High-End-Temperiertechnik für High-End-Produkte

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Mehr als 100 Temperiergeräte von HB-Therm sorgen bei Roth Plastic Technology für kompromisslose Fertigung in höchster Qualität.

Was macht eine Kooperation aus, die bereits lange Jahre funktioniert? Gegenseitiges Verständnis, gegenseitige Hilfe, gegenseitiges Vertrauen. Und vor allem eine Technik, auf die man sich verlassen kann. Eine Technik, die dafür sorgt, dass beim Partner die Teileherstellung für seine Abnehmer ohne Probleme und auf höchstem Niveau läuft. Eine solche langfristige Zusammenarbeit verbindet die Unternehmen Roth Plastic Technology, eine Zweigniederlassung der Roth Werke GmbH, mit HB-Therm als exklusivem Lieferanten für die gesamte Temperiertechnik.

Die Roth Plastic Technology hat ihren Firmensitz in Dautphetal-Wolfgruben nordwestlich von Marburg/Deutschland. Die Aufgabe des Full-Service-Suppliers mit 175 Mitarbeitenden: Die Serienproduktion von Kunststoffkomponenten im Spritzgussverfahren. Das Leistungsspektrum erstreckt sich dabei von komplexen Komponenten und Baugruppen-Entwicklungen über Bauteil-Optimierungen sowie Werkzeug- und Fertigungskonzepte bis hin zur Herstellung und Veredelung solcher anspruchsvollen Baugruppen. Dabei ist die Roth Plastic Technology nicht nur Kompetenzzentrum zur Herstellung von Kunststoffteilen für die Firmen der Unternehmensgruppe, sondern arbeitet auch bekannten, international tätigen Unternehmen zu, unter anderem aus der Automobil- und Hausgerätebranche.

Bei der anspruchsvollen Produktion komplexer Teile, etwa im Bereich weiße Ware, setzt Roth Plastic Technology auf angepasste Temperiertechnik. Mehrere Thermo-5 Temperiergeräte mit Durchflussmessung und mehreren Temperierkreisen sorgen für eine hochgenaue Werkzeugtemperierung. Foto: HB-Therm

Verstetigung im Lauf der Zeit

Die Zusammenarbeit zwischen Roth Plastic Technology und HB-Therm hat sich im Lauf der Zeit gewandelt. Diesen Prozess hat der scheidende Prokurist und Werksleiter, Herbert Blodig, hautnah miterlebt und auch selbst beeinflusst. Er sagt zu dieser Entwicklung: „Der Einkauf von HB-Therm-Geräten und Technologien hat sich auf unserer Seite von einem rein bedarfsgetriebenen zu einem gezielten Ankauf spezifischer Temperierausrüstung für jede neue Spritzgießanlage verändert. Wir beschaffen heute speziell definierte Ausstattungen zur Temperierung für unsere Fertigungssysteme gleich mit, sozusagen als exakt abgestimmtes Ausrüstungspaket. Mit diesen hoch verlässlichen Produktkombinationen zuverlässiger Lieferanten sind wir auf der sicheren Seite. Denn auch wir haben einen Ruf als zuverlässiger Lieferant zu verlieren.“

Eingesetzt wird die HB-Therm Temperiertechnik von Roth vor allem für sogenannte weiße Ware sowie bei kleineren Schussgewichten. Die letzte Spritzgießmaschine mit Temperiergerät wurde im Oktober 2017 angeschafft. Von den in Summe 38 Anlagen arbeitet ein Anteil von rund 70 % mit der neuesten Temperiergeräte-Generation von HB-Therm, den Thermo-5. Der Hauptteil der Wasser-Geräte wird mit Temperaturen um die 90 °C betrieben, vereinzelt sind aber auch Thermo-5 mit bis zu 140 °C im Einsatz, die den notwendigen Temperaturbereich bis 120 °C in der täglichen Fertigung abdecken.

Hinzu kommen weitere Ölgeräte, die mit maximal 180 °C Temperaturvolumen aufwarten. Christian Semus, als Werksleiter in Dautphetal-Wolfgruben Nachfolger von Herbert Blodig, hält dazu fest: „Die höheren Temperaturen werden bei uns benötigt, um in unserer Fittingproduktion bis hinauf auf 160 °C temperieren und so das spezielle Material PPSU optimal verarbeiten zu können. Dieser Hochleistungskunststoff wird mit rund 390 °C in der Spritzeinheit aufbereitet, gemischt, verdichtet und dosiert. Nach dem Einspritzvorgang halten dann die Thermo-5 den gesamten weiteren Prozess thermisch stabil. Wir temperieren genau auf den Punkt, womit die Reklamationen in diesem Sektor gegen Null marschieren.“

PPSU oder Polyphenylensulfon gehört zu den thermoplastischen Hochleistungskunststoffen. Es ist zäh und hoch temperaturstabil. Aufgrund der hohen Materialkosten und der anspruchsvollen Verarbeitung werden Polysulfone nur in speziellen Anwendungen genutzt. Häufig passiert dies, wenn eine technische Alternative zu Polycarbonaten notwendig ist. PPSU deckt einen Temperaturbereich von minus 100 °C bis plus 200 °C ab und kommt meist für Komponenten elektrischer Geräte, im Fahrzeugbau, der Medizintechnik sowie etwa bei Roth für Gebäudetechnik-Produkte zum Einsatz. Das Material besticht besonders durch eine hervorragende Wärme- und Oxidationsbeständigkeit, ist hydrolysebeständig gegen wässrige und alkalische Medien und weist gute elektrische Eigenschaften auf.

Optimale Ergänzung

Neben der Durchflussmessung, die Herstellungsprozesse an sich stabil auf hohem Niveau überwacht, sind bei Roth auch Verteiler mit Durchflussmessung und bis zu vier Anschlusskreisen in die Anlagen integriert, was zunächst Energieeffizienzgründe hat. Dadurch werden die Pumpen der Thermo-5 optimal ausgelastet. 16 kW-Geräte kommen auch aufgrund geringerer Aufheizzeiten zur Wirkung, denn in diesen Fällen greift das langfristige Unternehmenskonzept von Roth: Die Roth Plastic Technology ist seit 2017 einer der wenigen regionalen Betriebe mit klimaneutraler Energiebilanz.

Roth setzt voll auf Nachhaltigkeit wie etwa durch die Nutzung erneuerbarer Energien, die Wärmerückgewinnung, die Energieeffizienz und den Bezug von Ökostrom. Unvermeidbare Emissionen gleicht der Standort Wolfgruben über den Kompensationsfonds Klima-Kollekte aus und unterstützt damit nachhaltige Klimaschutzprojekte. Das Unternehmen ist nach ISO 14001:2015 für sein Umweltmanagement zertifiziert. Außerdem wurde Roth Plastic Technology das Gütesiegel „EMAS-Umweltmanagement" der Europäischen Union für sein unabhängig geprüftes, kontinuierlich ressourcenschonendes Verhalten auf Basis individueller Umweltziele verliehen. Darüber hinaus ist das Unternehmen auch nach ISO 9001 sowie IATF 16949 für sein Qualitätsmanagementsystem zertifiziert.

Ein-Produkt-Strategie

Befragt zu den Hauptvorteilen und damit zu den Gründen, warum die Roth Plastic Technology seit so langer Zeit zu den treuen Kunden von HB-Therm zählt, hebt Christian Semus hervor: „Zunächst einmal geht es uns um die Betriebssicherheit der Geräte. Diese stellen wir über eigene Wartungspläne sicher und, im Problemfall, über den Service von HB-Therm in Deutschland. Allerdings sind wir gerade in diesem Sektor sehr zufrieden mit der Performance, weshalb sich die Einsätze seitens HB-Therm auch in sehr engen Grenzen halten. Hinzu kommt, dass sich unsere Mitarbeitenden durch die ,Ein-Produkt-Strategie’ auch nur mit einer Steuerung auskennen müssen und die Ersatzteilbevorratung einheitlich erfolgen kann. Der Umgang mit den Geräten ist so jedem Bediener klar – vor allem, was die eindeutige Interpretation der Daten angeht.“

Christian Semus, neuer Werksleiter der Roth Plastic Technology in Dautphetal-Wolfgruben und Nachfolger von Herbert Blodig, ist überzeugt von der Leistungsfähigkeit und den Ausstattungsfeatures der Temperiergeräte von HB-Therm. Zuverlässigkeit, Technologie und Lösungskompetenz der Schweizer sprächen für sich. Foto: Roth Plastic Technologie

Herbert Blodig erläutert ergänzend dazu die grösseren Zusammenhänge, wenn er festhält: „Die Ersatzteilstatistik belegt ja, dass sich die Investition in höherpreisige Technologie gelohnt hat. Gerade langfristig betrachtet sind die Thermo-5 Geräte von HB-Therm günstiger im Return of Invest als der Wettbewerb. Und da wir im Familienunternehmen Roth langfristig denken, funktioniert eine solche Amortisation schon allein aus Effizienz- und Umweltgründen. Deshalb denkt das Unternehmen beispielsweise auch über den Einsatz frequenzgeregelter Pumpen nach. Das passt genau zur Ein-Produkt-Strategie. Nicht zuletzt deshalb haben wir uns kontinuierlich von anderen Temperiergeräte-Herstellern verabschiedet.“

Mechanische Entriegelung aus POM

Ein 700 mm langes Bauteil aus POM dient zur mechanischen Entriegelung über einen Betätigungsknopf und ist ein Komfortfeature zur leichteren Gerätebedienung. Von ganz besonderer Bedeutung ist die Einhaltung der Längentoleranzen als qualitätsentscheidendes Kriterium: Diese können nur mit einem speziellen Temperaturprofil der Temperiergeräte so im Griff behalten werden, dass die vorgeschriebene Länge genau eingehalten wird.

Neben externen Einflußgrößen gilt es vor allem, die Werkzeugtemperatur bezogen auf die Bauteillänge im Auge zu behalten – die Maschinenparameter für die Fertigung im Vierfach-Werkzeug mit einem Meter Länge, etwa Spritz- und Nachdruck, sind hingegen weniger wichtig. Das hat mit den Vorgaben des Abnehmers zu tun: Konturelemente wirken auf die Mechanik (Schaltnocken) ein. Hinzu kommt, dass gerade im Einsatzbereich der Komponente wenig Bauraum vorhanden ist. Gefahren wird die Produktion zwischen 93 °C und 96 °C, wobei das Temperiergerät durch den Temperaturfühler im Werkzeug Abweichungen von gerade einmal ±1 °C toleriert.

Gelungener Temperiergeräte-Einsatz

Ein weiteres Beispiel für einen effizienten Einsatz eines Thermo-5-Geräts ist ein, im Grunde unscheinbarer beweglicher Haken. Auch hier wird mit einem Vierfach-Werkzeug gespritzt, wobei geringste Toleranzen im Scharnierbereich einzuhalten sind und wiederum auf enge Platzverhältnisse im Einbaubereich Rücksicht genommen werden muss. Das bedingt einmal mehr eine hochgenaue Temperaturführung. Vierfach-Medienverteilung mit Durchflussmessung verringert die Anzahl der Geräte im Einsatz. Das Energiemanagement umfasst darüber hinaus eine formnestbezogene Temperierung.

In der Anlaufphase werden QS-Stichproben aus der laufenden Fertigung entnommen, um die Nachschwindung zu messen. Dies geschieht direkt nach der Teile-Entformung sowie danach alle zwei Stunden in einem Zeitfenster von 26 Stunden, um die Maßhaltigkeit der gesamten Serienproduktion in den festgelegten Toleranzbändern garantieren zu können. Die Ausliterung der eingesetzten Werkzeuge zur genauen Einhaltung der Temperiervorgaben erfolgt vorab durch den Werkzeugbauer, aber auch intern. Christian Semus beschreibt den Umfang der Qualitätssicherung so: „Der Einsatz der Durchflussmessung für eine gleichbleibende Qualität ist in diesem Fall ein zentrales Element. Ergänzend hinzu kommt eine Temperaturdifferenzmessung, da auch Umgebungseinflüsse und Materialchargen Auswirklungen auf die Teilequalität haben.“

Blick auf die Verschlauchung zwischen Thermo-5 Temperiergeräten und der Spritzgießmaschine. Jede Verbindung kann separat an- und abgestellt werden, wobei „heiße“ Medienschläuche rot und "kalte" blau gekennzeichnet sind, um Verwechslungen zu minimieren. Foto: HB-Therm

Flankierende Maßnahme

Flankiert wird der Temperiergeräte-Einsatz bei Roth Plastic Technology durch ein detailliertes Wassermanagement. Dazu wurde die Verrohrung im Unternehmen geändert, um immer eine ausreichende Wasserversorgung aller Anlagen gewährleisten zu können. Die Wasserqualität wird über eine zentrale Filtration sichergestellt. Regelmäßige Untersuchungen und Wasserpflege halten das Medienniveau hoch, redundante Systeme garantieren für eine unterbrechungslose Wasserversorgung.

In diesen Bereich fällt auch das Vorhalten einiger Thermo-5 in Reserve, um eventuelle Ausfälle unmittelbar kompensieren zu können. Die Standzeiten der Temperiergeräte sind allerdings, bedingt durch diese Maßnahmen, entsprechend hoch. Christian Semus bringt es auf den Punkt: „Eine solche Top-Wasserqualität ist bei uns zwingend notwendig, denn wir arbeiten mit relativ kleinen Kühlquerschnitten, die sich gerne auch mal zeitnah minimieren oder zusetzen. Dem können wir durch solche Aktivitäten sehr gut vorbeugen.“

Gestärkt in die Zukunft

Zu den wichtigsten Stärken der HB-Therm Geräte gehören laut der Entscheider bei Roth Plastic Technology die einstell- und überwachbaren Toleranzbänder. Diese warnen rechtzeitig vor der Herstellung von Schlechtteilen. Ein Eingreifen ist dadurch bereits möglich, bevor die Fertigung problematisch wird. Das garantiert höchste Prozessstabilität und eine kontinuierliche Gutteile-Ausbringung.

Hinzu kommt die vorbeugende Wirkung der HB-Therm Durchflussmessung. Christian Semus hebt hervor: „Aufgrund der unbedingt notwendigen feinfühligen Temperaturführung im Prozess sind gesperrte Durchflüsse ein absolutes ,No go’. Mit der HB-Therm Durchflussmessung hat ein signifikanter Qualitätssprung in unsere gesamte Teileproduktion Einzug gehalten. Das ist auch aufgrund unserer längerfristigen Produktlebenszyklen wichtig. Die gesamte Herstellung können wir auf diese Weise chargengenau sauber gegenüber unseren Kunden dokumentieren. Das ist ein wichtiger Schritt in unserer Qualitätssicherung, gerade auch im Hochtemperaturbereich und bei kleinen Durchflussmengen, die mit der HB-Therm-Technik zuverlässig messbar sind.“

Alle Temperiergeräte wurden in einem ersten Schritt mit entsprechenden Schnittstellen zum Datenmanagement ausgestattet. Die Visualisierung der Vorgänge erfolgt über die Integration der Steuerungsbildschirme in die Maschinensteuerung der Spritzgießanlagen. Die Dokumentation der produzierten Qualität ist kavitätengenau, gespeichert werden die kompletten Einstelldatensätze gemeinsam. In einem zweiten Schritt ist mittelfristig auch die Einbringung der Daten in ein übergeordnetes MES-System vorgesehen.

sl

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