Arburg: Kompakte Turnkey-Anlage für Leichtbauteile

Rad für Modellbau-Flugzeuge in einem Schritt gefertigt: An den geschäumten Reifen wurde zunächst die Felge angespritzt, bevor er mit TPE überspritzt wurde - (alle Bilder: Arburg).

Auf der K 2013 präsentierte Arburg mit einer Turnkey-Anlage und der Fertigung eines Leichtbauteils gleich zwei Neuheiten: Die nächste Entwicklungsstufe des Partikelschaum-VerbundSpritzgießens (PVSG) als Zwei-Komponenten-Anwendung und einen kleinen Sechs-Achs-Roboter mit Selogica-Bedienoberfläche, der auf einer weiteren Linearachse verfährt. Dadurch entsteht laut Anbieter eine sehr kompakte und flexible Automationslösung. Das Herzstück ist ein Zwei-Komponenten-Allrounder, der in einem Schritt ein fertiges Modellbaurad produzierte. Projektpartner waren die Firmen Krallmann (Werkzeug), Ruch Novaplast (Verarbeiter) und fpt Robotik (Automation).

Die ersten beiden Stufen des PVSG-Projekts wurden auf der Fakuma 2012 und den Arburg Technologie-Tagen 2013 vorgestellt. Zunächst ging es um die Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen geschäumtem Reifen und spritzgegossener Felge. Als zweiter Entwicklungsschritt folgte das Überspritzen des Reifens mit einer TPE-Weichkomponente. Auf der K 2013 wurden jetzt beide Schritt mittels Zwei-Komponenten-Spritzgießen kombiniert.

Das Modellbaurad entstand auf einem Zwei-Komponenten-Allrounder 470 S mit 1.100 kN Schließkraft und Spritzeinheiten der Größen 170 und 70. Die größere war mit einer 25 mm-Schnecke ausgestattet, die kleinere mit einer 18 mm-Schnecke, welche vertikal aufgestellt in die Werkzeug-Trennebene arbeitet. Das gesamte Handling übernahm ein erweiterter Sechs-Achs-Roboter.

Premiere: Sechs-Achs-Roboter auf Linearachse

Als Vorteil der mobil einsetzbaren Lösung gilt der vergrößerte Arbeitsraum, da der kleine Roboter auf der Achse verfahrbar ist.

Der kleine Agilus-Sechs-Achs-Roboter der Firma Kuka war hängend an einer Linearachse quer zur Maschine angeordnet. Arburg präsentierte die neue Automationslösung mit implementierter Selogica-Bedienoberfläche, die auch bei Kuka zu sehen war, zusammen mit dem Kooperationspartner fpt Robotik. Die Kombination des Sechs-Achs-Roboters mit einer Linearachse ermöglichte laut Unternehmen dynamischere Bewegungen und schnellere Eingriffe ins Spritzgießwerkzeug. Daraus resultierten demnach kürzeste Zykluszeiten und eine höhere Produktivität. Weiterer Vorteil dieser mobil einsetzbaren Lösung sei der vergrößerte Arbeitsraum, da der kleine Roboter auf der Achse verfahrbar ist und auch die Bodenfläche unterhalb nutzbar bleibe. So kann der Agilus-Roboter zahlreiche Aufgaben rund um die Spritzteilfertigung übernehmen. Von Größe und Leistungsfähigkeit her ist er mit Traglasten von sechs und zehn Kilogramm sowie Reichweiten bis 1.100 Millimeter genau auf die Bedürfnisse der Kunststoffverarbeitung abgestimmt.

In einem Schritt zum fertigen Modellbaurad

Auf der K 2013 war das PVSG erstmals als Zwei-Komponenten-Anwendung zu sehen: Zunächst wurde ein Partikelschaum-Reifen ins Werkzeug eingelegt und eine Kunststofffelge angespritzt. Nach dem Umsetzen des Vorspritzlings folgte das Umspritzen des Reifens mit einem TPE.

Zunächst entnahm der Sechs-Achs-Roboter die Reifen aus expandiertem Polypropylen (EPP) von einem Puffer und legte sie in das Werkzeug ein. Die Schließeinheit fuhr zu und die Felge aus PP wurde angespritzt. Während des Einspritzens dieser Kunststoff-Komponente entstand durch ein kontrolliertes Aufschmelzen der Oberfläche des geschäumten Einlegeteils eine feste und dauerhafte stoffschlüssige Verbindung. Danach wurde der Vorspritzling in die zweite Kavität umgesetzt und der Reifen mit der weichen TPE-Komponente überspritzt.

Beide Spritzeinheiten arbeiten mit offener Düse. Nach dem Auffahren der Schließeinheit entnahm das Robot-System das Fertigteil, legte einen neuen Reifen ein und der Zyklus begann von vorn. Die Zykluszeit lag bei 40 Sekunden. Der Sechs-Achs-Roboter mit weiterer Fahrachse führte die Fertigteile danach einer Anlage zu, die die kompletten Räder automatisiert in einzelne Beutel verpackte. Diese wurden im laufenden Prozess auch bedruckt.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
Das Rad für Modellbau-Flugzeuge entstand im Zuge einer Studie zur Herstellung von Verbund-Leichtbauteilen aus Partikelschaum und spritzgegossenem Kunststoff. Dies wird als ein weiterer Beweis für die breiten Aktivitäten von Arburg mit Partnern in Richtung Produktionseffizienz gewertet. Zum einen entstehen diese leichten Artikel automatisiert, zum anderen bringe die integrierte Funktionalität der dauerhaften Verbindung Vorteile für eine wirtschaftliche Serienfertigung zu reduzierten Stückkosten.

Mit der Herstellung des Modellbaurads zeigten die Projektpartner beispielhaft auf, welche Potenziale das Partikelschaum-VerbundSpritzgießen bietet. Es sind demnach viele weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar, die mit diesem Verfahren wirtschaftlich umsetzbar sind, etwa bei integrierten Funktionen oder im Bereich Dämmung. Allen gemeinsam ist der Oberbegriff Leichtbau, der aktuell in nahezu jeder Branche an Bedeutung gewinnt.

Weitere Informationen: www.arburg.com

K 2013, 16.-23.10.2013, Düsseldorf

Arburg GmbH + Co KG, Loßburg

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