Äußerst filigran strukturiert

Eine integrierte Lösung für die wirtschaftliche Produktion geometrisch sehr anspruchsvoller LED-Linsen zeigen Engel, ACH-Solution und Dow auf der Fakuma.

Flüssigsilikon (LSR) lässt sich effizient im Spritzguss verarbeiten und punktet darüber hinaus mit einer hohen Materialbeständigkeit. Als Werkstoff für optische Linsen gewinnt LSR deshalb stark an Bedeutung. Am Messestand von Dow Silicones werden auf einer holmlosen E-Victory 310/120 Spritzgießmaschine von Engel mit integriertem Viper 40 Linearroboter in einem Zwei-Kavitäten-Kaltkanalwerkzeug von ACH-Solution Linsen für LED-Scheinwerfer produziert. Sie stehen für ein breites Anwendungsspektrum. Außer für die Automobilindustrie rückt LSR für die Gebäude- und Straßenbeleuchtung zunehmend in den Fokus.

Der Grund liegt in den Materialeigenschaften: Die hochtransparenten Typen für optische Anwendungen weisen einen niedrigeren Vergilbungsindex als herkömmliche thermoplastische Linsenmaterialien auf. Sie sind sehr resistent gegenüber Umwelteinflüssen, wie UV-Strahlung, und von ‑40 bis +200 °C über einen breiten Temperaturbereich einsetzbar. Darüber hinaus ermöglichen sie eine besonders hohe Designfreiheit.

Auf der Fakuma wird Dowsil MS-1002 Moldable Silicone verarbeitet, das zu Thermoplast-ähnlichen glatten und sehr harten Oberflächen führt. Die äußerst filigran strukturierten Scheinwerferlinsen werden mit höchster Reproduzierbarkeit abgeformt. Es verlassen einbaufertige Linsen die Fertigungszelle.

Nicht nur aufgrund der komplexen Geometrie stellt die Herstellung der LED-Linsen hohe Anforderungen an die Prozesstechnik. Generell gilt, dass erst ein automatisierter, nacharbeitsfreier Prozess Hightech-Produkte aus LSR wirtschaftlich macht. Spritzgießmaschinen mit holmloser Schließeinheit bringen bereits konstruktiv die optimalen Voraussetzungen hierfür mit. Der freie Zugang zum Werkzeugraum ermöglicht besonders effiziente Automatisierungskonzepte und kompakte Fertigungszellen. Da sich die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen lassen, passt das voluminöse Linsenwerkzeug auf eine vergleichsweise kleine 1.200-kN-Spritzgießmaschine.

Für die hohe Abformgenauigkeit der holmlosen E-Victory ist unter anderem die herausragende Parallelität der Werkzeugaufspannplatten verantwortlich. Der patentierte Force Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Platte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die eingeleitete Kraft gleichmäßig über die Fläche verteilt wird. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen erfahren alle Kavitäten in der Trennebene die gleiche Flächenpressung, was selbst beim Verarbeiten sehr niedrigviskoser Silikone die Gratbildung verhindert.

Um auch beim Einspritzen die geforderte Präzision zu garantieren, ist die E-Victory mit einer elektrischen Spritzeinheit ausgestattet. Zusätzlich steigert IQ Weight Control die Prozesskonstanz. Das intelligente Assistenzsystem aus dem Inject 4.0 Programm von Engel ist in der Lage, Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und im Rohmaterial zu erkennen und noch im selben Schuss automatisch auszugleichen.

Ebenso regulieren sich die elektrischen Nadelverschlussdüsen im Werkzeug automatisch selbst. Das Servoshot System von ACH-Solution ermöglicht es, jeden Nadelverschluss einzeln anzusteuern.

Als Systemanbieter integriert Engel alle Komponenten der Fertigungszelle in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine, sodass sich der Gesamtprozess inklusive der LSR-Dosieranlage – Typ MaxiMix G2 von ACH-Solution – übersichtlich einstellen und kontrollieren lässt. Die Steuerungsintegration reduziert die Komplexität und erhöht den Bedienkomfort.

Eine Besonderheit auf der Fakuma: Der Messebesucher kann sich mit einer Augmented-Reality-Brille von AVR Tech Innovations durch die Arbeitsschritte, die zum Starten der Fertigungszelle erforderlich sind, führen lassen. In Form von Texten, animierten Objekten oder kurzen Videosequenzen blendet die Brille für die Anlagenbedienung hilfreiche Zusatzinformationen ein, die beschreiben, was wo und wie zu tun ist.

sk