Engel: Innovative Prozesstechnologien für Linsen und Leichtbau

Mit der Mehrschichttechnologie "optimelt" mit externer Kühlung vereint Engel nach eigenen Angaben bei der Herstellung von dickwandigen LED-Linsen eine hohe optische Qualität mit einer hohen Wirtschaftlichkeit - (Bilder: Engel).

Engel zeigt auf der PIAE - Plastics in Automotive Engineering in Mannheim auf duo Spritzgießmaschinen produzierte LED-Linsen für Fahrzeugscheinwerfer aus PMMA mit einer Dicke von 22 mm.

Immer häufiger werden hochwertige Optikkomponenten aus Kunststoffen hergestellt. Die polymeren Materialien sind leichter als Glas und bieten den Produktdesignern mehr Freiheit. Die Herausforderung besteht jedoch darin, eine hohe optische Qualität mit einer hohen Fertigungseffizienz zu vereinen. Die von Engel entwickelte und patentierte Mehrschichttechnologie "optimelt" mit externer Kühlung leistet nach Angaben des Maschinenbauers genau diesen Spagat.

Dabei wird zunächst ein Vorspritzling erzeugt und dieser in Folgeschritten mit weiteren Schichten desselben Materials überzogen. Durch das Überspritzen sollen sich Einfallstellen an der Oberfläche der zuvor ausgeformten Schicht ausgleichen, wodurch sich eine hohe optische Qualität erreichen lasse. Lichttechnische Untersuchungen sollen gezeigt haben, dass die Grenzflächen zwischen den Schichten die Leistung und Funktion der Beleuchtungsoptik nicht beeinflussen.

Da die Kühlzeit beim Spritzgießen mit dem Quadrat der Wanddicke zunimmt, erhöht die Mehrschichttechnologie vor allem bei der Herstellung dickwandiger Teile deutlich die Effizienz. Mehrere dünne Schichten kühlen in Summe schneller ab als eine dicke. Wird zudem der Linsengrundkörper zum Kühlen aus dem Werkzeug entnommen, verkürzt sich die Zykluszeit weiter. Das Abkühlen an der Luft dauert zwar länger als im Werkzeug, geht aber nicht mehr in die Zykluszeit ein.

Engel-Spritzgießmaschine vom Typ duo für die Herstellung von LED-Linsen.

Die Linsengrundkörper wurden auf einer duo 1060/400 Spritzgießmaschine in einem 4-fach-Werkzeug produziert. Der in die Fertigungszelle integrierte easix Knickarmroboter entnimmt die vier Teile und übergibt sie an eine externe Kühlstation. Von dort nimmt der Roboter gleichzeitig vier bereits ausreichend gekühlte Vorspritzlinge auf und übergibt diese an das 4+4-fach-Werkzeug der mit einem Drehtisch ausgerüsteten duo 600H/600H/500 combi Mehrkomponentenmaschine. Nacheinander werden dort zwei weitere PMMA-Schichten aufgespritzt, bevor der easix die fertigen Linsen entnimmt. Die Zykluszeit liegt den weiteren Angaben nach deutlich unter drei Minuten, obwohl die Vorspritzlinge rund 30 Minuten lang abkühlen. Die Kühlzeit lässt sich demzufolge über die Anzahl an Kühlpositionen in der externen Kühlstation steuern.

Die Verkettung einer Standardspritzgießmaschine mit einer Zwei-Komponenten-Maschine steht für eine sehr hohe Fertigungsflexibilität. Beide Maschinen können auch unabhängig voneinander mit anderen Werkzeugen ausgelastet werden.

Innovative Leichtbaukonzepte
Die Materialsubstitution mit dem Ziel geringerer Bauteilgewichte gilt in der Automobilindustrie als wichtiger Trend. Vor allem vier Themenbereiche stehen dabei in der Automobilindustrie u.a. im Fokus: LED-Linsen aus PMMA, Verscheibungsteile aus Polycarbonat, das Schaumspritzgießen und Composite-Verbundtechnologien.

In seinem Technologiezentrum für Leichtbau Composites in Österreich entwickelt der Maschinenbauer gemeinsam mit Partnerunternehmen und Universitäten besonders wirtschaftliche Verbundverfahren, die den Einzug von Composite-Technologien in die automobile Serie beschleunigen. Von HP-RTM und SMC über die Verarbeitung von thermoplastischen Halbzeugen wie Organoblechen und Tapes bis hin zu reaktiven thermoplastischen Technologien wie In-situ-Polymerisation (T-RTM) befassen sich die Engel Entwickler mit allen derzeit zukunftsweisenden Technologien. Mit der v-duo bietet Engel eine gezielt für die Anforderungen der Composite-Industrie entwickelte eigene Maschinenbaureihe an.

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

PIAE - Plastics in Automotive Engineering, 14.-15. März 2018, Mannheim

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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