Spritzgießlösungen für die Elastomer-Verarbeitung

Dichtungen, O-Ringe und Mini-Präzisionskomponenten aus Elastomeren wirtschaftlich fertigen – dafür zeigt Engel auf der DKT Spritzgieß-Lösungen.

Insgesamt drei Spritzgieß-Lösungen für die wettbewerbsfähige, wirtschaftliche und hochpräzise Verarbeitung von elastomeren Werkstoffen präsentiert der österreichische Maschinenbauer vom 27. bis 30. Juni 2022 auf der DKT IRC in Nürnberg: Neben der prozesssicheren und auf Dichtungen spezialisierten Flexseal-Baureihe sind eine holmlose und vollelektrische E-Motion TL für kleinste Präzisionskomponenten zu sehen. Welche positiven Auswirkungen die Holmlos-Technologie auf die Gesamteffizienz und die Stückkosten hat, wird zusätzlich bei der Herstellung von Membranen auf einer E-Victory deutlich.

Aus Festsilikon (HTV) werden während der vier Veranstaltungstage am Messestand von Engel auf einer servohydraulischen Flexseal 500/300 T in 102 Kavitäten O-Ringe produziert. Die Spritzgießmaschinen der Flexseal-Baureihe sind an die besonderen Anforderungen für das Herstellen von ORingen und Flachdichtungen angepasst. Geeignet für alle gängigen Gummimischungen und Silikone, arbeiten die Maschinen dank des horizontalen Maschinenkonzepts mit Schneckenspritzaggregat besonders präzise – eine wichtige Eigenschaft, da in der Dichtungsfertigung oft kleine Schussvolumina vorkommen.

Kontinuierlich, blasenfrei und druckkonstant transportiert ein Roto Feeder das Festsilikon. Der rotierende Trichter mit gegenläufiger Schnecke sorgt dabei für eine besonders hohe Prozesssicherheit. Die Drehfördereinrichtung wurde von Engel eigens für das Verarbeiten von Festsilikon und BMC (Bulk Moulding Compound) entwickelt.

Eine vollautomatische Fertigung wird bei der Flexseal mit Bürstvorrichtungen erreicht. Die Baureihe zeichnet sich zudem durch besonders kompakte Abmessungen aus. Verantwortlich für die hohe Energieeffizienz der Flexseal-Baureihe ist unter anderem die Servohydraulik Ecodrive, mit der die Maschinen standardmäßig ausgestattet sind. Mit Ecodrive sind die Antriebe nur dann aktiv, wenn die Maschine in Bewegung ist. Während der für Elastomere notwendigen längeren Heizzeiten jedoch ruhen die Antriebe und verbrauchen keine Energie.

Kleinste Präzisionskomponenten für die Augenheilkunde mit einem Einzelteilgewicht von 0,0013 g produziert in Nürnberg eine holmlose und vollelektrische E-Motion 50/30 TL Spritzgießmaschine in einem Kaltkanal-Nadelverschlusswerkzeug mit 32 Kavitäten. Die filigranen Teile sind 1,7 mm lang und haben nur 0,9 mm im Durchmesser. Eine präzise LSR-Dosierpumpe sowie ein Kamerasystem zur Qualitätskontrolle – beides realisiert von Ach Solution – sowie ein Viper 12 Linearroboter unterstützen die automatisierte Präzisionsproduktion der Mikroteile.

Tatsächlich aber erst möglich werden die winzigen Bauteile durch ein LSR-Mikrospritzgießaggregat, das Engel gemeinsam mit Ach Solution entwickelt hat. Damit können Spritzgießmaschinen von Engel Präzisionsbauteile aus Flüssigsilikon mit Schussgewichten deutlich unter 0,1 g herstellen. Das LSR-Mikrospritzgießaggregat arbeitet nicht nur sehr präzise, bei seiner Entwicklung standen darüber hinaus eine hohe Flexibilität und Wirtschaftlichkeit im Fokus. Dank eines Schnellkupplungssystems lässt sich das Aggregat in weniger als 30 min gegen ein herkömmliches Schneckenspritzaggregat tauschen, um die Produktivzeit der Spritzgießmaschine maximal auszuschöpfen.

Von diesem Mikrospritzaggregat profitieren vor allem Verarbeiter, die Abnehmer aus der Medizintechnik oder Consumer-Electronics-Industrie beliefern. Unter anderem werden für Smartphones sehr kleine elektronische Präzisionsbauteile und hochwertige Optikkomponenten benötigt.

Weitere Anwendungen gibt es in der Automobilindustrie. Die Elektromobilität und das autonome Fahren sind hier die Treiber. Auch Mehrkomponentenprozesse wird Engel mit dem neuen Mikrospritzaggregat realisieren, zum Beispiel um Dichtungselemente mit sehr kleinen Schussvolumina direkt an einen Grundkörper anzuspritzen.

Von der Holmlostechik profitieren auch andere LSR-Anwendungen, wie es das dritte Maschinenexponat auf der DKT IRC deutlich macht: Auf einer holmlosen E-Victory 265/80 werden in 16 Kavitäten Membranen aus LSR mit einem Gesamtschussgewicht von 18,4 g produziert. Werkzeug und LSR-Dosiertechnik werden durch den Projektpartner Elmet bereitgestellt.

Die Holmlostechnik ermöglicht nicht nur einen kleinen Footprint, sondern damit verbunden auch einem geringeren Energieverbrauch. Vielmehr wird durch diese Technologie auch die Automatisierung erleichtert, denn der Roboter kann ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen und im Werkzeugraum sicher agieren. Während der DKT IRC kommt ein Viper 6 Linearroboter zur Herstellung der Membranen zum Einsatz.

Eine hohe Präzision ist bei holmlosen Spritzgießmaschinen schon konstruktiv inkludiert. Der patentierte Force-Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Aufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die Schließkraft gleichmäßig über die Aufspannfläche verteilt wird. So werden sowohl die außen- als auch die innenliegenden Kavitäten mit exakt gleicher Kraft zugehalten, was den Werkzeugverschleiß reduziert und die Produktqualität steigert. Denn eine gratfreie, abfall- und nacharbeitsfreie sowie vollautomatisierte Verarbeitung von LSR ist – nicht nur unter wirtschaftlich schwierigen Randbedingungen – die wichtigste Voraussetzung, um wettbewerbsfähige Hightech-Produkte aus Flüssigsilikon herzustellen.

Über die Antriebstechnik der Maschinen hinaus hilft vor allem die Digitalisierung, das volle Potenzial der Maschinen im Hinblick auf Energieeffienz und Ressourcenschonung auszuschöpfen. Das intelligente Assistenzsystem IQ Weight Control zum Beispiel analysiert während des Einspritzvorgangs den Druckverlauf und vergleicht die Messwerte mit einem Referenzzyklus. Für jeden einzelnen Zyklus werden das Einspritzprofil, der Umschaltpunkt sowie das Nachdruckprofil an die aktuellen Bedingungen angepasst und damit das eingespritzte Volumen über die gesamte Fertigungsdauer konstant gehalten. Die Folge ist eine durchgehend hohe Produktqualität. Ausschuss wird proaktiv verhindert. Auf der DKT IRC setzt Engel IQ Weight Control bei der Herstellung der Mikropräzisionsbauteile auf der E-Motion TL und der Membranen auf der E-Victory Spritzgießmaschine ein. Auf dem CC300 Bedienpanel der Spritzgießmaschinen können die Messebesucher die Wirkungsweise der intelligenten Assistenz live verfolgen.

sk