Den Einsatz der neuen Hidrive-Baureihe im automatisierten Automobilsektor demonstriert Arburg mit der Produktion eines Steckereinsatzes. Dieses sehr präzise technische Spritzteil wird in einer Zykluszeit von 14 Sekunden auf einem Allrounder 370 H mit 600 kN Schließkraft, Spritzeinheit 290 und 4-fach-Werkzeug gespritzt. Teileentnahme und Angussselektierung übernimmt ein vertikal eingreifendes Multilift V Robot-System, das die Spritzteile kavitätsbezogen ablegt, um eine detaillierte Qualitätssicherung - wie in der Automobilbranche gefordert - gewährleisten zu können. Einen reibungslosen und schnellen Produktionsablauf stellt übergeordnet die Selogica-Steuerung sicher, in die das Robot-System komplett integriert ist, und die alles zentral managt.

Allrounder Alldrive: größeres Spektrum an elektrischer Präzision
Die elektrischen Allrounder A kombinieren aufgrund ihrer vollelektrischen Ausstattung Schnelligkeit und Präzision mit hoher Energieeffizienz. Geräusche und Emissionen bleiben entsprechend gering, weshalb sich diese Maschinen besonders für die Produktion von High-End-Spritzgießteilen eignen.

Aus dem anspruchsvollen Bereich der Optik stellt Arburg eine hochinteressante Anwendung auf der neuen kleinsten elektrischen Maschine vor. Der Allrounder 270 A mit 350 kN Schließkraft und Spritzeinheit 70 produziert mit höchster Präzision einen Lichtwellenleiter mit Mikrostrukturen auf der Oberfläche. Lichtwellenleiter kommen überall dort zum Einsatz, wo Licht gezielt ein- und ausgeleitet werden soll, etwa in der Beleuchtungs- oder der Lichtleitertechnologie. Ein Arburg-Thermolift Materialtrockner und -förderer mit Trockenlufteinheit wird zur Aufbereitung des PC-Granulats eingesetzt, ein Temperiergerät mit Schnittstelle zur Maschine sorgt für eine exakte Werkzeugtemperatur, die bei der Produktion optischer Teile zwingend notwendig ist. Nach der Teilentnahme durch das vertikal eingreifende Robot-System Multilift V fährt dieses einen Messpunkt an, auf dem die Spritzteile punktuell mit einer Lichtquelle beleuchtet werden, um die Lichtwellenleitung auf Qualität und Funktion zu überprüfen. Danach werden die Spritzteile geordnet auf einem Förderband abgelegt. Alle Funktionen der Peripheriegeräte sind hier in die Selogica-Steuerung integriert, sodass der gesamte, komplexe Produktionsprozess inklusive der Qualitätsprüfung einfach und sicher zu handhaben ist.

In Sachen Schnelligkeit und Produktivität stellt die Verpackungstechnik die weitaus höchsten Anforderungen. Diesen wird der neue große Allrounder 720 A (Bild), der die elektrische Arburg-Maschinenreihe seit der Vorstellung auf den Technologie-Tagen nach oben abschließt, mehr als gerecht - wie die schnelllaufende Dünnwandanwendung auf der Fakuma zeigt. Die Maschine mit einem lichten Säulenabstand von 720 x 720 Millimetern und einer Schließkraft von 3.200 kN wird auf der Messe erstmals mit der neuen elektrischen Spritzeinheit 1300 vorgestellt. Diese verbindet dynamische, präzise Einspritzbewegungen mit einem hohen Potenzial zur Energieeinsparung, vor allem durch den servoelektrischen Dosierantrieb. Die komplett voneinander unabhängigen Antriebe der einzelnen Achsen ermöglichen gleichzeitige Fahrbewegung und damit in vielen Fällen eine deutliche Reduzierung der Zykluszeit.

Individuelle Projektanlagen mit hoher Flexibilität
Darüber hinaus zeigen mehrere komplexe Fertigungszellen anschaulich, wie Teile vollautomatisch in Serie gefertigt werden können.

Als weitere Branchenlösung aus dem Verpackungssektor wird eine Inmould-Labelling-Anlage vorgestellt, die rund um einen elektrischen Allrounder 570 A mit 2.000 kN Schließkraft und Spritzeinheit 800 mit Barriereschnecke aufgebaut ist. Als Dünnwandanwendung entstehen in dem IML-Werkzeug sechs Joghurtbecher mit Rundboden zu je 125 Gramm Füllinhalt. Das Spritzteilgewicht liegt bei 6,3 Gramm, die sechs Becher aus PP werden in nur 3,5 Sekunden Zykluszeit hergestellt. Entsprechend hoch ist die Leistungsfähigkeit in Bezug auf die Materialaufbereitung, die bei knapp 40 kg/h liegt. Die IML-Anlage von Swiss Robotics wurde speziell auf diese Anwendung abgestimmt und zeichnet sich durch schnelle Bewegungen und hohe Produktivität aus. Neben dem Labelhandling mit Einlegen direkt ins Werkzeug übernimmt die Anlage auch die Teileentnahme sowie die Abstapelung der gebrauchsfertigen Becher. Kurze Eingriffszeiten sind aufgrund der hochpräzisen und gleichzeitigen Maschinenbewegungen realisierbar. Eine hohe Sicherheit ist dabei durch die Anbindung der Anlage an die Selogica-Steuerung gewährleistet, in die auch die weitere Peripherie der Fertigungszelle - Saugförderer und Tagesbehälter für die notwendige Materialmenge - integriert ist.

Ein interessantes Feature ist zudem die Energieverbrauchsmessung, über die sich an der Selogica-Maschinensteuerung der Energieverbrauch im Spritzgießprozess nicht nur online ermitteln, sondern vor allem auch gezielt optimieren lässt.

Über diese Option verfügt auch der größte Allrounder 920 S mit 5.000 kN Schließkraft, Spritzeinheit 4600 und Hydraulikspeichertechnik, auf dem die bereits bekannte, von Ifco Systems patentierte Klappbox entsteht. Als Anwendung aus dem Bereich Technischer Spritzguss wird hier die Integration nachfolgender Arbeitsschritte in den Produktionsprozess eindrucksvoll demonstriert.

Dabei entnimmt das vertikal eingreifende Robot-System Multilift V die fünf Einzelteile mit einem Gesamtgewicht von 900 Gramm aus dem Familienwerkzeug mit Vollheißkanal und Nadelverschlussdüse. Anschließend werden sie auf einer Montage- und Verstemmstation abgelegt und zur fertigen Klappbox zusammengefügt. Die insgesamt 33 Regelkreise des Werkzeugs wurden platzsparend in den Maschinenaufbau integriert. Die zentrale Materialversorgung mit gravimetrischer Farbdosierung ermöglicht eine schnelle Farbwechsel und damit eine hohe Flexibilität in der Produktion. Auch hier wird die gesamte Anlage inklusive Peripherie in bewährter Weise über die Selogica-Steuerung zentral programmiert und gesteuert.

Spektakulär ist die äußerst kompakte Anlage, auf der der bekannte Arburg-Buggy vollautomatisch hergestellt wird. Im Fokus dieser Anwendung aus dem Bereich Technischer Spritzguss steht neben dem Umspritzen von Einlegeteilen auch hier wieder die Integration nachgeschalteter Montageschritte. Die Fertigungszelle besteht aus einem vertikalen Allrounder 375 V mit 500 kN Schließkraft und Spritzeinheit 170 sowie einem Sechs-Achs-Roboter. Dessen komplexe Bewegungsabläufe bieten eine sehr hohe Flexibilität bei vergleichsweise geringem Platzbedarf.

Ein Highlight dieser Anwendung ist die sehr einfache Programmierung des Sechs-Achs-Roboters, auf dessen Bedienoberfläche der bewährte Ablaufeditor der Selogica-Steuerung implementiert wurde. Die Kommunikation mit der Selogica-Steuerung erfolgt über die Robot-Schnittstelle sowie eine zusätzliche Feldbus-Erweiterung. Durch diese Echtzeitanbindung sind komplexe Eingriffe in das Spritzgießwerkzeug sehr einfach zu realisieren. Ebenso ist das Anfahren der Anlage nach einer Zyklusunterbrechung sehr einfach von einer Bedienstelle aus möglich.

Der Roboter übernimmt sowohl das Einlegen der Metallachsen als auch die komplette Teileentnahme, die Angussseparierung sowie die vollständige Montage der Einzelteile zum fertigen Produkt. Die Zykluszeit liegt bei 30 Sekunden pro Buggy, das Spritzteilgewicht beträgt 25 Gramm.

Ergänzt wird das Thema "Einfache Robot-Programmierung" durch das Exponat Allrounder 420 C Golden Edition mit Multilift V Select. Mit der Teach-in-Funktion lernt das Robot-System, welche Positionen es anfahren muss, um Teile punktgenau zu entnehmen und wieder abzulegen. Hierfür werden alle Positionen des Robot-Systems nacheinander manuell abgefahren und jeweils mit der Teach-Taste bestätigt. Dabei werden alle notwendigen Parametereingaben in der Steuerung automatisch geprüft. Parallel dazu erstellt die Selogica selbstständig den Robot-Ablauf und integriert diesen in den Maschinenzyklus.

Darüber hinaus lässt sich der zulässige Arbeitsbereich des Robot-Systems sehr einfach konfigurieren und damit die Sicherheit weiter erhöhen. Dass für diese innovative Möglichkeit, Robot-Systeme zu programmieren, keine speziellen Programmierkennisse notwendig sind, wird den Besuchern des Arburg-Messestands live demonstriert.

Planung und Wartung für mehr Wirtschaftlichkeit
Die Hälfte der Exponate arbeiten mit Robot-System beziehungsweise sind in komplexe Fertigungszellen integriert. Das belegt die kontinuierlich zunehmende Bedeutung von Automationslösungen, um hochwertige Produkte wirtschaftlich herstellen zu können.

Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit wird es zudem immer wichtiger, eine konstant hohe Produktqualität zu gewährleisten, die Fertigung optimal auszulasten, Stillstandzeiten zu minimieren und damit letztendlich auch die Energieeffizienz der Produktion zu steigern. Wie sich dieses Ziel mit einer zentralen Fertigungsplanung und -steuerung erreichen lässt, demonstriert Arburg auf der Fakuma mit dem Arburg Leitrechner-System (ALS), das den Zugriff auf alle Exponate ermöglicht. Das ALS bietet einen umfassenden Überblick über die gesamte Produktion sowie einen schnellen und sicheren Zugriff auf aktuelle Daten der laufenden Spritzgießproduktion. Diese lässt sich mit dem ALS sowohl effektiv planen als auch umsetzen. Dabei kann auch die Maschinen- und Werkzeugwartung gezielt eingeplant werden, was im Hinblick auf präventive Instandhaltung immer wichtiger wird. Alle Fragen rund um dieses Thema beantwortet das Arburg-Service-Team auf dem Messestand. Darüber hinaus wurde auch das Schulungsprogramm um einen entsprechenden Kurs erweitert.

Zielgerichtetes Messeprogramm
Die Besucher der Fakuma können sich bei Arburg auch in diesem Jahr wieder sehr zielgerichtet über die neuesten Entwicklungen der Spritzgießtechnik informieren. Das Unternehmen stellt vor allem leistungsstarke Maschinentechnik und Anwendungen vor, mit der eine präzise und energieeffiziente Spritzgießproduktion gefahren werden kann. Die neuen Baugrößen der elektrische Allrounder Alldrive und deren neue Spritzeinheit 1300 sowie die neuen Allrounder Hidrive als hybride Hochleistungsmaschinen mit energieeffizienter Antriebstechnik zur zykluszeitreduzierten Spritzteilproduktion geben hier die Richtung vor.

Ergänzt wird die maschinenbezogene Schwerpunktsetzung durch die Präsentation mehrerer Projektanwendungen, die anschaulich demonstrieren, wie eine Integration vor- und nachgelagerter Arbeitsschritte die Herstellung von Spritzteilen zeit- und kostengünstig macht. Die gezeigten Anwendungen zielen vor allem auf die Branchen Verpackung, Medizintechnik, Optik und technischer Spritzguss ab. All dies sind Spritzgießsektoren, in denen Arburg in den kommenden Jahren ein hohes Wachstumspotenzial sieht und deshalb zielgerichtete Lösungen für eine reibungslose und qualitativ hochwertige Teilfertigung anbietet.

FAKUMA 2009, Friedrichshafen, 13.-17.10.2009, Hall A3, St. 3101

Arburg GmbH + Co KG, Lossburg

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