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So klappt die Einführung von In-Mold-Decoration schnell

Die Blende für ein Küchengerät ist im In-Mold-Decoration-Verfahren dekoriert und mit Kratzfestbeschichtung ausgestattet. Foto: Krauss Maffei

A & J. Stöckli hat bei der Einführung von In-Mold-Decoration (IMD) auf Krauss Maffei als Systemlieferant vertraut.

Damit ist der Kunststoffverarbeiter eines der ersten Unternehmen in der Schweiz, das In-Mold-Decoration anbietet.

Stöckli stellt mit rund 120 Mitarbeitern in Netstal/Schweiz hochwertige Spritzgussbauteile unter anderem für Haushaltsartikel, Logistikgebinde sowie technische Formteile und Sichtteile her. Für die Realisierung von Designblenden für einen Backofen sollte im Rahmen eines Kundenprojekts erstmals die IMD-Technologie zum Einsatz kommen. Der Hintergrund des Kundenwunschs: die Anforderungen in der Küche an die Haltbarkeit von Kunststoffteilen sind hoch. Vor allem die chemische Beständigkeit ist hier zu nennen. Schnell gelangt mal Teig von den Fingern an die Front eines Ofens – und dann wirken Eiweiße und Fette auf deren Oberfläche ein. Zudem sind Reinigungsmittel scharf und werden häufig angewendet.

Für Stöckli war klar: Um den engen Terminplan und die hohe Bauteilequalität sicherstellen zu können, muss man die Implementierung der neuen Technologie richtig vollziehen. Der Kunststoffverarbeiter setzt bereits seit Jahren auf Spritzgießmaschinen von Krauss Maffei, am Produktionsstandort in der Schweiz sind 20 davon mit Schließkräften von 500 bis 10.000 kN im Einsatz. Für die Realisierung des Maschinen- und Anlagenkonzepts wählte Stöckli deshalb auch den langjährigen Partner, welcher gemeinsam mit dem Folienhersteller Leonhard Kurz den gesamten Aufbau der neuen Anlage projektierte. Die Basis bildete eine GX 400 mit einem Knickarmroboter vom Typ IR 300 R2430 F/K. Letzterer wurde im Paket von der Sparte Krauss-Maffei-Automation geliefert, die ebenfalls maßgeblich an dem Projekt beteiligt war.

Dekor und Kratzfestbeschichtung in einem

Ein Knickarmroboter entnimmt die Blenden und führt die Bauteile dem UV-Tunnel zu. Foto: Krauss Maffei

Der IMD-Prozess übernimmt bei dem Bauteil zwei Aufgaben: Er sorgt für Dekor und Kratzfestbeschichtung. Dafür durchläuft eine Folie das Werkzeug und überträgt bei jedem Schuss ihr Lackpaket auf das Formteil. Damit dieses hinterher perfekt aussieht, muss die Herstellung möglichst partikelfrei vonstatten gehen. Deshalb ist auf der GX 400 eine Flowbox angebracht. Sie bewirkt mittels laminarer Luftströmung, dass Partikel aus dem Werkzeugbereich ferngehalten werden. Zusätzlich ist die Roboter-Schutzeinhausung nach oben hin geschlossen.

Wenn sich das Werkzeug öffnet, entnimmt der in die Maschinensteuerung MC6 integrierte Roboter die Blende, trennt den Anguss ab, und führt den Artikel der UV-Tunneleinheit zu, wo die Kratzschutzschicht ihre endgültige Festigkeit erhält.  

Bei der Konzipierung der Anlage war es nötig, die Schnittstellen aller Komponenten bestmöglich aufeinander abzustimmen, um Stöckli maximalen Bedienkomfort bei der neuen Technologie zu bieten. So gab es mechanische und elektrische Schnittstellen zum Vorschubgerät der Firma Kurz, und auch die Flowbox, der UV-Tunnel und weitere Akteure mussten angebunden werden.

Genug Platz für die In-Mold-Decoration-Komponenten

Die Fertigungszelle ist für die partikelarme Produktion mit einer Flowbox und oben mit einer geschlossenen Schutzeinhausung versehen. Foto: Krauss Maffei

Die Zwei-Platten-Maschine GX eignet sich durch ihre Bauweise besonders gut dafür, Prozessschritte wie IMD auf engstem Raum zu integrieren, weil sich im Bereich des Auswerfers und der beweglichen Platte reichlich Platz für das Equipment zum Bereitstellen und Durchziehen der Folien befindet. Gleichzeitig besticht die GX durch hohe Präzision auf der Schließenseite. Diese ist schon deshalb nötig, weil die Abdeckung im engen Toleranzbereich exakt und reproduzierbar hergestellt sein muss, um später gut verbaut werden zu können. Die Kombination aus robustem Führungsschuh Guidex und schneller Verriegelung Gears garantiert einen sicheren Formschluss.

APC Plus für mehr Prozessstabilität

Beim Spritzgießen selbst stellt die Maschinenfunktion APC Plus sicher, dass alle Bauteile mit außerordentlicher Konstanz gefüllt sind somit eine perfekte Einbautauglichkeit aufweisen. Anhand der Schmelzeviskosität und voreingestellter Materialparameter regelt die Maschine von Schuss zu Schuss den Umschaltpunkt von Füllphase zu Nachdruck. Dies ist besonders bei Chargenschwankungen und wechselnden Umgebungsbedingungen hilfreich, oder bei Produktionsunterbrechungen – beispielsweise wenn man die IMD-Fertigung nach Produktionsunterbrechung wieder hochfährt.

Rasche Rüstvorgänge

Das Team von Stöckli und Krauss Maffei, das die komplette Anlagentechnik gemeinsam auf den Weg gebracht hat. Foto: Krauss Maffei

Um die Maschine variabel für verschiedene Schussgewichte und Verweilzeiten zu gestalten, wurden mittels Adaption unterschiedliche Spritzeinheiten eingesetzt. Ein Werkzeugwechselsystem mit magnetischen Aufspannplatten erlaubt rasche Rüstvorgänge. Durch die durchdachte Schutzeinrichtung kann entweder mit UV-Tunnel, Förderband oder beiden Ablagevarianten gemeinsam gefertigt werden.

Für Stöckli hatte die Zusammenarbeit mit Krauss Maffei als Maschinenbauer und Systemintegrator doppelten Nutzen. Andreas Pittermann, Leiter des Geschäftsbereichs Kunststoff-Formteile: „Wir konnten nahezu die komplette Anlagentechnik mit einem Ansprechpartner realisieren. Dies war ein wichtiger Faktor um das anspruchsvolle Projekt in sehr engem Terminplan und perfektem Resultat umzusetzen. Das Anlagenkonzept ist für unsere Anforderungen und Kundenbedürfnisse optimal ausgelegt.“

sk