3D-Druck boomt - K

Heißkanaltechnik
Neue Düse von
HRS Flow für
dickwandige Teile
Seite 15
Verbundwerkstoffe
Fritzmeier setzt auf
HD-RTM-Technologie von Krauss
Maffei Seite 23
DIE ZEITUNG DER KUNSTSTOFF- UND KAUTSCHUKINDUSTRIE
3D-Druck boomt
Additive Fertigung erwartet jährliche Wachstumsraten von mehr als 30 Prozent –
konventionelle Technologien werden ersetzt – Luftfahrt und Medizin als Vorreiter
46. JAHRGANG
Ausgabe 23 | 4. Dezember 2015
POLYME ( H ) R
Erst drucken, dann gucken
Im Zeitalter der Hightechmedizin wirkt ein Mikroskop zur Diagnostik fast schon banal. In vielen wirtschaftlich schwachen Regionen
der Welt fehlt aber das Geld zur Anschaffung der oft sehr teuren
optischen Geräte. Abhilfe könnte jetzt eine Idee aus Texas bringen.
Dort haben Wissenschaftler ein Mikroskop entwickelt, das im 3DDruck hergestellt in Großserie nur 600 USD kosten soll.
AUS DEM INHALT
Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt
sind die Vorreiter beim Einsatz additiv gefertigter Bauteile. So werden zum Beispiel verschiedene Bauteile für den Airbus A350 XWB
mit 3D-Druckern hergestellt Foto: Airbus
WIRTSCHAFT
Automatisierung bewegt die Messe Automatica����������������� 4
BRANCHE
Opel reduziert mit 3D-Druck Herstellkosten von Montagewerkzeugen um 90 Prozent��������������������������������������������������� 9
TECHNOLOGIE
Komplexe Automationslösung für Insert Moulding und
Hinterspritzen von UD-Tapes����������������������������������������������� 13
Im FO US
Mehr Effizienz durch dünnflüssigeres Hydrauliköl?��������� 26
•
•
•
•
hat die Experimentierphase verlassen und wird zum boomenden
Geschäft. Im kommenden Jahr
werden die Umsätze weltweit um
rund 30 % auf mehr als 7 Mrd. USD
steigen. Zu diesem Ergebnis
kommt eine Studie der internationalen Managementberatung
Bain & Company.
Und das ist erst der Anfang. Bain
geht davon aus, dass auch weiterhin jährliche Wachstumsraten von
mehr als 30 % erreicht werden und
der Markt bis 2018 auf 12 Mrd. USD
wachsen wird.
Die optimistische Einschätzung
von Bain teilt auch David Reis,
CEO des Weltmarktführers Strata­
sys: „Die additive Fertigung ist
dabei, auf breiter Front in die Industrie einzuziehen, und hat großes Potenzial, konventionelle
Technologien zu verdrängen.“
Wie David Reis auf der Formnext
erklärte, hat sich die additive Fer-
Automation wächst leicht
Kunststoff-Rohstoffe
Produktkonzeption
Prototypenentwicklung
Material- und Bauteilprüfung
ZVEI-Fachverband Automation
veröffentlicht Zahlen für 2015
NEU: ONliNE-PrOdUktfiNdEr
www.barlog.de/produktfinder
36,4 Mrd.
DIE ZAHL DER WOCHE
Der Weltmarkt für amorphes PET
(PET‑A) soll laut einer aktuellen Studie
von Markets and Markets in den
kommenden fünf Jahren jährlich um
7,5 % anwachsen auf 36,4 Mrd. USD
(34,2 Mrd. EUR) im Jahr 2020. Getrieben werde die Entwicklung vor allem
durch die wachsende Nachfrage nach
PET-A für Getränkeflaschen.
Flaschen sind auch das bedeutendste
Anwendungsgebiet für PET-A.
Wichtigster Markt ist weltweit die
Region Asien-Pazifik, wo rund ein Drittel des weltweit verbrauchten PET‑A
verkauft wird. Auf den Plätzen folgen
Europa und Nordamerika. Der Markt
war in den vergangenen Jahren von
Zusammenschlüssen und Übernahmen geprägt.
Additive Fertigung Der 3D-Druck
Stimmungshoch Die deutschen
Unternehmen der Automation
erwarten bis Jahresende 2015 ein
leichtes Wachstum von insgesamt
3 bis 4 %. Dies berichtet Roland
Bent, Vorstandsmitglied des
ZVEI-Fachverbands Automation,
auf der Pressekonferenz anlässlich
der Messe SPS IPC Drives in Nürnberg. Die Branche kommt in
Deutschland in den ersten neun
Monaten 2015 auf einen Umsatz
von 36,2 Mrd. EUR; das entspricht
einem Wachstum von 5,2 %. Der
Auftragseingang ist um 7,8 % gewachsen.
Die Ausfuhren der drei Automationssparten – Schaltgeräte,
Schaltanlagen, Industriesteuerungen, Mess- und Prozessautomation sowie elektrische Antriebe – sind von Januar bis September 2015 im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um 2,9 % auf
26,5 Mrd. EUR angestiegen. „Die
Nachrichten aus unserer Branche
sind gut. Sie stehen aber noch
immer Meldungen über die allgemeine Wirtschaftslage in
Deutschland und der Welt gegenüber, die uns diffus in die Zukunft
blicken lassen“, berichtet Bent.
Unsicherheiten gingen von dem
osteuropäischen und dem arabischen Raum aus. „Die Flüchtlingskrise hält uns in Europa in Atem.
Auch der Russland-UkraineKonflikt lässt uns weiter seine
Auswirkungen spüren“, so Bent.
Die Branche erwartet für das
kommende Jahr wieder leichtes
Wachstum, allerdings geringer als
in diesem Jahr.
Jürgen Amedick, Vorsitzender des
Fachverbands elektrische Antriebe, bestätigt diese Prognose auch
für den Bereich der elektrischen
Antriebe: „Bis Jahresende erwarten wir in etwa 1,5 Prozent mehr
Umsatzwachstum als im Vorjahr.
Auch im kommenden Jahr sollte
ein geringes Wachstum drin
sein.“ sl
www.zvei.org
tigung im Design, im Formenbau
und für die Herstellung von Proto­
typen bereits in allen Branchen
etabliert und hält derzeit Einzug
in die Fertigung. In der Medizintechnik und in der Luft- und
Raumfahrt werden bereits 3Dgedruckte Bauteile eingesetzt und
für David Reis ist der Einsatz in
der Produktion bei den anderen
Branchen nur eine Frage der Zeit.
Dies kann durchaus in Kombination mit etablierten Technologien
erfolgen. Dazu Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg,
der auf die interessante Möglichkeit hinweist, „funktionsfähige
Bau- und Ersatzteile werkzeuglos
sehr kurzfristig einzeln oder in
kleinen Stückzahlen herzustellen
oder – kombiniert mit Spritzgießen – Großserienteile zu individualisieren“. gk
www.arburg.com
www.bain.com
www.stratasys.com
Vielleicht werden sich
E-Papers eines Tages wie
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WIRTSCHAFT
2
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
EDITORIAL
In der Produktion angekommen
Additive Fertigung: Nach großen Erfolgen bei Mustern
und Prototypen auf dem Weg in die Produktion
Wenn man als Besucher der Formnext mit offenen komplexe Teile für die Luft- und Wasserführung
Augen durch die Gänge der eindrucksvollen Hal- im Flugzeug, die sich mit anderen Verfahren nicht
le 3 des Frankfurter Messegeländes gelaufen ist, herstellen lassen. Aber auch für einfachere Bau­teile
konnte man schon ins Grübeln kommen, wie sich ist die additive Fertigung für den Flugzeugbau
die additive Fertigung gerade in letzter Zeit entwi- durchaus interessant, da sich viele Teile additiv
ckelt hat. Mit dem ganz eigenen Charme kreativer günstiger herstellen lassen als mit dem Bau komBastelbuden, mit denen sich die Technologie in den plexer Spritzgießwerkzeuge – ein Trend, der durch
letzten Jahren auf verschiedenen Messen präsentiert die Verbesserungen bei den Verfahren und Werkhat – sogar noch Anfang des Jahres auf dem 3D- stoffen noch deutlich zunehmen wird.
Pavillon der NPE als
Die ständigen Vergrößter Kunststoffbesserungen machen
messe Nordamerikas
auch den Einsatz
–, hatte der Auftritt
additiv gefertigter
in Frankfurt nichts,
Kunststoffteile im
Automobil nur noch
aber auch gar nichts
mehr zu tun. Stände,
zu einer Frage der
Auftritt der Firmen,
Zeit. Hier profitiert
die additive FertiPräsentation der Exponate – alles hochgung von zwei gegenprofessionell und so,
läufigen Trends: So
wie es die Industrie
drückt einerseits die
zu Recht von einer
Vielzahl von NiTechnologie erwarschenfahrzeugen die
tet, die sich anStückzahlen nach
schickt, die Fertiunten, während auf
gungswelt zu revoluder anderen Seite
tionieren. Und genau
neue Verfahren die
das wird die additive
Fer t ig u ngsz eiten
Günter Kögel | Chefredakteur
Fertigung tun.
und Kosten zum Teil
Sicherlich nicht
deutlich reduzieren.
überall, denn die Fertigung großer Serien mit einem Damit könnte die additive Fertigung schon bald
schichtweise arbeitenden und damit zwangsläufig den Schritt von den Prototypen und Vorserieneher langsamen Verfahren hat nur dann Sinn, wenn fahrzeugen, Concept- und Showcars ins reale Kunsich das Teil mit anderen Verfahren nicht herstel- denfahrzeug schaffen.
len lässt. Da können die 3D-Drucker aus dem Bau- Ganz im Stillen fahren übrigens bereits einige Fahrmarkt noch so günstig und die „Crowds“, die sich zeuge mit 3D-gedruckten Funktionsteilen aus
zur gemeinsamen Produktion großer Aufträge über Kunststoff durch die Lande – seltene und entspredas Internet zusammenschließen könnten, noch chend teure Oldtimer, für die nicht mehr verfügso groß sein.
bare Ersatzteile gescannt und nach einer entspreAber sobald die Ansprüche an die Individualität chenden Bearbeitung der digitalen Daten neu
hoch und die Serien entsprechend klein sind, schlägt ausgedruckt wurden. Übrigens ein Konzept, das
die Stunde der additiven Fertigung, die heute viel auch für die Ersatzteilfertigung für „Youngtimer“
mehr kann, als Anschauungsmuster, Prototypen – also noch nicht ganz so alte Fahrzeuge – auf grooder Werkzeuge zu drucken. Denn der Einsatz als ßes Interesse stößt. Denn digitale Daten lassen sich
echte Produktionssysteme ist keine Zukunftsmusik, wesentlich einfacher, besser und zudem weitaus
sondern in Branchen wie der Medizintechnik und günstiger lagern als tonnenschwere Spritzgießwerkzeuge.
der Luft- und Raumfahrt bereits Realität.
Während es in der Medizintechnik häufig individuell angepasste Einzelteile sind, die den Patienten
eingesetzt werden, produziert die Luft- und Raumfahrtindustrie zwar vergleichsweise kleine, aber
echte Serien. Aus Kunststoff werden heute meist
Nichtstrukturteile additiv gedruckt, zum Beispiel
Holz- und Naturfaserkunststoffe
im Trend
Hersteller setzen gezielt WPC und NFC in Konsumgütern ein
Zeit für einen Werkstoffwechsel: Kundeninteresse
aufgrund einer natürlicheren, edleren Anmutung
weckt auch die WPC-Uhr von Tchibo
Foto: Nova-Institut
Wood Plastic Composites Seit vielen
Jahren werden an Forschungs­
instituten und in Industrielaboren
Holz-Polymer-Verbundwerkstoffe (Wood Plastic Composites,
WPC) und naturfaserverstärkte
Kunststoffe (Natural Fibre Composites, NFC) entwickelt und in
Kleinserien von Konsumgütern
eingesetzt. Doch nur im Bereich
von Terrassen-Bodenbelägen, dem
sogenannten Decking, konnten
bisher relevante Volumina platziert werden. Nun scheint die Zeit
reif zu sein, diese neuen Werkstoffe auch in Großserien von Konsumgütern zu bringen.
Die Produkte wirken edler als
reine Kunststoffprodukte, sehen
anders, natürlicher aus, fühlen sich
gut an und kommen durch die
Holz- und Naturfasern mit weniger Kunststoff aus – was Vorteile
beim ökologischen Fußabdruck
bringt. Auch die mechanischen
Eigenschaften können sich sehen
lassen. Aber am wichtigsten: Die
Produkte finden beim Verbraucher Anklang.
In diesem November hat Tchibo
zunächst eine WPC-Nachttisch­
uhr im Programm, zwei Wochen
später eine ganze Serie von Kinderspielzeug der thailändischen
Plantoys, die Holzpartikel alter
Gummibäume als Füllstoff be­
inhalten – die Oberfläche fühlt
sich angenehm gummiartig an,
gar nicht wie normaler Kunststoff.
Auch Bambusfasern finden sich
in immer mehr Produkten, so zum
Beispiel in Tabletts von Biorestaurants von Yong, China. Die Drogeriemarktkette dm mit Sitz in
Karlsruhe hat schon seit etwa drei
Jahren einen WPC-Kamm im
Programm, in diesem Jahr kam
ein zweites Modell hinzu.
Marktstudie in einer
aktualisierten Auflage
In der neuen Auflage der NovaMarktstudie „Wood-Plastic Composites (WPC) and Natural Fibre
Composites (NFC): European and
Global Markets 2012 and Future
Trends in Automotive and Construction“ führen die Autoren 60
kommerzielle WPC- und NFCGranulatproduzenten und -händler mit Internetadresse, verwendeten Kunststoffen und Natur­
fasern auf. Als Kunststoffe kommen dort vor allem PP, PE und
PVC zum Einsatz, aber auch
biobasierte Kunststoffe wie Bio‑PE
und PLA.
Holzfasern werden in vielen Varianten eingesetzt, bei Naturfasern
sind Bambus, Flachs und Hanf im
Rennen. Viele Produzenten, ob
international tätige Konzerne oder
kleine und mittlere Unternehmen,
sind erst seit wenigen Jahren im
Geschäft. Nur diese neu entstandene, professionelle Infrastruktur
ermöglicht es den Konsumgüterherstellern nun, diese neuen Werkstoffe ohne technisches Risiko
einzusetzen. Die geringfügig höheren Granulatpreise macht die
höherwertige Anmutung mehr als
wett.
Auf der weltgrößten Fachkonferenz, der Sixth WPC & NFC Conference Mitte Dezember in Köln,
wird es zwei Tage lang um die
neuesten Entwicklungen und Anwendungen dieser neuen, aufstrebenden Werkstoffe gehen. Führende Marktteilnehmer stellen
ihre WPC- und NFC-Granulate
vor sowie ihre Anwendungen zum
einen in Konsumgütern sowie
ebenso erfolgreiche Lösungen der
Zulieferer für die Automobil­
industrie. Mehrere dieser Unternehmen bewerben sich auch um
den „Wood and Natural Fibre
Composite Award 2015“, der vom
Publikum gewählt wird. gr
www.wpc-conference.com
www.nova-institut.de
Industrie hofft auf Wachstum im US-Markt
Deloitte Umfrage: Fertigungsbranche blickt in unsicheren Zeiten nach Nordamerika
Märkte Der US-Markt als Motor
der Weltwirtschaft, darauf setzen
die deutschen Produktionsfirmen.
Das zeigt eine Auswertung des
Deloitte CFO Survey Herbst 2015
für die Fertigungsindustrie mit
55 Großunternehmen. Aufgrund
internationaler Krisen und Entwicklungen nehmen die Sorgen
zu. Das Unsicherheitsniveau und
die Geschäftsaussichten erreichen
dabei ähnlich negative Werte wie
zuletzt im Krisenjahr 2012. Auch
in puncto Beschäftigung und
Inves­titionen blicken die Unternehmen pessimistischer in die
Zukunft.
Umsatzwachstum
in den USA erwartet
Trotz der abnehmenden Zuversicht bleiben die Umsatzerwartun-
gen bei fast 70 % der Befragten
nahezu stabil. Hoffnungsträger ist
der US-Markt, für den 42 % von
einem hohen Umsatzwachstum
ausgehen.
Gleichzeitig rückt Nordamerika
auf Platz eins der Investitionsziele (31 %) und verdrängt damit
Deutschland auf Platz zwei (25 %).
China und die aufstrebenden
Märkte fallen paral­lel dazu deutlich zurück.
„In den USA führen Reindustrialisierung und niedriger Eurokurs
zu einer steigenden Nachfrage
nach Technik und Know-how aus
Deutschland. Ein Hauptantrieb
dafür sind die niedrigen Energiekosten, die einen hohen Wettbewerbsvorteil für dortige Produktionsstandorte schaffen. Auch
wenn deutsche Unternehmen
kurzfristig ordentlich davon pro-
fitieren, müssen sie mittel- und
langfristig darauf reagieren. Um
mit den niedrigeren Kosten mitzuhalten, müssen sie ihre Produktivität weiter optimieren und erhöhen“, sagt Thomas Döbler,
Partner und Leiter Manufacturing
bei Deloitte.
Mehr als die Hälfte der Fertigungsunternehmen bewertet das aktuelle Niveau der Unsicherheiten als
hoch beziehungsweise sehr hoch.
Die Antworten auf die Frage: Welche der folgenden Faktoren stellen für Ihr Unternehmen in den nächsten zwölf Monaten ein hohes
Risiko dar? Quelle: Deloitte & Touche GmbH Wirtschaftsprüfungsgesellschaft
Viele haben bereits darauf reagiert
und setzen auf weniger Risiko
sowie eine weitere Optimierung
der Prozesse. Für 80 % stehen
Kostensenkungen an erster Stelle
und fast die Hälfte plant, den operativen Cashflow zu erhöhen.
Insgesamt agieren die Unternehmen defensiver, wobei die Ursachen jedoch weniger in einer stra­
tegischen Kehrtwende, sondern
vielmehr in erhöhten Sicherheitsmaßnahmen zu suchen sind.
Die deutschen Fertigungsunternehmen treiben dabei vor allem
internationale Entwicklungen um:
Fast drei Viertel fürchten eine
schlechtere Auslandsnachfrage,
insbesondere aus China und den
aufstrebenden Märkten. Weitere
Sorgen sind für die meisten geopolitische Gefahren und Wechsel­
kursrisiken.
Binnenwirtschaftliche Faktoren
wie schwächere Inlandsnachfrage,
steigende Lohnkosten und Fachkräftemangel sind nur für rund
ein Drittel Grund für schlaflose
Nächte. Instabilitäten im Finanzsystem und höhere Energiekosten
stellen nur noch für wenige eine
echte Bedrohung dar.
Positionierung als
Businesspartner
Um sich für die kommenden Herausforderungen und Aufgaben
zu wappnen, richten sich die
Finanz­verantwortlichen der Produktionsbetriebe strategisch aus.
Ganz oben steht für die Mehrheit,
sich als Businesspartner zu positionieren. Sie setzen zudem auf die
Optimierung bei Planung und
Forecasting, immerhin 40 % leiten
WIRTSCHAFT
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
United Caps eröffnet neues Werk
In Schwerin können jährlich bis zu fünf Milliarden Verschlüsse hergestellt werden,
eine Erweiterung ist bereits vorgesehen
Werkseröffnung Abgesehen von der
Belieferung nationaler Kunden
soll der Standort der Anlage United Caps auch dabei unterstützen,
neue Märkte in Skandinavien und
Osteuropa zu erschließen, heißt
es von United Caps.
halten, um eine optimale Produktivität zu gewährleisten. Alle
Gebäude werden über ein Wärme­
rückgewinnungssystem beheizt,
wodurch der Betrieb äußerst
nachhaltig ist.
In der neuen Fabrik sind zurzeit
55 Mitarbeiter beschäftigt. Das
neue Werk baut auf der Übernahme von Schoeller Cap Systems
(SCS) in Schwerin durch United
Caps im Jahr 2013 auf. Es sei ein
Meilenstein für das Wachstum des
Unternehmens und unterstützt es
dabei, Qualität, Effizienz und
Kapa­zität für seine Kunden sicherzustellen. pl
Das neue,
10.000 m²
große Werk von
United Caps in
Schwerin umfasst zwei Produktionshallen
Foto: United Caps
www.unitedcaps.com
Ausbau der globalen
Präsenz
Damit baue das Unternehmen
seine internationale Präsenz aus
und erfülle die Anforderungen von
weltweit agierenden Kunden an
eine lokale Präsenz. Das Unternehmen rechnet daher mit einer
weiteren Verbesserung seiner
Kundennähe und einer Fortsetzung seines globalen Wachstums.
Zweiteilige
Produktionsstätte
DiE KUNSt DER
PRODUKtiONSEFFiziENz
Das neue, 10.000 m² große Werk
in Schwerin verfügt über zwei
Produktionshallen, in denen jeweils bis zu 2,5 Mrd. Verschlüsse
pro Jahr produziert werden können. In einer Halle werden Deckel
für Standardgrößen wie 28 oder
38 mm für stilles und kohlen­
säurehaltiges Wasser sowie für
Fruchtsäfte hergestellt. In der
anderen werden zwei- und dreiteilige Verschlüsse in unterschiedlichen Standardgrößen produziert. Diese Verschlüsse werden
für Milch- und Fruchtsaftkartons
verwendet. Die Errichtung von
zwei weiteren Hallen ist geplant.
Effiziente
Auslegung
Rohstoffe werden von den zwölf
Silos der Anlage bezogen, von
denen jedes eine Kapazität von
100 m³ aufweist, was einer Gesamtmenge von etwa 800 t entspricht. Die komplette Medienversorgung der Produktions­
anlagen (Strom, Kühlung, Druckluft und Rohstoffe) erfolgt unterirdisch. Der Warenfluss wird so
kurz und direkt wie möglich ge-
dafür grundlegende Veränderungen ein. Ein wichtiger Punkt ist
dabei die intensivere Zusammenarbeit mit anderen Bereichen.
„Mit Blick auf TTIP und CETA
kann sich die US-Orientierung der
deutschen Fertigungsindustrie
zusätzlich auszahlen. Dafür brauchen die Unternehmen neben
klaren Vorgaben für die Kostensenkung eine weitere Prozess­
optimierung von der Planung über
die Fertigung bis zum Aftersales.
Data Analytics schafft dort die
größten Sprünge und unterstützt
präzise Vorhersagen, eine bessere
Auslastung und Taktung der Produktion sowie Mehrwertleistungen für die Abnehmer. Dort müssen die Unternehmen und insbesondere die CFOs ansetzen“, so
Thomas Döbler. gk
www.deloitte.de
Es ist keine Kunst, das Richtige zu wählen: Premium-Spritzgießteile
oder funktionsfähige 3D-Produkte, ALLROUNDER oder freeformer –
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Großserie, alles aus einer Hand. Eine weltweit einmalige Perspektive!
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3
WIRTSCHAFT
4
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Automatisierung in der Kunststoffbranche bewegt die Automatica
Die Komplettbearbeitung an der Spritzgießmaschine entwickelt sich zum Markttrend mit den größten Wachstumsraten –
die große Automatisierungsmesse wirbt mit hoher Kunststoffkompetenz
Robotereinsatz Die Kunststoffver-
arbeitung hierzulande boomt und
setzt dabei auf die Komplettbearbeitung von Formteilen und Baugruppen direkt an der Maschine.
Auf der Münchner Automatica im
Juni 2016 zeigen Roboterhersteller
und Systemintegratoren passende
Niedriglohnländer ausgelagert.
Konjunktur haben hierzulande
Kunststoffteile und Komponenten, in deren Herstellung viel
Know-how und großer Engineering-Aufwand stecken. Komplexe
Teile in Komplettbearbeitung
direkt an der Maschine möglichst
setzt“, erklärt Geschäftsführer
Carlo Wenig.
Um die verschiedenen Arbeitsschritte in einer Anlage zu automatisieren, kam nur der Robotereinsatz infrage. Selbst die anschließende Montage von Clips in das
Bauteil erfolgt vollautomatisch in
derselben Zelle. Die Tätigkeiten
teilen sich zwei schnelle KukaRoboter, die in der Zelle hoch­
effizient Hand in Hand arbeiten.
Wachstumsquote von
46 Prozent pro Jahr
Der Automobilzulieferer TRW setzt auf Komplettbearbeitung anspruchsvoller Kunststoffteile mit Stäubli-Technik direkt in der
Spritzgießfertigungszelle Foto: Ralf Högel
Automatisierungslösungen. Vorbei die Zeiten, als Roboter mit der
einfachen Teileentnahme aus
Spritzgießmaschinen kaum ausgelastet waren. Mit der Vollautomation der gesamten Prozesskette vom Teileeinlegen über diverse
Prozesssschritte bis zum Verpacken und Etikettieren ist die Auto­
mation in der Kunststoffindustrie
zur höchst anspruchsvollen Aufgabenstellung avanciert.
Der Grund dafür liegt auf der
Hand: Die Produktion einfacher
Spritzgussteile ist weitgehend in
wirtschaftlich zu fertigen lautet
heute die Herausforderung.
Wie solche Lösungen in der Praxis aussehen können, belegt der
Diedorfer Kunststoffspezialist
Borscheid + Wenig, der für einen
deutschen Automobilhersteller
Abdeckungen für den Motorraum
fertigt. „Dabei haben wir nach
einer Lösung gesucht, die sowohl
die Entnahme aus der Spritzgießmaschine als auch die Umlage in
die Kavität und in die Montagevorrichtung so präzise und wiederholgenau wie möglich um-
Komplettbearbeitung ist auch bei
der Produktion von 8 Mio. Bremslichtschaltern jährlich beim Auto­
mobilzulieferer Body Control
Systems, Radolfzell, einem Unternehmen des Automobilzulieferers
TRW, angesagt. In der Zelle übernehmen zwei Roboter nicht nur
das Be- und Entladen der Spritzgießmaschine, sondern auch alle
vor- und nachgelagerten Arbeiten
inklusive Qualitätssicherung.
Die Kunststoffindustrie hat sich
in der jüngsten Vergangenheit für
die Roboterhersteller zu einem der
wichtigsten Märkte entwickelt.
Laut International Federation of
Robotics zeigt die Stückzahlentwicklung kontinuierlich nach
oben. Von 2010 bis 2014 verzeichnete die Automoblindustrie ein
Plus an Robotern für Gummi- und
Kunststoffapplikationen um 46 %
pro Jahr weltweit. Natürlich fokussieren bei diesem dynamischen
Die von einem Fanuc-Servomotor angetriebene Verfahrachse verleiht dem Roboter ein Plus an Reichweite Foto: Robotec Solution
Wachstum viele AutomaticaAussteller auf die K‑Branche.
Beispiel Fanuc: Bei der Automatisierung von Aufgaben im Kunststoffbereich ist das Unternehmen
mit allen drei Produktbereichen
involviert: Steuerung und Servoantriebe, Spritzgießmaschinen
und Roboter. Olaf Kramm, Geschäftsführer der Fanuc Deutschland GmbH, Neuhausen, betont:
„Unsere Kompetenzthemen sind
Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und die nahtlose Integration
von der CNC bis zum Roboter.“
Durch den Trend hin zur Komplettbearbeitung mit Integration
von Montagearbeiten und anderen
wertschöpfenden Tätigkeiten sieht
Kramm für die Auswahl „lineares
Handlinggerät oder flexibler Roboter“ andere Kriterien als bei der
reinen Entnahme. Die Entscheidung für den richtigen Roboter
ermöglicht in vielen Fällen die
einfache Integration sogenannter
Secondary Operations.
Ob unter rauen Produktionsumgebungen oder im Reinraum – auf
der Automatica 2016 findet sich
für jede Aufgabenstellung rund
um die Verarbeitungsmaschine
der passende Roboter. Die Aussteller zeigen, mit welchen Robotertypen sich die kürzesten Werkzeugoffenzeiten im Spritzgießen
realisieren lassen, wie einfach die
Anbindung der Roboter über die
standardisierten EuromapSchnittstellen ist und wie immer
komplexere Prozesse für die Komplettbearbeitung platzsparend zu
integrieren sind. Die Trendthemen
sind: anwenderfreundliche Bedienung und Industrie 4.0. Hier werden weitere Entwicklungsschritte
erwartet, die Anlagenbetreibern
und Systemintegratoren die vielfältigen Möglichkeiten der Robotik und die Einbindung in digitale Netzwerke auch ohne Expertenwissen eröffnen. gr
www.automatica-munich.com
Trelleborg übernimmt CGS Holding
Für knapp 11 Milliarden Schwedische Kronen (1,17 Milliarden
Euro) wird der tschechische Elastomerspezialist gekauft
Elastomere CGS mit Sitz in Prag
hat laut Trelleborg im abgelaufenen Jahr einen Umsatz in Höhe
von umgerechnet gut 600 Mio.
EUR generiert bei einer EBITMarge von 16 %. Die Übernahme
steht noch unter dem Vorbehalt
der Genehmigung durch die Kartellbehörden.
„Ich bin sehr stolz, diese Akquisition verkünden zu können, die
eine bedeutende und attraktive
Erweiterung unseres bestehenden
Geschäfts darstellt“, freut sich
Trelleborg-CEO Peter Nilsson
über den Zukauf. „CGS ist in den
Segmenten technische Kunststoffteile, Reifen für die Landwirtschaft
und Reifen für industrielle Anwendungen bestens aufgestellt.“
Festigung der Position
Aus Sicht von Trelleborg festigt
das Unternehmen mit der Übernahme von CGS und der Tochter
Mitas seine Position als Weltmarktführer für Landwirtschaftsreifen und verbessert sich erheblich bei den industriellen Reifen.
Die Schweden erwarten, ihren
Umsatz in der Sparte Trelleborg
Wheel Systems fast zu verdoppeln,
außerdem sollen neue Märkte
erobert werden, sowohl in geografischer Perspektive als auch, was
die Bearbeitung von Nischen an-
Vom Trelleborg Stammsitz aus wird CGS künftig geführt
Foto: Trelleborg
geht. Mitas habe eine starke Marktposition, wenn auch die Landwirtschaft momentan eine Schwächephase durchlaufe.
Spürbare Synergien
„CGS ergänzt unsere Fertigungskapazitäten durch gut strukturierte und kompetente Produktionsstätten in Mittel- und Osteuropa,
den USA und Mexiko. Wir erwarten uns von dem Schritt auch
spürbare Synergien. Wir planen,
die zugekauften Einheiten nach
und nach in die Trelleborg-Spar-
ten zu integrieren.“ Nilsson erwartet, dass sich die Konjunktur für
landwirtschaftliche Investitionsgüter wieder erholen wird.
„Trelleborg ist ein zuverlässiger
strategischer Partner mit einer
umfassenden Vision für die Entwicklung der CGS Holding und
wir sind zuversichtlich, dass Mitas,
Rubena und Savatech als gummiproduzierende Gewerbe in kompetente Hände übergeben werden“,
so CGS-Sprecherin Vera Bechynova. pl
www.trelleborg.com
MESSEN + AUSSTELLUNGEN
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
5
Gelungener Auftakt
Rapid Tech auf Erfolgsspur
Compamed erfolgreich
Aussteller mit Formnext sehr zufrieden
Anmeldestand verdreifacht
Medizintechnik in Düsseldorf
Kongressmesse Schon jetzt steht
So eindrucksvoll hat sich die additive Fertigung noch nie präsentiert (weitere Bilder unter www.k-zeitung.de) Foto: K-ZEITUNG
Additive Fertigung Schon beim De­
büt konnte die Formnext Ausstel­
ler und Besucher überzeugen. Die
232 Aussteller waren mit der hohen
Frequenz und der positiven Stim­
mung auf den Ständen sehr zu­
frieden. Sascha Wenzler, für die
Formnext zuständiger Bereichs­
leiter beim Veranstalter Mesago:
„Trotz kurzer Vorbereitungszeit
ist es uns dank starker Unterstüt­
zung der Aussteller gelungen, die
Formnext eindrucksvoll im Markt
zu platzieren.“ Und dies interna­
tional, denn 42 % der 8.982 Besu­
cher kamen aus dem Ausland.
Die Aussteller bestätigen mit ihren
positiven Rückmeldungen das
Messekonzept und die Formnext
als erfolgreiche internationale Mes­
se für additive Technologien und
konventionelle Verfahren der Pro­
duktentwicklung und -herstellung.
Eine hohe inhaltliche Qualität
bescheinigte Rainer Lotz, Ge­
schäftsführer Renishaw, der
Formnext 2015: „Hier zeigt sich
die additive Industrie von ihrer
besten Seite, das ist weltweit ein
Alleinstellungsmerkmal.“ Auch
die Besucherresonanz hat Lotz
sehr positiv überrascht: „Für un­
seren Dienstleistungsbereich
Lohnfertigung in der additiven
Metallfertigung war die Formnext
von den Kontakten her die beste
Messe des Jahres.“ gk
www.mesago.de/formnext
fest: Die Erfurter Kongressmesse
Rapid Tech steht vor einer Rekord­
beteiligung. Der Anmeldestand
für die 14. Ausgabe im Juni 2016
liegt dreimal höher als zum glei­
chen Zeitpunkt des Vorjahres.
„Wir erwarten alle Marktführer,
dazu eine ganze Reihe von neuen
Unternehmen“, sagt Erfurts Mes­
se­chef Wieland Kniffka. Promi­
nentester Neuzugang ist derzeit
Keyence, ein weltweit operierender
Anbieter von Komponenten für
die Automatisierungstechnik.
Gleichzeitig beschloss der inter­
nationale Fachbeirat, der sich
jüngst mit Vertretern von Siemens
und der Universität NürnbergErlangen verstärkt hat, Ende No­
vember den Ausbau des Konferenz­
programms sowie eine stärkere
Internationalisierung der Rapid
Tech. Neben der DACH-Region
stehen künftig auch die Nieder­
lande und ausgewählte osteuropä­
ische Märkte im Fokus der Aus­
steller- und Besucherwerbung.
Vier neue Fachforen
Mit den vier neuen Fachforen „Ad­
ditive Lohnfertigung“, „3D Metal
Printing“, „Automobilindustrie“
und „Elektronik“ trägt die Messe
Erfurt den neuesten Entwicklun­
gen auf dem Themenfeld der ge­
nerativen Fertigung Rechnung.
Wie gewohnt bieten die Fachforen
„Wissenschaft“, „Werkzeuge“,
„Luftfahrt“, „Medizintechnik“,
„Zahntechnik“ und „Konstrukti­
on“ sowie die Anwendertagung
spezielle Plattformen für den In­
formationsaustausch zwischen
Fachleuten der Branche und die
Präsentation neuer Anwendungen
und Produkte.
Zum ersten Mal macht das CAEForum Station auf der Messe. Das
Forum ist die Kommunikationsund Netzwerkplattform für den
firmen-, branchen- und solverun­
abhängigen Austausch in der In­
dustrie 4.0. Der Gemeinschafts­
stand bietet den zentralen Anlauf­
punkt für die Themen in Forschung
+ Entwicklung sowie Produktion.
Schwerpunkte sind dabei CAD,
CAM, numerische Simulation und
die 3D-Visualisierung im Kontext
der additiven Fertigung.
Die Fachmesse und Anwender­
tagung Rapid Tech richtet sich
gezielt an Anwender und Entwick­
ler generativer Fertigungstechno­
logien. Mit Teilnehmern aus über
18 Ländern ist sie eine der wich­
tigsten europäischen Informati­
onsveranstaltungen. Vom 14. bis
16. Juni 2016 werden in Erfurt 150
Aussteller, über 4.000 Fachbesu­
cher und mehr als 700 Kongress­
teilnehmer aus Europa und Über­
see erwartet. gk
www.rapidtech.de
So viele Besucher wie nie zuvor auf der Compamed
Foto: Messe Düsseldorf
Medizintechnik Bereits zum 24. Mal
veranstaltete die Messe Düsseldorf
die Compamed in Verbindung mit
der Medica. Die laut Veranstalter
international führende Fachmes­
se für die Zulieferer der Medizin­
technikindustrie fand in diesem
Jahr erstmals an vier Lauftagen
statt.
Rekordzahlen
Die Rekordzahl von 779 Ausstel­
lern präsentierte den 18.800 Fach­
besuchern Technologielösungen
und Services für die gesamte
Medizintechnik-Wertschöpfungs­
kette. Den anhaltenden Trend zur
Miniaturisierung, zu immer kom­
pakteren und doch zugleich kom­
plexeren Systemen thematisierte
zum Beispiel der Gemeinschafts­
stand des IVAM – Fachverband
für Mikrotechnik sowie auch die
beiden in die Compamed integ­
rierten Fachforen. Als Highlights
der Compamed 2015 anzuführen
sind unter anderem smarte Sen­
soren zur Verwendung in „Wea­
rables“, MikrosystemtechnikApplikationen für intelligente
Implantate oder auch gedruckte
Elektronik (in einer Session des
IVAM-Forums thematisiert durch
das VTT Technical Research Cen­
tre of Finland). pl
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MESSEN + AUSSTELLUNGEN
DEUTSCHE COMPOUNDIERTAGUNG
6
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Compoundieren optimieren
Die Deutsche Compoundiertagung nimmt die Prozesse in den Fokus: Die Spanne der Vorträge reicht vom Granulieren „schwieriger“
Materialien über neue Inspektions- und Sortiersysteme für die Qualitätskontrolle der Pellets bis hin zu neuen Flammschutzmitteln
Compounds Um den Granulierpro­
zess sicher und robust zu gestalten,
ist die Reinheit der Kunststoffpel­
lets genauso wichtig wie die siche­
re und passfähige Auslegung der
Anlagentechnik. Die Deutsche
Compoundiertagung, die das VDI
Wissensforum am 9. und 10. De­
zember in Nürnberg veranstaltet,
gibt einen Überblick über aktuel­
le Entwicklungen in diesem Be­
reich.
Auch die Compoundeure stehen
zunehmend vor komplexen Her­
ausforderungen: Die Reaktions­
zeiten von der Bestellung bis zur
Lieferung an den Kunden werden
immer kürzer. Außerdem steigt
die Produktvielfalt überproportio­
nal zur angefragten Auftragsmen­
ge, was zu immer kleiner werden­
den Produktionschargen führt.
Bei all dem darf die Produktquali­
tät nicht leiden und der Preis muss
wettbewerbsfähig bleiben.
Andreas Stuber, Geschäftsführer
der Akro-Plastic GmbH aus Nie­
derzissen, betont: „Neben Quali­
tät und Preis sind Flexibilität und
Zeit wichtige Faktoren, um die
Kundenzufriedenheit sicherzu­
stellen. Die globale Compoundund Masterbatchindustrie muss
somit fortwährend mit den pas­
senden Ideen auf neue Anforde­
rungen reagieren.“ In seinem
Vortrag wird er auf Qualitäts­
anforderungen und Preise im
internationalen Vergleich einge­
hen und darauf, wie Compoundeu­
re die Liefersicherheit gewährleis­
ten können. Außerdem wird er den
Kundennutzen der ICX-Techno­
logie darstellen.
Reinheit der Pellets
Auch die Reinheit von Kunststoff­
materialien, wie sie im Medizin­
bereich, in der Filmextrusion, in
der Flugzeug- und Automobilin­
dustrie oder bei der Produktion
von Höchstspannungskabeln ver­
wendet werden, ist ein entschei­
dendes Merkmal für die Qualität.
In den unterschiedlichen Prozess­
schritten zur Herstellung von
Compounds können jedoch im­
mer wieder Verunreinigungen
entstehen. Dies betrifft die Pro­
zesse aller Beteiligten der Zuliefer­
kette.
„Bereits ab einer Größe von 50 Mi­
krometern können Verunreini­
gungen Schäden in Fertigungs­
systemen wie beispielsweise am
Spitzkopf des Extruders oder an
Endprodukten verursachen. Dies
ist dann oft mit hohen Folgekosten
verbunden“, sagt Harry Prunk,
Vorstand der Sikora AG aus Bre­
men. Er nennt ein Beispiel aus der
Kabelindustrie: „Für die Herstel­
lung von Hochspannungs-Unter­
seekabeln ist die Verarbeitung von
hochreinem Material von entschei­
dender Bedeutung. Wenn die Iso­
lation des Kabels während der
Produktion verunreinigt wird,
kann dies zu einem erheblichen
Ausfall des Kabels führen, nach­
dem es tief unter dem Meeresspie­
gel verlegt wurde. Die Reparatur
eines Unterseekabels verursacht
Granulierung und Nachbehand­
lung.
Auch Composites oder Sandwich­
strukturen haben aufgrund viel­
fältiger Vorteile eine zunehmende
Verbreitung in vielen Branchen
gefunden, so in den Bereichen
Elektrotechnik und Elektronik,
Konstruktion, Transport oder
Interieur. „Oftmals sind allerdings
die Entflammbarkeit und das
Brandverhalten im Vergleich zu
metallischen und keramischen
Werkstoffen problematisch“, weiß
Manfred Döring, Leiter der Abtei­
lung Polymersynthese am Fraun­
hofer-Institut für Betriebsfestig­
keit und Systemzuverlässigkeit
LBF in Darmstadt. „Deshalb ist
es in sehr vielen Anwendungsbe­
reichen erforderlich, die Ent­
flamm- und Brennbarkeit dieser
zukunftsträchtigen Werkstoffe
durch flammhemmende Zusätze
zu verringern“, so Döring weiter.
Moderne
Flammschutzmittel
Verunreinigtes und fremdes Material
wird zuverlässig detektiert und aussortiert
Foto: Sikora
Kosten in Millionenhöhe. Selbst
wenn der Schaden, den die Verun­
reinigung in der Isolation hervor­
ruft, bereits vor dem Einsatz des
Kabels, das heißt, während der
Endprüfung beim Kabelhersteller,
erkannt wird, sind die Kosten
immens.“
Sein Unternehmen hat gemeinsam
mit Partnern aus der Industrie ein
System zur Inspektion und auto­
matischen Sortierung von Kunst­
stoffpellets entwickelt, welches
ansetzt, bevor diese in den nächs­
ten Produktionsprozess gelangen.
Neu an dem System, welches Prunk
auf der Compoundiertagung vor­
stellen wird, ist eine Kombination
von Röntgentechnik mit einem
dualen optischen System, mit wel­
chem metallische und organische
Verunreinigungen ab 50 µm – so­
wohl im Pellet selbst als auch auf
dessen Oberfläche – detektiert und
aussortiert werden. Die Reinheit
des Kunststoffmaterials wird so­
mit zuverlässig sichergestellt.
Bisher existierende Systeme erken­
nen meist mittels Optik Verun­
reinigungen nur auf der Oberflä­
che des Granulats oder es werden
durch ein destruktives Verfahren
Stichproben untersucht, zum Bei­
spiel bei der Extrusion von Folien.
„Durch den Einsatz des neuen
Inspektions- und Sortiersystems
kann eine konstant hohe Kunst­
stoffmaterialqualität sichergestellt
werden. Fehlerhafte Chargen so­
wie das Risiko von Reklamationen
werden somit minimiert“, benennt
Prunk die Vorteile.
Granulieren von
schwierigen Produkten
Der Bedarf an maßgeschneiderten
Kunststoffen steigt. Entweder
werden die Polymere bereits im
Reaktor modifiziert oder in einem
weiteren Schritt mit einem zweiten
oder mehreren Polymeren com­
poundiert. Schlagzähmodifikato­
ren und modifizierte Polyolefine,
die Elastomere teilweise ablösen,
nehmen an Bedeutung zu. Die
sinkende Dichte und Viskosität
erhöhen dabei den Anspruch an
das Granuliersystem. Heiko Horn­
berger, Process Engineer Polyole­
fins bei Coperion in Stuttgart, wird
auf die Schwierigkeiten eingehen
und anhand praktischer Beispie­
le Lösungsansätze darstellen.
„Gestiegene Anforderungen und
Schwierigkeitsgrade erfordern
eine Anpassung von bestehendem
Equipment, um so die Produkti­
onssicherheit zu gewährleisten“,
betont Hornberger.
Gemeinsam mit Michael Eloo,
Geschäftsführer bei Gala Kunst­
stoff- und Kautschukmaschinen
in Xanten, wird er die Wechsel­
wirkungen der Einflussgrößen
Produkt, Granuliertechnik und
Verfahrensparameter im Bereich
der niederviskosen, klebrigen und
schäumbaren Produkte darstellen
sowie die Anforderungen an die
Compoundieren
im Fokus
Harry Prunk, Vorstand Sikora:
„Bereits ab einer Größe von
50 Mikrometer können Verunreinigungen Schäden verur­
sachen, die mit hohen Folgekosten verbunden sind“
Heiko Hornberger, Process Engineer Polyolefins bei Coperion: „Gestiegene Anforderungen
und Schwierigkeitsgrade erfordern eine Anpassung von bestehendem Equipment“
Foto: Sikora
Foto: Coperion
Manfred Döring, Leiter Polymersynthese am Fraunhofer
LBF: „Die Entflamm- und
Brennbarkeit von Composites
oder Sandwichstrukturen
muss oft durch Zusätze verringert werden“ Foto: Coperion
Tagung Die 41. Deutsche Compoundiertagung behandelt die
Prozessoptimierung an Compoundieranlagen. Sie findet am 9. und
10. Dezember in Nürnberg statt,
Veranstalter ist das VDI-Wissensforum. Schwerpunkt der diesjährigen Tagung sind verschiedene
Ansätze zur sicheren und stabilen
Prozessführung. Hersteller von
Compounds, Masterbatches und
Maschinen beschreiben kritische
Prozessteilschritte und wagen
einen Blick auf zukünftige Trends
und Herausforderungen in der
Aufbereitung und Veredelung von
Kunststoffen.
Er wird in Nürnberg Beispiele für
unsachgemäßen Flammschutz
aufzeigen wie den Brand in der
Weimarer Anna Amalia Biblio­
thek, dessen Ursache ein Kabel­
brand war. Außerdem wird er den
neuesten Stand der Flammschutz­
regularien darstellen sowie Ent­
wicklungen in den Bereichen
Flammschutzmittel für Schäume,
Kabel und Leitungen sowie den
Flammschutz im Bereich Kunst­
stoff aus Sicht der Verarbeiter und
Konstrukteure. „Gerade heute
findet aus toxikologischen Grün­
den ein Wechsel der Flammschutz­
mittel in Schäumen statt, beispiels­
weise bei Isolier- und Konstruk­
tionsmaterialien am Bau, bei
Polstern oder Sandwichmateria­
lien. Leichtflüchtige und zum Teil
bioakkumulative Flammschutz­
mittel werden durch unbedenkli­
che und nicht migrierende Subs­
tanzen ersetzt, und dies bei gleich­
zeitig neuen höheren Sicherheits­
anforderungen“, so Döring zu den
aktuellen Entwicklungen.
Der Flammschutz von Kabeln und
Leitungen ist ein Feld anorgani­
scher Metallhydroxide. Jedoch
machen es neue regulative Anfor­
derungen im Rahmen der euro­
päischen Harmonisierung erfor­
derlich, neue, insbesondere syn­
ergistische, Ansätze zu verfolgen
bis hin zu keramisierend wirken­
den Flammschutzmitteln. Hierauf
müssen auch die Hersteller der
Flammschutzmittel reagieren.
Die neuen gesetzlichen Regelun­
gen durch die EU stellen die Her­
steller und Verarbeiter von Kunst­
stoffen vor neue Aufgaben. Der
Spezialtag „Flammschutz in poly­
meren Werkstoffen“, der direkt im
Anschluss an die Compoundier­
tagung am 11. Dezember stattfin­
det, beleuchtet die neuen Regula­
rien, stellt moderne Flammschutz­
konzepte vor und präsentiert
deren Umsetzung anhand konkre­
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die aktuellen Herausforderungen für
die Produktentwicklung und die Fertigung.
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bis 1.000 kN, bietet
mit seinem Werkzeugwechselsystem
eine schnelle und
kostengünstige Lösung, bei der die
Vorteile der additiven Fertigung mit
den Möglichkeiten
des Spritzguss kombiniert werden.
Klaus Geimer (rechts) hält in seiner linken Hand eine
Wechselkassette mit einem 3D-gedrucktem Formeinsatz
Immer kürzer werdende Produkteinführungszeiten,
steigende
Produktvielfalt und daraus resultierende
kleinste Produktionsstückzahlen sind
Nun
gesteigertes
Interesse
Im Gegensatz zur K 2013 weckte nun
die Vorstellung eines neuen 3D–Produktionskonzeptes von BOY und Stratasys auf der Fakuma-Messe 2015 das
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Interesse der Anwender an der 3DTechnologie.
Neuer Ansatz bietet Vorteile
Speziell auf den Prototypenbau mit
kleinsten Stückzahlen bzw. für Kleinserien ausgelegt, werden nicht die
Kunststoffteile per 3D-Drucker hergestellt, sondern die Formeinsätze der
Spritzgießmaschine. Die Kunststoffteile können dann mit Standardgranulaten spritzgegossen werden und
weisen die gleichen physikalischen
Eigenschaften auf wie bei der Teileproduktion mit herkömmlichen Werkzeugen.
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Formeinsätze
Praktisch alle Kunststoffe, auch die
glasfaserverstärkten und/oder flammgeschützten Standardgranulate können mit dieser Fertigungsphilosophie
im Spritzgießverfahren verarbeitet
werden.
Das von BOY entwickelte Fertigungskonzept bietet den Anwendern eine
schnelle und wirtschaftliche Ergänzung zu konventionellen Produktionsverfahren.
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gleichen physikalischen Eigenschaften
aufweisen wie spritzgegossene
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MESSEN + AUSSTELLUNGEN
INTERTOOL
8
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Die Messe für den Ostmarkt
Von 10. bis 13. Mai 2016 findet die Intertool, FertigungstechnikFachmesse für den metallverarbeitenden Bereich, in Wien statt
Metallbearbeitung Im Fokus der
Intertool sind Werkzeugmaschinen und Präzisionswerkzeuge für
die trennende und umformende
Werkstückbearbeitung sowie Einrichtungen, Verfahren und Systeme entlang der Prozesskette, die
auch den Werkzeug- und Formenbau für die Kunststoffindustrie
beinhaltet.
„Ich bin sehr zuversichtlich: Wir
werden im Mai eine unglaublich
gute Veranstaltung haben“, kündigte Geschäftsführer Benedikt
Binder-Krieglstein vom Veranstalter Reed Messen die zweite Auflage von Österreichs größter Plattform für industrielle Fertigungstechnik an. Zur Eröffnung der
Intertool 2016 rechnet Messeleiter
Ing. Markus Reingrabner mit 240
Ausstellern auf 20.000 m²: „Wir
haben die Intertool komplett neu
überplant. Damit bieten sich gerade bis Januar noch sehr lukrative Plätze für neue Aussteller.“
Wien ist immer eine
Reise wert
Viel Attraktivität verspricht Benedikt Binder-Krieglstein den
Ausstellern durch die Lokalität:
„Wir werden vor allem in der
Nachbarschaft, im 200-KilometerUmkreis, in Tschechien, der Slowakei, Slowenien, Kroatien, Ungarn und Südpolen um Aussteller
und Besucher werben. Dazu kommen zur zweiten Auflage der Intertool, so viel können wir jetzt
schon sagen, viele namhafte Hersteller und Händler aus der österreichischen und deutschen Fertigungsindustrie. Und Wien als
Messestandort im Mai ist immer
eine Reise wert“, betont der ReedMessen-Österreich-Geschäftsführer nicht nur den Nutzwert der
Intertool als mittlerweile größten
Leistungsschau für industrielle
Fertigungstechnik in Österreich,
sondern auch die unmittelbare
Nähe des Messegeländes zum
Prater, in Sichtweite zur Leopoldstadt oder zur Hofburg. Nach der
ersten Intertool 2014 rechnet Messeleiter Ing. Markus Reingrabner
auch 2016 mit ähnlich vielen Besuchern. „Wir erwarten Fach- und
Führungskräfte vor allem aus
Österreich und den östlichen
Nachbarstaaten. In Summe wie
2014 weit über 20.000 Besucher.“
Dass Österreich diese Erfolgsmischung hat, erklärt Ing. Gerhard
Melcher, Leitung Marketing und
Leitung Segment Drehen und Frä-
sen beim Werkzeughersteller Boehlerit, anhand des Intertool-Umfelds: „Österreich gehört zu den
Topindustrieregionen Europas.
Wir haben 6.700 Unternehmen, die
sich mit Zerspanung beschäftigen,
etwa 10 bis 15 sind richtig große
Konzerne, die meisten aber KMUs
– mit viel, sehr viel Know-how.“
Osteuropa
einbinden
Sowohl die Struktur als auch das
Know-how soll die Intertool widerspiegeln, wünscht sich Gerhard
Melcher. „Als Leitbetrieb Austria
und international agierender Hartmetall- und Präzisionswerkzeughersteller mit Hauptsitz in Österreich fühlen wir uns dem heimischen Markt verpflichtet. Wir
werden die Messeplattform Intertool nützen und unterstützen, um
Spitzentechnologie, Innovationen
und Produktivität in der Zerspanungstechnik an unsere heimischen Kunden weiterzugeben, aber
auch verstärkt die angrenzenden
osteuropäischen Länder einbinden,
weshalb sich die Intertool in Wien
von anderen europäischen Regionalmessen wesentlich unterscheidet.“ Denn die Intertool soll sich
Nach der
Messebeirat und Veranstalter der größten österreichischen Fachmesse für Fertigungstechnik planen
einige Highlights rund um die Intertool 2016. Maria Kronthaler (v.l.), Markus Reingrabner, Gerhard
Melcher, Benedikt Binder-Krieglstein, Johannes Riha und Klaus Ponweiser: „Die Intertool ist die ideale Plattform, um vor allem Fachkräfte aus Österreich und den östlichen Nachbarländern zu erreichen“
Foto: Harald Klieber
unterscheiden. So werden sich
unter dem Motto „Wir servieren
Ihnen Produktivität und Innovationen im Steirereck auf der Intertool in Wien“ viele hochkarätige
Firmen aus der traditionell von der
Stahlveredelung geprägten Obersteiermark versammeln. Gerhard
Melcher plant: „Mit den Weltmarktführern im Toolmanagement TCM und Alicona aus Graz,
Haas Werkzeugmaschinen Wematech, Wikus, Maringer, Oerlikon
Balzers oder auch dem Werkzeughersteller Tiro Tool – der die härtesten Schneiden der Welt produziert – werden wir zeigen, was
unsere Region und Österreich
leistet, übrigens auch kulinarisch.
Denn auch der Namensgeber, das
Steirereck in Wien, steht für
Topqualität und Top­innovation,
was dessen Position unter den zehn
besten Restaurants Europas eindrucksvoll beweist.“ Diesbezügliches Highlight soll der Steirische
Abend am Donnerstag werden,
aber auch das parallel zur Messe
stattfindende Rahmenprogramm
mit „3D Printing Forum“ zum
Thema additive Fertigung oder die
Sonderschau der TU Wien.
Als weiteres Highlight der Intertool verspricht indes Johannes
Riha aus der Geschäftsführung
GGW Gruber GmbH, Anbieter
von Mess- und Prüfsystemen, eine
Sonderschau „Prozesskette“: „Die
Zusammenarbeit von sechs führenden Unternehmen (Westcam,
Wedco, Zoller, Hermle, EMAG
und GGW Gruber) aus der Fertigungstechnik ist in dieser Form
in Österreich einzigartig. Zudem
werden auch wir als Anbieter von
Mess- und Prüfsystemen ebenfalls
Neuheiten auf der Intertool präsentieren.“ Johannes Riha plant,
Besuchern wie Ausstellern zwei
messtechnische Weltneuheiten zu
zeigen sowie eine neue Messprüftechnik. sl
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Vernetzte Produktion
ALS-Anwendertreffen bei
Arburg legt den Schwerpunkt
auf neue Features Seite 11
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Reif für die Produktion
Opel reduziert mit 3D-Druck Herstellkosten von Montagewerkzeugen um 90 Prozent
9
AUS DEM INHALT
Schoeller Allibert erhält den bundesweit ausgelobten „Großen
Preis des Mittelstandes“������������������������������������������������������������������ 10
BASF, LSS und Farsoon entwickeln gemeinsame Systemlösung
für selektives Lasersintern������������������������������������������������������������������� 10
Produktionsstandort China im Fokus – mehr als 350 Teilnehmer
bei der Engel Automobilkonferenz in Schanghai�����������������������������11
3D-gedruckte Flugzeugbauteile aus Kunststoff erstmals im
neuen Airbus A350 XWB eingesetzt�������������������������������������������������12
Wobbe Bürkle Partner und Rogalla Consulting gehen gemeinsame Wege in der Beratung mit Fokus China und Indien���������������12
Jan Hendrik Ostgathe ist neuer Geschäftsführer bei der Kreyenborg Plant Technology�����������������������������������������������������������������������12
Uwe Röhrhoff verlässt 2018 den Vorstandsvorsitz bei Gerresheimer�������������������������������������������������������������������������������������������������12
Opel nutzt den 3D-Druck unter anderem für Montagewerkzeuge zur Positionierung der Glas- und Faltdächer oder zur korrekten Ausrichtung des kultigen
Adam-Schriftzugs Fotos: Stratasys
3D-Druck Angesichts der hohen
Stückzahlen ist eine effiziente
Herstellung für die Automobil­
industrie extrem wichtig – und
zwar nicht nur bei der Produktion
der Einzelteile, sondern auch bei
deren Montage. Opel hat hier mit
dem 3D-Druck beste Erfahrungen
gemacht. So werden heute zur
Befestigung verschiedener Teile
am Pkw-Modell Adam Montagewerkzeuge verwendet, die im 3DDruckverfahren hergestellt werden. Die additive Fertigung auf
einem Stratasys 3D-Drucker dauert weniger als 24 h und spart rund
90 % der Herstellkosten.
Heute werden in Opels internatio­
nalem technischem Entwicklungszentrum eine Vielzahl an
Fertigungs- und Montagewerkzeugen 3D-gedruckt, um die Herstellung des Opel Adam weiter
voranzubringen. Diese Montage-
werkzeuge werden zur präzisen
Anbringung verschiedener Komponenten am Fahrzeug verwendet
wie für Schwellerverkleidung und
Dachspoiler, zur Ausrichtung des
Adam-Schriftzugs an der Heckscheibe oder zur Montage von
Glas- und Faltdächern.
Beträchtliche Zeitund Kostenersparnis
„Neben den Zeiteinsparungen bei
der Werkzeugherstellung sowie
den beachtlichen Kostensenkungen stellen nutzerfreundliche
Werkzeuge einen dritten wichtigen Vorteil des 3D-Druckverfahrens dar. Wir können nun sehr viel
komplexere Formen herstellen, als
wir es bisher in herkömmlichen
Herstellungsverfahren konnten.
Dies ist der entscheidende Faktor,
der es uns ermöglicht, das Werk-
DIE BR ANCHENZAHL
3D-Druck vor gewaltigem Wachstum
(in Mrd. USD)
Aktuell entspricht der 3D-Druckmarkt zwar nur 0,03 % des 10 Bio.
US-Dollar großen Fertigungsmarktes, wächst aber mit hohen zweistelligen Wachstumsraten. Quelle: Wohlers, UBS, Bain
zeug sowohl benutzerfreundlich
zu gestalten als auch an die Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugs anzupassen“, erklärt Sascha
Holl, Virtual Simulation Engineer
– Werkzeugkonstruktion bei Opel.
Innerhalb weniger
Stunden anpassbar
Die Fertigung im 3D-Druckverfahren bietet eine unkomplizierte
Möglichkeit, die Monteure in den
Konstruktionsprozess mit einzubinden. Diese können verschiedene Konzepte bewerten und mögliche Probleme beleuchten, bevor
sie sich auf ein endgültiges Montagewerkzeug festlegen. Mithilfe
der Stratasys 3D-Drucker lässt sich
jede erforderliche Konstruktions­
iteration bei Fertigungswerkzeugen von Opel ganz einfach innerhalb von wenigen Stunden anpas-
sen, was kostspielige Iterationen
im weiteren Produktionsverlauf
beseitigt.
„Das Beispiel von Opel zeigt, welche enormen Auswirkungen der
Einsatz der 3D-Technologie bei
Fertigungswerkzeugen auf die
Produktionseffizienz haben kann
– und gleichzeitig Risiken minimiert werden“, sagt Andy Middle­
ton, Geschäftsführer Stratasys
EMEA. „Die Möglichkeit, solche
Produktionshilfsmittel auf Abruf
und zu niedrigeren Kosten herstellen zu können, kann die Zeit
bis zur Serienreife erheblich verkürzen und Unternehmen Wettbewerbsvorteile einbringen. Darüber hinaus bietet sich ein großer
Gestaltungsspielraum an komplexen Formen.“ gk
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Kleben und Oberflächentechnik am SKZ
Das SKZ hat einen neuen Expertenkreis zum Thema „Kleben und Oberflächentechnik von Kunststoffen“ für einen effizienten Wissenstransfer
in die kunststoffverarbeitende Industrie ins Leben gerufen.
Der Expertenkreis soll die Verknüpfung zwischen den Forschungs- und
Entwicklungstätigkeiten des SKZ und den industriellen Anforderungen
schaffen. Laut den Initiatoren gehören dem Zusammenschluss mehr als
50 Industrievertreter aus der Klebe- und Oberflächenbehandlungsindus­
trie an.
In der konstituierenden Sitzung Anfang Oktober 2015 wurden aktuelle
Themenstellungen zur Klebetechnik und Oberflächenbehandlung in
der Kunststoffverarbeitung sowie zur Prüfung und Qualitätssicherung
behandelt. In Fachvorträgen wurden aktuelle Entwicklungen und Ergebnisse von bereits abgeschlossenen sowie noch laufenden Forschungsprojekten dargestellt und besprochen.
Als Themen wurden unter anderem Charakterisierungsmethoden und
Vorbehandlungsmöglichkeiten von Kunststoffoberflächen, Benetzungsverfahren, Prüfen von Klebenähten, Kleben von Wood Plastic Compo­
sites, Charakterisierung von gefüllten Klebstoffen und die UV-Laservorbehandlung diskutiert.
Das Gremium soll eine wichtige Lenkungsfunktion für zukünftige Forschungsaktivitäten im SKZ übernehmen und wird sich zukünftig einmal
jährlich treffen. pl
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10 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Geehrt für herausragende Entwicklung
Gemeinsame Systemlösung für 3D-Druck
Schoeller Allibert erhält bundesweit ausgelobten
„Großen Preis des Mittelstandes“
BASF, LSS und Farsoon entwickeln selektives Lasersintern weiter
– neues Material mit hoher Festigkeit und Hitzestabilität
Ehrung Die Schoeller Allibert
3D-Druck BASF, weltweit führen-
GmbH Schwerin nahm beim Bundesball der Oskar-Patzelt-Stiftung
im November die Auszeichnung
als Premier-Finalist für Mecklenburg-Vorpommern beim „Großen
Preis des Mittelstandes“ entgegen.
Diese Ehrung erhielt das Unternehmen nicht nur für die innovativen mehrweg- und recycling­
fähigen Kunststoffverpackungen,
sondern insbesondere für das
soziale Engagement gegenüber
Mitarbeitern und der Gesellschaft.
Wichtiger
Wirtschaftspreis
Betriebsleiter Carsten Malschofsky (l.) und Geschäftsführer
Hans-Joachim Wiedmann freuen sich über die Auszeichnung
Die Schweriner haben damit die
zweithöchste Ehrungsstufe der
Stiftung erhalten. Je nach Wettbewerbsregion wählen die Juroren
der Oskar-Patzelt-Stiftung bis zu
drei Preisträger und bis zu fünf
Finalisten aus. Schoeller Allibert
wurde bereits 2011 als Finalist
ausgezeichnet, 2012 zum Preisträger. Diese Auszeichnung gilt in
Deutschland als wichtigster Wirtschaftspreis. Für den Wettbewerb
2015 waren insgesamt 5.009 Unternehmen nominiert.
Geschäftsführer Hans-Joachim
Wiedmann und Betriebsleiter
Carsten Malschofsky nahmen den
Preis persönlich entgegen: „Un-
sere Mitarbeiter haben viel geleistet, damit wir dieses große Ziel
erreichen konnten“, betonte der
Geschäftsführer. „Ohne ihre Einsatzbereitschaft und Treue zum
Unternehmen wäre der Erfolg
nicht möglich.“ Und Betriebsleiter
Malschofsky ergänzte: „Die Produktionsabläufe haben wir in den
vergangenen Jahren kontinuierlich optimiert und ausgebaut und
uns einigen Herausforderungen
gestellt. Ich finde, wir haben uns
den Preis verdient.“
Für den „Großen Preis des Mittelstandes“ können kleine und
mittelständische Unternehmen
Foto: Schoeller Allibert
nominiert werden, die mindestens
zehn Arbeitnehmer beschäftigen
oder 1 Mio. EUR Jahresumsatz
erwirtschaften – die Schoeller
Allibert GmbH wurde zum dritten
Mal durch die ONI-Wärmetrafo
GmbH nominiert. Die Leistungen
bewertet die Jury in fünf Wettbewerbskategorien: Gesamtentwicklung des Unternehmens, Schaffung und Sicherung von Arbeitsund Ausbildungsplätzen, Modernisierung und Innovation, Engagement in der Region sowie Service
und Kundennähe. Der Preis ist
nicht dotiert. sl
www.schoellerallibert.de
des Chemieunternehmen, Farsoon
Hi-tech, Hersteller industrieller
3D-Druckmaschinen für selektives Lasersintern, und der LaserSinter-Service (LSS), Servicedienstleister für Anlagen zur additiven Schichtfertigung, haben
auf der Formnext ein gemeinsam
entwickeltes Gesamtpaket aus
Material, Drucker, Technologie
und Service für den 3D-Druck
präsentiert, das individuell auf
verschiedene Kundenanforderungen zugeschnitten werden kann.
Als Verfahren kommt das Lasersintern zum Einsatz, bei dem ein
Laser anhand eines dreidimensio­
nalen Bauplans die Form eines
Objekts in ein Pulver einbringt,
zum Beispiel Polyamid. Das vom
Laser getroffene Material schmilzt.
So wird nach und nach das gewünschte 3D-Objekt schichtweise aufgebaut und die Teilehersteller können viel schneller, individueller und mit geringeren Kosten
auf Kundenwünsche eingehen.
Die aktuell auf dem Markt angebotenen Materialien genügen allerdings nicht den hohen Anforderungen an industrielle Anwendungen funktioneller Bauteile,
wenn es um Beständigkeit bei
Dauergebrauch oder mechanische
und chemische Beanspruchung
TVK umbenannt
in MOL Petrochemicals
Mit den am 01. August 2015 umgesetzten Änderungen findet
ein 15jähriger Prozess seinen Abschluss und gleichzeitig
beginnt eine neue Ära für das Unternehmen.
Die Integration der Petrochemikalien in die Verarbeitungs- und Handelssparte der MOL,
Ungarn dient der Erweiterung der Wertschöpfungskette der Muttergesellschaft „vom
Rohöl zum Kunststoff“. Ein komplexer Integrationsprozess wurde nicht nur gestartet
um die Produktion der Petrochemikalien produktiver und effizienter zu gestalten,
sondern auch um alle Geschäftsaktivitäten der MOL, Ungarn international
wettbewerbsfähiger zu machen.
Die Entscheidung der MOL, einen bedeutenden Teil des Investitionsbudgets in Höhe
von 330 Millionen Euro für dieses Projekt bereitzustellen, unterstreicht die strategische
Funktion dieses Unternehmensbereichs.
„Infolge der laufenden sowie der in Vorbereitung befindlichen Investitionen kann
Tiszaújváros weiterhin als wichtige Drehscheibe der Chemieindustrie in Europa
angesehen werden. Diese Änderungen ermöglichen es uns in einer einfacheren,
effizienteren und transparenteren Organisationsstruktur zu arbeiten,“
sagte CEO, Zsolt Huff über die Umgestaltung.
In Tiszaújváros wird in Kürze eine Butadien Anlage mit einer Kapazität von 130.000 t
und einem Wert von 117 Millionen Euro ihren Betrieb aufnehmen. Dies ermöglicht
Entscheidungen über neue Produkte und schafft den Rahmen für weitere Projekte und
zusätzliche Arbeitsplätze in der Region. Die Umfirmierung ist auch ein Schritt MOL als
einheitlichen Firmennamen und Dachmarke auf internationaler Ebene zu etablieren,
mit der Absicht ihre petrochemischen Produkte erfolgreich auf den Markt zu bringen.
geht. Das gilt besonders für formund gewichtsoptimierte Bauteile
in der Luftfahrt-, Automobil- und
Konsumgüterbranche. Hier setzt
die gemeinsame Entwicklung von
BASF, Farsoon Hi-tech und dem
Laser-Sinter-Service an.
Offene Plattform
„Wir bieten eine offene Plattform,
auf der Materialien aller Hersteller verwendet werden können“,
erklärt Guido Elbrecht, Geschäftsführer von LSS. „Des Weiteren ist
unsere Zusammenarbeit mit BASF
und Farsoon offen für potenzielle Kunden, gemeinsam Lösungen
zu finden, bei denen Material,
Maschine und Prozess exakt auf
die funktionalen Anwendungen
abgestimmt sind.“ LSS unterstützt
seine Kunden durch Beratung,
technische Lösungen und Dienstleistungen für generative Fertigungsverfahren. Mit seiner Erfahrung gewährleistet LSS eine erfolgreiche Umsetzung und Fertigung
von Kundenanwendungen, bei
denen ein neues Material, Polyamid 6, von BASF auf 3D-Druckern von Farsoon eingesetzt wird.
In der Zusammenarbeit hat BASF
ein Polyamid-6-Pulver für Lasersinterprozesse entwickelt, das
gemeinsam mit Partnern und
Kunden für spezifische Anwendungen angepasst werden kann.
Objekte aus diesem Material zeichnen sich dabei durch eine höhere
Festigkeit und Hitzestabilität aus
als Objekte aus dem bisher verwendeten Polyamid 12. „Wir wollen den Kunden Materialien anbieten, die aufgrund ihrer Ver­
arbeitungseigenschaften und in
Kombination mit der Maschine
von Farsoon besser zur Serienproduktion zum Beispiel von funktio­
nellen Bauteilen geeignet sind“,
erklärt Dr. Dirk Simon, Business
Director Innovation Business Unit
3D-Printing. „Außerdem zeichnet
sich unser Material durch eine gute
Recyclingfähigkeit aus.“
„Farsoon hat eng mit BASF und
LSS zusammengearbeitet, um ein
Gesamtpaket zu entwickeln“, sagt
Dr. Xu Xiaoshu, Vorstandsvorsitzender von Farsoon. „Unsere Erfahrung in der Entwicklung von
Lasersintersystemen und Materialverarbeitung kombiniert mit der
Erfahrung der BASF in der Materialentwicklung hat zum Bau eines
sehr robusten Druckers geführt,
der für ein breites Spektrum an
Anwendungen und Materialien
geeignet ist.“ gk
www.basf.com
www.lss-europe.com
www.farsoon.net
BRANCHE
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 11
Vernetzte Produktion schafft Produktivität
ALS-Anwendertreffen bei Arburg in Loßburg – Schwerpunkt neue Features
Im Kundencenter erläuterte Markus Leonberger vom ALS-Team am praktischen Beispiel, wie durch
einen Auftragswechsel an der Spritzgießmaschine automatisch ein Prüfauftrag im QS-System erzeugt
und die Prozessparametererfassung gestartet wird Foto: Arburg
Spritzgießen Mehr als 100 Gäste
aus 63 Unternehmen nutzten die
Gelegenheit, sich bei Arburg über
die neuesten Entwicklungen des
Arburg-Leitrechnersystems ALS
zu informieren. Das ALS-Anwendertreffen am 18. November 2015
in Loßburg trug den Titel „Vernetzte Produktion: Kommunikation schafft Produktivität“.
„Bei einer vernetzten Produktion
trägt die Kommunikation dazu
bei, die Produktivität zu steigern“,
erläuterte Michael Vieth, Gruppenleiter Leittechnik bei Arburg,
den Titel des ALS-Anwendertreffens. Je umfassender die Themen
Integration und Information in
der Produktion umgesetzt wür-
den, desto mehr steige die Produktivität. Das Thema Integration
beginne bei der Werkzeugbereitstellung und gehe über das Spritzgießen, die Montage und Prüfung
bis hin zur Wartung. Erste Stufe
beim Thema Information sei die
Qualitätssicherung, gefolgt von
MES, Planung und Vertrieb.
Zum Einstieg stellte Hans Seeger,
Entwicklungskoordinator des
ALS-Teams bei Arburg, zusammen mit seinem Kollegen Markus
Friese zunächst die Entwicklungen
für die nächste ALS-Version 7.0
vor. Dazu gehören Features wie
die Verwaltung mehrerer Standorte/Werke innerhalb eines ALSSystems, die Einführung einer
neuen Report-Engine und der
Ausbau der Informationsbausteine (Widgets) für das ALS-Infoterminal.
Kopplung von ALS und
Qualitätssicherung
Beim Programmpunkt „ALS,
Qualitätssicherung und Kennzahlen“ zeigte Markus Leonberger
vom ALS-Team im Kundencenter,
wie durch einen Auftragswechsel
an der Spritzgießmaschine automatisch ein Prüfauftrag im QSSystem erzeugt und die Prozessparametererfassung gestartet wird.
Jürgen Grünewald, Geschäftsführer der CAQ AG, stellte den Mehr-
wert vor, den die Kopplung seines
QS-Systems mit dem Arburg
Leitrechnersystem bietet. Ergänzend dazu berichtete Martin
Weinmann von der Firma Kunststofftechnik Müller, Diburg, über
den Einsatz in der Praxis und die
Vorteile aus Anwendersicht.
Produktivität stand beim Thema
Industrie 4.0 im Fokus, bei dem
das ALS eine zentrale Rolle spielt.
Vieth erläuterte detailliert die
neuen Anforderungen und Auswirkungen, die sich durch Industrie 4.0 für die Spritzgießfertigung
ergeben. In seinem Rückblick
verdeutlichte er, dass Arburg bereits seit über 30 Jahren Erfahrung
in der digital vernetzten Produktion hat und heute als Systemlieferant für cyberphysische Produktionssysteme einen wichtigen
Beitrag leistet, um die Smart Factory und Industrie 4.0 in der Praxis umzusetzen.
Bei dem Praxisbeispiel „Datenschnittstelle für vollautomatische
Gurtschloss-Montagelinie“, das
Holger Albrecht, Manufacturing
Engineering, ZF TRW, vorstellte,
ging es um das Thema „Integration“. Die komplexe Linie besteht
aus der Kunststoffproduktion und
der Gurtmontageanlage und integriert auch Prüfstation und
Laserbeschriftung, um jedes Teil
mit einem individuellen QR-Code
zu versehen. Wie die Anlagensteuerung in das ALS integriert wurde, erläuterte Rainer Hönle von
Produktionsstandort China im Fokus
Mehr als 350 Teilnehmer bei der Engel Automobilkonferenz in Schanghai
Automotive Mit mehr als 350 Teil-
nehmern aus China und Gesamt­
asien war die internationale Auto­
mobilkonferenz Trendscaut Ende
Oktober in Schanghai ein großer
Erfolg für Engel. Die Veranstaltung fand zum ersten Mal in Asien statt. Aus lokaler Perspektive
und mit internationaler Expertise
wurden die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen der
Kunststoffverarbeiter in China
und Asien diskutiert und innovative Lösungen präsentiert. Die
Themen Leichtbau und Energie
standen dabei im Fokus.
verfahren und Materialien innovativer Leichtbau mit einer hohen
Kosteneffizienz verbinden lässt,
machte unter anderem Shuwen Liu
vom Pan Asia Technical Automotive Center (PATAC) deutlich.
Untermauert wurden seine Ausführungen von Conner Xue von
Shenyang Minghua Mould and
den Jahren neue Anforderungen
an die Kunststoffverarbeiter stellen wird. Hybridfahrzeuge werden
nach Ansicht von Robert Wittenbrink von Exxon Mobil stärker
Marktanteile gewinnen als Elektrofahrzeuge. Um den Energiebedarf der insgesamt weltweit weiter
wachsenden Fahrzeugpopulation
Besonders breites
Leichtbauspektrum
Leichtbau ist nicht gleich Leichtbau
– dies machte die Veranstaltung
einmal mehr deutlich. „In Asien
und vor allem in China kommt ein
besonders breites Spektrum an
Leichtbautechnologien zum Einsatz“, betont Michael Fischer, Verkaufsleiter Technologien von Engel.
So ging es in den Vorträgen im
Shanghai City Theater neben den
Compositetechnologien um das
chemische und physikalische
Schäumen, das Spritzprägen, den
Dünnwandspritzguss, GlazingLösungen auf Basis von Polycarbonat und den Einsatz von Naturfasern als Verstärkungsmaterial.
Zu allen Technologien wurden
Musterteile präsentiert. Wie sich
dank der Vielfalt an Verarbeitungs-
Leichtbautechnologien standen im Fokus der Konferenz. Zu den in
den Vorträgen thematisierten Technologien wurden Musterteile
präsentiert Foto: Engel
Plastics Technology und Horst
Nonner von Porsche Engineering
(Shanghai). Mit ihren praxisorientierten Vorträgen spannten sie
den Bogen von der Forschung und
Entwicklung über die Konstruktion bis zum Serienprozess und
zeigten das große Potenzial der
Leichtbautechnologien für die zukünftigen Herausforderungen der
Automobilhersteller in Asien auf.
Es ist vor allem die hybride Antriebstechnik, die in den kommen-
decken zu können, steht die Notwendigkeit einer höheren Energieeffizienz außer Frage – auch
dies machte Wittenbrink in seinem
Energieausblick 2040 deutlich.
Moderiert durch Fischer stellten
sich die Referenten im Anschluss
an ihre Vorträge der Diskussion.
Insgesamt bildeten mit Fischer
sieben Experten das Podium: Neben Shuwen Liu, Conner Xue und
Robert Wittenbrink waren dies
Jochen Siebert von JSC Automo-
tive, Zhenwei Zhang von EDAG
Engineering and Design (Shanghai) und Peter Egger, Direktor des
Technologiezentrums für Leichtbau-Composites von Engel.
Positive Bilanz
Nach mehreren Veranstaltungen
in Österreich hatte Engel zum
ersten Mal in Asien zur Automobilkonferenz eingeladen. „Mit dem
Trendscaut nach Asien zu gehen
war die richtige Entscheidung“,
zieht Franz Füreder, Leiter der
Business Unit Automotive von
Engel, eine sehr positive Bilanz.
„China gewinnt als Produktionsstandort der internationalen Auto­
mobilkonzerne rasant an Bedeutung. Vor Ort in diesem dynamischen Umfeld konnten wir die
spezifischen Anforderungen in
Asien individuell diskutieren. Die
Automobilindustrie ist zwar eine
internationale Branche, dennoch
stellt jede Region die Produzenten
und deren Zulieferer vor ganz
eigene Herausforderungen.“
Den nächsten Trendscaut in Asien wird der Spritzgießmaschinenbauer 2018 veranstalten. Zuvor
trifft sich die Automobilindustrie
im kommenden Jahr zum ersten
Trendscaut für den nordamerikanischen Markt in den USA, bevor
2017 die Automobilkonferenz
wieder in Österreich stattfinden
wird. sk
www.engelglobal.com
der Deltalogic Automatisierungstechnik GmbH.
Kontinuierliche
Weiterentwicklung
Hans Seeger rundete den Tag mit
einem Blick in Richtung Zukunft
ab. Dabei berichtete er, welche
Entwicklungsschritte beim ALS
als Nächstes anstehen und welche
Vorteile diese den Kunden bieten
werden. Schwerpunkte sind die
kontinuierliche Weiterentwicklung, mobile Anwendungen und
Konnektivität. sk
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BRANCHE
12 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
IMPRESSUM
PERSONEN
Uwe Röhrhoff verlässt 2018 Vorstandsvorsitz bei Gerresheimer
Uwe Röhrhoff
Vorstandsvorsitzender
Foto: Gerresheimer
Gerresheimer Der Vorstandsvorsitzende der Gerresheimer
AG, Uwe Röhrhoff, wird seinen
bis Februar 2018 laufenden
Vertrag nach Ablauf nicht verlängern. Vom Unternehmen heißt
es, der Vorstandsvorsitzende der
Gerresheimer AG, Uwe Röhrhoff,
habe am 20. November dem
Aufsichtsratsvorsitzenden
Dr. Axel Herberg mitgeteilt, dass
er nach Ende seines bis zum
Februar­2018 laufenden Vertrags aus persönlichen Gründen
für eine weitere Amtszeit nicht
zur Verfügung stehe.
Mit dem neuen Airbus A350 XWB bricht eine neue Ära der Luftfahrt an – auch dank der 3D-gedruckten Kunststoffteile Foto: Airbus
3D-Drucken für Airbus
A350 XWB erster Airbus mit gedruckten Kunststoffteilen
Additive Fertigung Materialise, ein
führender Anbieter von AdditiveManufacturing-Software und
hochmodernen Lösungen für den
3D-Druck, wird mit seinem gemäß
EN 9100 und EASA 21G zertifizierten Werk für 3D-Druck künftig Airbus mit 3D-gedruckten
Flugzeugbauteilen aus Kunststoff
beliefern. Zum Einsatz kommen
die Teile erstmals im neuen Airbus
A350 XWB.
Als Grund für den Einsatz des
3D-Drucks im völlig neu konzipierten A350 XWB nennt Airbus
die Vorteile in Bezug auf die Topo­
logieoptimierung und funktio­
nelle Integration.
„Airbus kennt und schätzt den
Nutzen, den der 3D-Druck – oder
in diesem Fall besser die additive
Fertigung – dem A350 XWB als
modernstem Breitrumpfflugzeug
bringt. Aufgrund eines der anspruchsvollsten Testprogramme
für ein Passagierflugzeug setzt der
Einsatz von AM-Fertigbauteilen
zudem ein starkes Zeichen hinsichtlich der Zuverlässigkeit und
Qualität, die die additive Fertigung heute liefert“, berichtet der
Executive Vice President of Pro-
duction von Materialise, Bart Van
der Schueren.
Wie Bart Van der Schueren erklärt,
arbeitet Materialise seit 25 Jahren
an der Verbesserung des Additive
Manufacturing durch immer ausgeklügeltere Softwareanwendungen und verfügt über ein 3DDruckwerk, das Bauteile herstellt,
die selbst den Anforderungen der
anspruchsvollsten Branchen genügen. Dazu gehören neben der
Luft- und Raumfahrt auch Medizintechnik und Automotive. gk
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Wobbe Bürkle Partner und Rogalla Consulting gehen
­gemeinsame Wege in der Beratung mit Fokus China und Indien
Asien-Know-how Seit Sommer 2015
arbeiten Rogalla Consulting und
Wobbe Bürkle Partner auf dem
Gebiet der Kunststoffberatung im
Bereich des asiatischen Marktes
mit Fokus auf China und Indien
zusammen. Ebenso wie Erwin
Sowohl Dr. Rogalla als auch
Dr. Wobbe haben in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe
unterschiedlicher Projekte in Indien und China betreut und konnten dadurch fundierte Kenntnisse und Einblicke in die dortige
HOLZMA Plattenaufteiltechnik GmbH
Hans Wobbe (v.l.), Erwin Bürkle und Arno Rogalla Foto: WBP
flexible silo
silo
Bürkle und Hans Wobbe kommt
Arno Rogalla aus der Kunststoffindustrie. Er gründete nach über
20 Jahren Berufserfahrung auf
unterschiedlichen Managementpositionen 2009 die Unternehmensberatung Rogalla Consulting.
Branche und die lokalen Märkte
gewinnen sowie insbesondere
auch Verständnis für die jeweilige
Kultur und Denkweise entwickeln.
Diese Gemeinsamkeit brachte
beide jetzt zusammen. Für beide
steht fest: Ein nachhaltiger Erfolg
in diesen Ländern kann ohne eine
solche Kenntnis und Einbeziehung
der „lokalen Spielregeln“ nicht
erfolgen. Denn Firmen sind nur
dann langfristig erfolgreich, wenn
sie diese kulturellen Unterschiede
respektieren und in ihre Unternehmensstrategie mit einfließen
lassen.
Durch diese Kooperation kann
den Kunden ein Spektrum von der
Technologievorentwicklung über
die Maschinentechnik bis hin zur
Fertigungs- beziehungsweise Produktionsauslegung oder -optimierung kompetent angeboten werden. Hierbei sollen sowohl Kunden
im asiatischen Raum direkt als
auch europäische Unternehmen
angesprochen werden, die sich in
Richtung China oder Indien orientieren möchten. Häufig stehen
gerade Unternehmens aus der
DACH-Region vor der Herausforderung, geeignete Zulieferer in
China und Indien zu finden und
diese auf das notwendige Niveau
zu qualifizieren. gr
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Jan Hendrik Ostgathe
geschäftsführender Gesellschafter
Foto: Kreyenborg
Kreyenborg Seit Oktober wird die Kreyenborg Plant
Technology GmbH & Co. KG in Senden durch die beiden
geschäftsführenden Gesellschafter Jan Hendrik Ostgathe
und Jan-Udo Kreyenborg vertreten. Ostgathe ist bereits seit
Gründung der Gesellschaft im Jahr 2008 Gesellschafter der
Kreyenborg Plant Technology. „Ich freue mich auf die neue
Aufgabe in unserem Familienunternehmen. Wir werden mit
unserem motivierten Team unser Geschäft weiter ausbauen.“ Im Laufe seiner beruflichen Laufbahn war Ostgathe
unter anderem bei Evonik Industries tätig und leitete bereits
als Geschäftsführer die Kreyenborg GmbH, Nordson Kreyenborg GmbH und Nordson BKG GmbH.
Seit über 60 Jahren baut Kreyenborg Maschinen für die
Misch- und Fördertechnik und ist spezialisiert auf ganzheitliche Lösungen für das Lagern, Trocknen, Fördern, Mischen
und Dosieren anspruchsvoller Schüttgüter in der Kunststoff-, Nahrungsmittel- und Chemieindustrie.
Die K-ZEITUNG (früher K-Plastic
& Kaut­schuk-Zeitung) ist die
einzige Zeitung der Kunststoff- und
Kautschukbranche. Sie enthält aktuelle
Nachrichten über Produktion, Verkauf,
Verarbeitung und Anwendung von
Kunststoffen und ­Elastomeren in allen
Industriezweigen.
46. Jahrgang
Herausgeber:
Joachim Rönisch (roe)
Tel.0511 7304-136
[email protected]
Verlag:
Giesel Verlag GmbH
Hans-Böckler-Allee 9
30173 Hannover
Tel.0511 7304-0
Fax 0511 7304-157
www.giesel.de
www.k-zeitung.de
Geschäftsführung:
Lutz Bandte
Die Giesel Verlag GmbH ist
ein Tochterunternehmen der
Schlütersche Verlagsgesellschaft
mbH & Co. KG
www.schluetersche.de
Redaktion:
Dipl.-Ing. (FH) Günter Kögel (gk)
(Chefredaktion, V.i.S.d.P.)
Gögginger Str. 105a
86199 Augsburg
Tel.0821 319880-50
[email protected]
Dipl.-Inf. Arne Grävemeyer (gr)
(stv. Chefredakteur)
Tel.0511 7304-152
[email protected]
Dipl.-Vw. Jürgen Lindemann (jl)
(Content Manager)
Tel.0821 319880-55
juergen.lindemann@
schluetersche.de
Dipl.-Phys. Matthias Gutbrod (mg)
Tel.0511 7304-132
[email protected]
Ing. Stefan Lenz (sl)
Tel.0821 319880-54
[email protected]
Dipl.-Bw. (FH)
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Tel.0821 319880-51
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Miriam Mörz (mm)
Tel.0821 319880-53
[email protected]
Sabine Koll (sk)
Tel.0176 10428359
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Dipl.-Ing. Gabriele Rzepka (rz)
Tel.06172 8689940
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Anzeigenverkauf:
Axel Gerhartz (Leitung)
Tel.0821 319880-52
Fax 0821 319880-80
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Fax 0511 7304-233
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(ausserhalb Deutschlands:
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Einzelheft:
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Mitglieder des
WIP-Kunststoffe e.V. und
Kunststoffland NRW e.V. erhalten
die K-ZEITUNG im Rahmen
ihres Mitglieder-Beitrages.
ISSN 1436-6401
Druck:
Sedai Druck GmbH & Co. KG
Böcklerstraße 13, 31789 Hameln
3D-Drucken
Boy kombiniert
Spritzgießen und
3D‑Druck Seite 18
TECHNOLOGIE
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 13
Leicht zu knacken
AUS DEM INHALT
Heißkanaltechnik: AR Group Plastic Division vertraut auf ein
Heißkanalwerkzeug von Linea Stampi�������������������������������������������� 14
Komplexe Automationslösung für Insert Moulding und Hinterspritzen von UD-Tapes
3D-Drucken: Weltpremiere auf der Formnext: Arburg erweitert
Einsatzbereich des Freeformers�������������������������������������������������������17
Materialversorgung: Motan und Krauss Maffei optimieren Verarbeitung von Langfaserhochkonzentraten und Industrie 4.0������ 19
Verbundwerkstoffe: Dieffenbacher entwickelt vollautomatische
Verfahren rund um das Pressen von FVK-Bauteilen���������������������� 24
Spritzgießen: Arburg und IKV entwickeln Profoam-Verfahren zum
physikalischen Schäumen von faserverstärkten Kunststoffen���� 25
Spritzgießen: Software IQ Clamp Control von Engel optimiert
automatisch die Schließkraft����������������������������������������������������������� 27
Der Nussknacker – mit Insert Moulding mit Folie dekoriert und durch UD-Tapes gezielt verstärkt – wiegt bei verbesserter Funktion und
sehr ansprechender Oberfläche 35 % weniger als sein Vorgänger Foto: M.A.i
Leichtbau Noch leichter, noch sta-
biler und dekorativer als der Vorgänger – das sind die Eigenschaften des Nussknackers, den die
Kronacher M.A.i GmbH & Co. KG
mit einer komplexen Fertigungszelle mit Partnerunternehmen als
Beispiel für Leichtbauanwendungen realisiert hat: Der Spritz­gieß­
maschi­nenhersteller Sumitomo
(SHI) Demag, der Dekorfolienhersteller Leonhard Kurz und der
Kunststoffverarbeiter HBW-Gubesch sind bei dem Projekt an
Bord.
Die Besonderheiten des Nussknackers, der auf der Fakuma in diesem Jahr gezeigt wurde, sind die
Dekoration per Insert Moulding
sowie die zielgerichtete Verstärkung mit UD-Tapes. Das Ergebnis
sind eine bessere Funktionalität
und 35 % weniger Gewicht als sein
Vorgänger vom Vorjahr. In diesem
Jahr verstärkte ein dreilagiges UDTape den hergestellten Nussknacker. Zusätzlich bestand dieser aus
einer 0,5 mm dünnen Dekorfolie
an der Oberseite. Die Rippenstruktur bestand aus PP-GF30 und die
Wanddicke wurde von 4 auf 3 mm
reduziert. Außerdem wurde die
Verzahnung als Wellenkontur in
die Hinterspritzung integriert.
Die zur Verstärkung eingesetzten
UD-Tapes Celstran CFR-TP
PPGF70-013 von Celanese enthalten unidirektional („UD“) ausgerichtete Endlosglasfasern und
bieten in Faserrichtung eine stark
erhöhte Zugfestigkeit.
Durch gezielte Platzierung von
einem oder mehreren UD-Tapes
können Bauteile beanspruchungsgerecht verstärkt werden und
bieten Vorteile gegenüber Organoblechen, die meistens aus Fasermatten mit 90°-Winkel-Anordnung bestehen. Organobleche
bieten nur eine isotrope Verstärkung, während UD-Tapes bei
gleicher Dicke der Faser­matte eine
höhere Zugfestigkeit in Zugrichtung bieten. Bei geringerer Dicke,
aber mit gleicher Zugfestigkeit
haben die UD-Tapes ein geringe-
DIE TECHNOLOGIEZAHL
Was wird aus deutschen PET-Flaschen?
res Gewicht gegenüber den Orga­
noblechen.
Der Automationsspezialist M.A.i
entwickelte für die Fertigungszelle ein sogenanntes Hot-Handling,
ein beheiztes Greifersystem. Es
diente zur Kontrolle und Regelung
des Aufwärmprozesses der UDTapes bis zum direkten Einlegen
ins Werkzeug. Dadurch konnten
die Prozesszeit verkürzt und zugleich eine schonendere und gezieltere Temperaturführung realisiert werden. Durch den zusätzlichen Einsatz von Dekorfolien
entstehen Produkte, die auch im
Fahrzeuginneren Verwendung
finden können.
Die Fertigungszelle bestand aus
einer Spritzgießmaschine Systec
Servo 210 von Sumitomo (SHI)
Demag, einem 6-Achs-Roboter
von Yaskawa mit Mehrfachgreifersystem und Hot-Handling für
die UD-Tapes sowie Entnahmestationen für die Dekorfolien und
die Metalleinleger. Zusätzlich
waren eine Heiz- und Entnahme-
station für die UD-Tapes, eine
Schneidstation zur Angussabtrennung und eine Nietstation zur
Verbindung der beiden Hälften
des Nussknackers integriert.
Mithilfe des Hot-Handlings von
M.A.i nahm der Roboter das Folieninsert, die Einlegeteile und das
UD-Tape auf und fuhr in das geöffnete Werkzeug der Spritzgießmaschine ein. Dort wurde das
fertige Bauteil aus der Kavität
entnommen. Anschließend positionierte der Roboter nacheinander den Folieninsert, den UDZuschnitt und die Metalleinleger
in der Kavität, bevor das Werkzeug
wieder schloss und das Hinterspritzen startete.
Mit dem Produktionseffizienzbaustein Active Remote wurde die
gesamte Roboter- und Peripherietechnik in die NC5 plus Steuerung
der Spritzgießmaschine integriert.
Dadurch kann die gesamte Fertigungszelle über eine Bedienoberfläche gesteuert werden. sk
www.m-a-i.de
KURZ BERICHTET
Kurzfristig einbaufertig
Das neue kompakte Heißkanalsystem H4070/… auf Multimodulbasis
ergänzt die Erweiterung der bewährten Multi Shot Baureihe von Hasco.
In nur fünf Arbeitstagen wird ein komplettes System mit einem festen
Stichmaß von 22 mm, bestehend aus acht oder vier modifizierten 20erTechni Shot Düsen und einseitig beheiztem, natürlich balanciertem
Verteiler, komplett montiert und einbaufertig geliefert. Düsenspitzen
und Heizung sind von der Trennebene aus montierbar und erleichtern
so die Wartungsarbeiten. Es sind Düsenlängen bis 125 mm erhältlich.
Variable Düsenspitzen aus Cu Co Be oder TZM sowie einzeln geregelte
Düsen und Verteiler sorgen für ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil
und ermöglichen die prozesssichere Verarbeitung auch technischer
Kunststoffe mit einem engen Verarbeitungsfenster. sl
Wartungsfreundlich
In Deutschland sind die Recyclingquoten für PET-Flaschen auf weltmeisterlichem Niveau. 2013 wurden hierzulande insgesamt 470.200 t
eingesammelt und knapp 94 % davon rezykliert. Quelle: GVM Studie 2015
Neu im Programm bei Meusburger ist die Schiebereinheit E 3300 in
kleinsten Ausführungen. Durch die DLC-beschichtete Führung werden
der Verschleiß minimiert und die Wartungsfreundlichkeit der Schieber­
einheit erhöht. Engste Fertigungstoleranzen garantieren höchste Präzision. Die außermittige Führung und die gespiegelten Einbaumöglichkei­
ten sorgen für minimalsten Platzbedarf im Werkzeug. Zwei verschiedene Schieberwege ermöglichen die Entformung von Hinterschneidungen
von 3 mm oder 6,1 mm. Bei Bedarf kann die Schiebervorspannung
mittels einer Abstimmplatte spielend leicht angepasst werden. sl
Stefan Lenz
Zuständig für den Bereich
Heißkanaltechnik
TECHNOLOGIE
HEISSKANALTECHNIK
0821 319880-54
[email protected]
14 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Erhöhte Produktionseffizienz
Zur Herstellung des Rahmens einer neuen Tauchmaske vertraut der italienische Spritzgießer AR Group Plastic Division
auf ein Heißkanalwerkzeug von Linea Stampi, das mit Technologie von Ewikon ausgestattet ist
noch durch ein Überladen der
Kavität mit dem niedrigeren
Schussgewicht und daraus resultierender Gratbildung. Auf Basis
der von Ewikon im Rahmen einer
Moldflow-Analyse ermittelten
deutlichen Füllunterschiede zwischen den beiden Rahmensegmenten wurde das System rheologisch
über den Fließkanalquerschnitt
und den Anschnittdurchmesser
balanciert. Die längere Düse zur
Anspritzung des unteren Rahmensegments behält den Schmelze­
kanaldurchmesser des Verteilers
von 10 mm bei, in der kürzeren
Düse verjüngt sich dieser auf
6 mm. Gleichzeitig wurde hier der
Anschnittdurchmesser um
0,2 mm verkleinert. Die Maßnahmen resultierten in einem perfekt
ausbalancierten Fließkanallayout,
das eine gleichmäßige Füllung der
Rahmensegmente ermöglicht.
Direktanspritzung AR Group Plas-
T l. 028
Te
2842
42/9
42
/9
964
6444-0
0
tic Division ist Komplettlieferant
für eine Vielzahl bedeutender
Kunden aus verschiedenen Industriebranchen. Fast alle Komponenten der Tribord-Tauchmaske wie
Rahmenbauteile, Scheiben sowie
der Flüssigsilikon-Maskenrand
entstehen im Werk im norditalienischen Sulbiate in Eigenfertigung und werden auch im Hause
montiert und verpackt. Lediglich
das Halteband wird zugeliefert.
Die Herausforderung bei dieser
neuen, im günstigen Preissegment
positionierten Tauchmaske bestand darin, sie profitabel zu produzieren und gleichzeitig die
hohen Anforderungen des Endkunden zu erfüllen. Dazu gehört
in erster Linie ein attraktives und
hochwertiges äußeres Erscheinungsbild mit Rahmen in transparenter oder undurchsichtiger
Hochglanzoptik und aktuellen
Trendfarben, die in jeder Saison
gewechselt werden. Formteil­
defekte wie zum Beispiel Lufteinschlüsse werden seitens Tribord
nicht akzeptiert, die Stabilität
muss hohen Ansprüchen genügen
und durch Belastungstests nachgewiesen werden. Weiterhin wird
eine bedarfsgerechte Just-in-timeLieferung in den jeweils benötigten Stückzahlen und Farben vorausgesetzt.
In der Projektierungsphase durchleuchtete man deswegen alle Fertigungsschritte im Hinblick auf
Effizienz und mögliche Kosteneinsparungspotenziale. Hierbei
erwiesen sich Erfahrungen mit
einer weiteren bereits im Haus
gefertigten Tauchmaskenversion
als hilfreich. „Bei der Endmontage einer solchen Tauchmaske ist
nur wenig Spielraum für eine
Kostenreduzierung vorhanden“,
erklärt Fabrizio Gianni, Projektleiter bei AR Group Plastic Division. „Hier ist ein hoher Anteil an
Handarbeit notwendig, um die
Weich- und Hartkomponenten zu
verbinden. Also konnten wir nur
bei der Erhöhung des Automatisierungsgrads und der Prozess­
effizienz für die bei uns produzierten Thermoplast- und Flüssig­
Die Tribord-Tauchmaske wird in verschiedenen aktuellen Trendfarben gefertigt, die jede Saison wechseln Foto: Tribord
silikonbauteile ansetzen. Zielsetzung für den Rahmen waren eine
Produktion mit einer niedrigen
Ausschussrate, die Vermeidung
nachgelagerter Arbeitsschritte,
schnelle Farbwechsel und eine
größtmögliche Reduzierung des
personellen Aufwands für die
Werkzeugbedienung.“
Die Rahmenbaugruppe aus transparentem, farbigem Lexan 123R
besteht aus einem oberen und
einem unteren Segment mit unter­
schiedlichen Schussgewichten von
9,5 g und 11,1 g. Diese werden bei
der Endmontage über einen Steckmechanismus irreversibel miteinander verbunden. Berücksichtigt
man die nicht allzu großen Stückzahlen, so stellte ein Familienwerkzeug die produktivste Lösung
zur Fertigung der immer paarweise benötigten Rahmenbauteile dar.
Der Bau des neuen Werkzeugs
erfolgte beim Werkzeugbauer
Linea­Stampi. „Bereits bei der
letzten Tauchmaskenversion wurden die Rahmenbauteile mit einem
Familienwerkzeug produziert,
allerdings mit Kaltkanal“, so Giuseppe Lissoni, Miteigentümer von
Linea Stampi. „Damit wären aller­
dings die Vorgaben bei diesem
Projekt nicht zu erfüllen gewesen.
Deshalb entschieden wir uns, keine Kompromisse einzugehen und
eine Vollheißkanallösung zu bauen.“
Komplexe
Anforderungen
Ein Heißkanal-Familienwerkzeug
stellt in Bezug auf Formstabilität
und Formteilfüllung komplexere
Anforderungen bei der Realisierung. Um die Heißkanalkomponenten optimal in den Aufbau zu
integrieren und frühzeitig das
geeignete Fließkanallayout zu definieren, bezog Linea Stampi Ewikon als Heißkanallieferanten
frühzeitig mit in die Konzeption
ein. Bei der Positionierung der
Anspritzpunkte, die mittig auf
dem entsprechenden Rahmensegment platziert sein müssen, waren
die Möglichkeiten durch Funktions- und Sichtflächen eingeschränkt. Aus diesem Grund
empfahl Ewikon eine seitliche
Direktanspritzung mit HPS IIIMH Düsen an einer gut erreichbaren Position auf der hinteren
Seite des Rahmens. „Bis dahin
standen wir der direkten Seitenanspritzung eher skeptisch gegenüber“, erinnert sich Giuseppe
Lissoni, „zumal solche Lösungen
von anderen Heißkanalherstellern
nur sehr selten empfohlen wurden.
Ewikon war allerdings von der
Leistungsfähigkeit des Produkts
überzeugt, selbst bei einem schwierig zu verarbeitenden Material wie
Polycarbonat. Dies und die Tatsa­
che, dass wir in einer Anwendung
für einen anderen Kunden die
Ewikon HPS III-MH Düse schon
erfolgreich eingesetzt haben, gaben letztendlich den Ausschlag,
vorspringenden Nasensteg platziert ist. Unter Berücksichtigung
der Schussgewichte und des
schwerfließenden Materials entschied man sich für die größere
Baureihe HPS III-MH200.
Die Düsen werden über einen
2-fach-Verteilerbalken mit
Schmelze versorgt. Dieser verfügt
über strömungstechnisch optimierte, eckenfreie Fließkanäle,
was zum einen eine sehr material­
schonende Verarbeitung ermögAnzeige
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uns für dieses Konzept zu entscheiden.“ Bedingt durch die Positionie­
rung der Rahmensegmente in der
Form kamen zwei radiale HPS
III-MH Düsen mit jeweils einer
Wärmeleitspitze in Längen von
135 mm und 165 mm zum Einsatz.
Die Längendifferenz der Düsen
erklärt sich durch die Geometrie
des unteren Rahmensegments, bei
dem der Anspritzpunkt auf dem
licht und zum anderen die häufigen Farbwechsel erleichtert.
Aufgrund der um 15 % variierenden Schussgewichte wurden der
Balancierung des Systems und
dem daraus resultierenden Füllverhalten besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die hohen
Qualitätsanforderungen erlauben
keinen Ausschuss, weder aufgrund
nicht vollständig gefüllter Teile
Ausschussrate nahe
null
Seit Frühjahr 2014 produziert das
sehr kompakte Heißkanalwerkzeug problemlos mit einer Ausschussrate nahe null. Die Rahmensegmente werden mit einem
Handlingsystem aus der Form
entnommen, auf einem Förderband abgelegt und in separaten
Behältern zur Weiterverarbeitung
transportiert. Die Effizienz konnte im Vergleich zu der mit Kaltkanaltechnik gefertigten Tauchmaskenversion in mehreren Bereichen gesteigert werden. Das
Abtrennen der Rahmensegmente
vom Anguss per Hand entfällt
ebenso wie die oft nötige Nachbearbeitung und Säuberung der
Anspritzpunkte vor der Endmontage. Weitere Vorteile sind eine
Materialeinsparung von 25 %
sowie der wesentlich effizientere
Einsatz des Bedienpersonals. Hier
ermöglicht der höhere Automatisierungsgrad beim Handling der
fertigen Bauteile eine Reduzierung
des Aufwands zur Maschinenbedienung um 40 %. sl
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Oben: Um die Heißkanalkomponenten optimal in den Aufbau zu integrieren und frühzeitig das geeignete Fließkanallayout zu definieren, bezog Linea Stampi Ewikon als Heißkanallieferanten frühzeitig mit in die Konzeption ein Foto: Ewikon
Links: Im Heißkanalsystem kommen zwei HPS III-MH200 Düsen in
verschiedenen Längen mit jeweils einer Spitze zum Einsatz
Foto: Ewikon
TECHNOLOGIE
HEISSKANALTECHNIK
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 15
Neue Düse und optimierte Kühlung
Neue Heißkanaldüse MTR39 von HRS Flow für dickwandige Teile –
mit Selective Laser Melting-Kühlkanälen zu schnelleren Zyklen
Multikavität Auf der diesjährigen
Fakuma stellte HRS Flow im Produktbereich Multitech zwei Neubeziehungsweise Weiterentwicklungen in den Fokus des Messeauftritts: neuartige Kühlkanal­
einsätze für Multikavitätenwerkzeuge, hergestellt mit der SLMTechnologie (Selective Laser
Melting – selektives Laserschmelzen), und eine speziell für Dickwandanwendungen ausgelegte
Heißkanaldüse. Die SLM-Einsätze erschließen die Möglichkeit,
deutlich kürzere Kühlzeiten und
damit eine höhere Produktivität
zu erzielen; die neue Heißkanal­
düse MTR39 erweitert das Spektrum der Standarddüsen der Baureihe MT hin zu größeren Schussgewichten. Im Produktbereich
Multitech bietet HRS Flow Heißkanallösungen für Spritzgieß-
zen von Metallpulver mit einem
entsprechend der gewünschten
Kontur programmiert geführten
Laserstrahl. Auf diese Weise können beispielsweise Einsätze mit
komplex geformten, der Formteilkontur folgenden Kühlkanälen
konstruiert und hergestellt werden
und nicht mehr nur geradlinige
Kanäle.
Mit den im SLM-Verfahren hergestellten Kühlkanaleinsätzen
lässt sich eine deutlich effizientere Kühlung im Werkzeug (speziell
im Anschnittbereich) erzielen als
mit traditionellen Kühlsystemen.
Im Vergleich zum bisherigen Standard kann die Zykluszeit dadurch
um bis zu 20 % verkürzt werden,
im Einzelfall sogar darüber hinaus. Die Folge ist eine Produktivi­
tätssteigerung, was sich bei Multi­
kavitätswerkzeugen besonders
Schritte bei der Herstellung von SLM-Kühlkanaleinsätzen für die
Herstellung von 2,1 g schweren Tropfflaschen-Schraubverschlüssen mit Originalitätssiegel aus PP: Aufbauend auf dem vorgefrästen Grundkörper (Bild oben links) entstehen schichtweise durch
selektives Laserschmelzen von Metallpulver (oben Mitte) die fertigen Einsätze mit Kühlkanälen, orientiert an der Formteilkontur
(oben rechts). Eingebaut in ein 16-fach-Werkzeug, werden damit
im Vergleich zu konventionellen Kühlkanälen rund 25 % kürzere
Zykluszeiten erreicht Foto: HRS Flow
möglich. Bei der Herstellung von
Kühlkanaleinsätzen kann formteilseitig bereits eine nahezu konturgetreue Kavität mitgeformt
werden. Der Werkzeugbauer muss
dann lediglich noch den „Feinschliff“ vornehmen.
Breite
Anwendungspalette
Die neue Heißkanaldüse
MTR39 erschließt als Ergänzung der bislang größten
Standarddüse MT39 den Bereich Dickwandanwendungen mit bis zu 80 g Formteilgewicht und Wanddicken bis
17 mm Foto: HRS Flow
werkzeuge, ausgelegt für die Großserienproduktion von Verpackungen, Deckeln und Verschlüssen
sowie Artikeln für die Medizintechnik, aber auch für die Elektround Elektronikindustrie sowie den
Automobilbau. Der Fokus liegt
dabei auf hohen Kavitätenzahlen,
kurzen Zykluszeiten, gleichmäßiger Balancierung und schnellen
Farbwechseln.
Schichtweiser Aufbau
Die SLM-Technologie ist ein noch
junges Verfahren zur Herstellung
von Metallteilen, die sich bei
Spritzgießwerkzeugen vorteilhaft
für Einsätze mit komplexer Geometrie nutzen lässt. Im Unterschied zur klassischen mechanischen Bearbeitung wird das Material nicht abgetragen, sondern
schichtweise aufgebaut. Ähnlich
wie beim sogenannten 3D-Drucken geschieht dies durch Schmel-
positiv auswirkt. Durch die sehr
homogene Temperaturverteilung
im Werkzeug rund um die Kavitäten und die Anschnittbereiche
wird gleichzeitig eine verbesserte
Oberflächenqualität der Form­teile
erzielt. Auch der Teileverzug durch
Schwindung ist geringer, weil
durch die bessere thermische Balancierung des Werkzeugs kaum
Restspannungen im Formteil nach
dem Entformen eingefroren werden. Herstellbar sind mit dem
selektiven Laserschmelzen SLMWerkzeugeinsätze bis zu einer
Größe (L × B × H) von rund
250 mm × 250 mm × 220 mm,
womit eine große Bandbreite heutiger Schnellläufer-Multikavitätenwerkzeuge abgedeckt werden
kann.
Die im SLM-Verfahren hergestellten Werkzeugeinsätze haben metallografisch die gleichen Härten
und mechanischen Eigenschaften
wie aus geschmiedetem Stahl her-
gestellte Teile. Ein Vergüten der
Oberfläche, vom Nitrieren über
Plattieren bis zum PVD-Beschichten, ist bei SLM-Teilen ebenfalls
Mit der neuen Heißkanaldüse
MTR39 ergänzt HRS Flow das in
vier Baugrößen verfügbare, für
eine breite Anwendungspalette
ausgelegte Programm an Standard-Heißkanaldüsen der Baureihe MT (MT18, MT22, MT29 und
MT39). Bei gleichen Außenmaßen
– und damit gleichem erforderlichen Werkzeugausschnitt für den
Einbau – wie die große Standarddüse MT39 hat die neue Düse
einen mit 12 mm deutlich vergrößerten Schmelzekanaldurchmesser. Dadurch sind Durchflussraten
bis zu 35 g/s und Formteile bis zu
80 g Gewicht in einem Schuss re-
alisierbar. Einsetzen lässt sich die
Heißkanaldüse MTR39 für Spritzdrücke bis zu 2.000 bar und alle
gängigen Thermoplaste, auch für
teilkristalline Materialien wie PET
oder PETG (Polyethylenterephtha­
lat-Glycol-Copolymer).
Mit diesen Leistungsdaten bietet
sich die neue Standard-Heißkanal­
düse insbesondere für das Spritzgießen von dickwandigen Formteilen an; erprobt wurden bereits
Anwendungen mit Wanddicken
von 5 mm bis 17 mm. Einsatz­gebiet
ist nicht nur die Herstellung technischer Teile, sondern unter anderem auch die von Artikeln mit
hohen Anforderungen an die
Formteilästhetik. Eine 50 g schwere Verpackung mit 17 mm Wanddicke konnte zum Beispiel aus
einem hochtransparenten Poly­
ester-Copolymer mit der Heiß­
kanaldüse MTR39 und Direkt­
anbindung mit Nadelverschluss
in hochwertiger Qualität spritzgegossen werden. sl
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Compoundieren der Zukunft:
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dierung vorbereitet sind: eine neue axial fixierte ovale
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schutz und eine verbesserte Temperaturführung
überzeugt. Zudem beamen 30 Prozent mehr Dreh­
momentdichte bei über 23 Prozent mehr Volumen*
die ZE BluePower in eine neue Effizienzklasse.
* Im Vergleich zur Vorgängergeneration gleicher Baugröße
TECHNOLOGIE
HEISSKANALTECHNIK
16 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Praxisbewährt
Selbst technische Kunststoffe mit
extrem hoher Verarbertungstemperatur lassen sich mit der neuen
smart Fill verarbeiten Foto: PSG
Die PSG Plastic Service GmbH hat auf der diesjährigen Fakuma in
Friedrichshafen ein Feuerwerk an Heißkanalinnovationen abgefeuert
ten der Nadeln und
Einsparung der Wasserkühlung.
Die Betätigungseinheit wird
beim Pipe Line-System über
ein elektronisch gesteuertes
Ventil geschaltet Foto: PSG
Hochtemperaturkunststoffe Bei
herkömmlichen Systemen muss
jede einzelne Betätigungseinheit
mit vier Leitungen angeschlossen
werden, zwei für die Hydraulik
und zwei für die Kühlung. Das
macht bei einem 8-fach-System
schon 32 Leitungen. Die neue Pipe
Line von PSG verbindet die Betätigungseinheiten mit nur zwei
Leitungen – einer Druckleitung
und einer Rückleitung.
Gesteigerte
Stabilität
Die neue Pipe Line bietet entscheidende technische und wirtschaftliche Vorteile: Reduktion der
Anzahl der Rohrleitungen, Steigerung der Stabilität der Form­
platte, verzögerungsfreies Schal-
Durch dieses neue Konzept entfallen 80 % der Rohrleitungen.
Daher muss weniger Platz für die
Leitungen aus der Formplatte gefräst werden. Das reduziert den
Zerspanungsaufwand und bringt
eine enorme Steigerung der Stabilität der Formplatte.
Ein 8-fach-System benötigt 32
Leitungen und folglich auch 32
Kupplungen zur Anbindung. Konkret können Anwender hier mit
der neuen Pipe Line alleine schon
30 Kupplungen sparen.
Das Hydrauliköl bewegt die Nadel
und kühlt gleichzeitig die Betätigungseinheit. Dadurch entfallen
automatisch die Wasseraufbereitung und natürlich auch das Problem der Verkalkung.
Die Betätigungseinheit wird über
ein elektronisch gesteuertes Ventil geschaltet. Das garantiert eine
verzögerungsfreie und exakte
Steuerung der Verschlussnadel.
Kurz: Die neue Pipe Line bringt
beachtliche Kosten-, Zeitund Konstruktionsvorteile.
Hervorragende
Ergebnisse
Für extreme Hochtemperaturkunststoffe und schwierig zu verarbeitende Kunststoffe mit Füllund Verstärkungsstoffen ist die
neue Düse Smart Fill wie geschaffen.
Bei Härtetests mit PPA, PBT, GF
20 %, Flammschutz V0… brachte
die neue Smart Fill hervorragende Ergebnisse, das heißt erstklassige Teilequalität und Messergebnisse bei den Temperaturkurven.
Die Werte lagen zu 100 % im
definierten Verarbeitungsfenster
der Materialhersteller.
Durch neue Materialkombinatio­
nen und intelligente Konstruktionsdetails ist es gelungen, den
Wärmeverlust auf ein Minimum
zu reduzieren. Hierdurch wird ein
homogenes Wärmeprofil in der
Schmelzeführung erreicht. Die
Schmelzeteilung und erneute
-zusam­menführung erfolgen im
heißen Bereich der Düse. Das vermindert das Entstehen von Fließlinien und verbessert damit die
optische sowie die mechanische
Qualität der Teile.
Das Düsenlängeneinbaumaß im
Werkzeug ist für alle Düsenvarianten identisch. Das erlaubt zum
Beispiel einen problemlosen
Wechsel von RT (Ringanschnitt
mit Torpedo) in DNZ (Nadelverschluss mit Düsenkopf durchtauchend). sl
www.psg-online.de
Maximale Spritzgießeffizienz
Bei Multikavitätenwerkzeugen können jetzt die Vorteile eingeschraubter Düsen von Incoe genutzt werden
Multikavität Minimale Nest­
abstände sind für den effizienten
Spritzguss mit Multikavitätenwerkzeugen unverzichtbar. Um
das auch mit eingeschraubten
Düsen zu erreichen, hat Incoe
International Europe auf der
Faku­ma 2015 die Düsenserie DFQ
5 plus SBH (Slim Base Heater)
vorgestellt, die den minimalen
Nestabstand von bisher 22 mm
auf 18 mm reduziert.
„Damit sind wir auf Augenhöhe
mit den im Markt bisher einge-
setzten – meist gleitend gelagerten – Düsen und bieten dem
Verarbeiter fast uneingeschränkt
alle Vorteile der eingeschraubten
Düsen, um seinen Spritzgieß­
prozess deutlich effi­z ienter zu
gestalten“, betont Peter Kaiser,
Leiter Marktentwicklung bei
Incoe.
Kosten sparen
Der Spritzgießer spart sofort Kosten, denn die Düsenhalteplatte zur
Abstützung von Düsenköpfen und
Anpressung der Düsen an den
Verteiler entfällt, ebenso Stützund Versteifungselemente zur
Vermeidung einer Plattendurchbiegung. Die Betriebskosten sind
geringer, da es keine Anlage­
Incoe neu entwickelte Heizung,
denn aus Gründen der Stabilitätsund der Produktionssicherheit
blieb der Düsenschaft unverändert. Die Verschlankung bietet
eine nochmals verbesserte Temperaturführung, denn eine
ot
H
er
n
un
R
s
on
ti
lu
So
Heißkanaldüsen im Vergleich: Raumgewinn und minimale Nest­
abstände mit der neuen schlanken Heizung Foto: Incoe
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Das neue FLEXflow-System.
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Spritzgießen, Baden-Baden,
16./17. Februar 2016
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expertise
flächen zum Werkzeug im Übergangsbereich zwischen Düse und
Verteiler gibt – es können an dieser Stelle keine Wärmeverluste ins
Werkzeug entstehen. Des Weiteren
bietet die formschlüssige Verbindung hohe Betriebssicherheit: Es
besteht keine Gefahr der Undichtigkeit zwischen Düsen und Verteiler, die durch ein Nachlassen
der Anpresskraft im Verbund aus
Werkzeugplatten, Verschraubungen und Stützelementen entstehen
kann. Ein solcher Servicefall unterbricht die Produktion und verursacht nicht unerhebliche Wartungskosten.
Die Minimierung des Nest­
abstands erreicht allein eine von
gleichmäßige optimale Temperierung entscheidet bei einer
hohen Zahl von Formnestern und
offenen Düsen über eine gleichmäßige gute Füllung und einen
sauberen Abriss im Moment der
Entformung. In Verbindung mit
der vor einem Jahr vorgestellten
Düsenspitze des Typs HTT, die
für eine gezielte Temperaturführung im Anschnittbereich und
vielfältige Anwendungsbereiche
entwickelt wurde, besteht jetzt
eine sehr hohe Prozesssicherheit
für dauerhaft hohe Produkt­
qualität – auch bei kleinen Nestabständen. sl
www.incoe.de
Günter Kögel
Zuständig für den Bereich
3D-Drucken
TECHNOLOGIE
3D-DRUCKEN
0821 319880-50
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4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 17
Biopolymere und Flammschutz
Weltpremiere auf der Formnext: Arburg erweitert Einsatzbereich des Freeformers
Arburg hat mit seinem Freeformer den Einsatzbereich
der additiven Fertigung auf
Biopolymere erweitert. In
Kombination mit elastischem
TPU entsteht daraus eine
Zweikomponenten-Planetenrolle Foto: Arburg
Werkstoffe Die Premiere der Fach-
messe Formnext 2015 in Frankfurt
nutzte Arburg für zwei Premieren
rund um den Freeformer: Erstmals
vorgestellt wurde die industrielle
additive Fertigung eines PC/ABSBlends mit Flammschutz, aus dem
ein Freeformer exemplarisch das
bewegliche Funktionsbauteil
„Nautilus Gear“ hergestellt hat.
Das zweite Exponat produzierte
eine Zweikomponenten-Planetenrolle aus einem Biopolymer in
Kombination mit elastischem
TPU.
„Mit dem Freeformer und AKF
– Arburg Kunststoff-Freiformen
– steht ein innovatives System für
die additive Fertigung zur Verfü-
gung, das wir kontinuierlich und
praxisnah weiterentwickeln“, betont Dr. Eberhard Duffner, der als
Arburg Bereichsleiter Entwicklung auch den Bereich AKF verantwortet. „Einen Fokus legen wir
auf die Prozessstabilität sowie die
Steigerung von Reproduzierbarkeit und Bauteilqualität.“
Additive Fertigung
mit Biopolymer
Auf der Formnext 2015 wurde am
Bauteilbeispiel „2K-Planetenrolle“
erstmals die Materialkombination
TPU und Biopolymer präsentiert.
Aus dem biologisch abbaubaren
Werkstoff entstehen die inneren
Zahnräder, die von einer äußeren
Laufrolle aus elastischem TPU
eingefasst werden. Die Bauzeit
beträgt rund 3 h.
Blend aus PC und ABS
mit Flammschutz
Alternativ lassen sich mit der zweiten Austragseinheit Strukturen
aus einem Stützmaterial aufbauen
und auf diese Weise auch ungewöhnliche oder sehr komplexe
Bauteilgeometrien realisieren.
Nach Entfernen der Stützstrukturen können die Bauteile zum
Beispiel als Designmuster sowie
für Funktions- und Montagetests
genutzt werden.
Auf der Formnext 2015 hat ein
Freeformer auf diese Weise additiv
ein „Nautilus Gear“ gefertigt, erstmals aus einem Materialblend von
PC und ABS mit Flammschutz.
Das Bauteil besteht aus zwei gegeneinander beweglichen, asymmetrischen Zahnrädern und einer
Verbindungsbrücke. Es wird in
einem Schritt in einer Bauzeit von
rund zwei Stunden gefertigt. Nach
Auflösen der Stützstruktur in
warmem Wasser sind die Zahnräder direkt funktionsfähig, eine
Montage ist nicht erforderlich. Die
Produktionstechnik kombiniert
also Teilefertigung und Montage
– die normalerweise in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten stattfinden.
Der für die industrielle additive
Fertigung ausgelegte Freeformer
bietet weit mehr als einfache 3DDrucker. Mit ihm lassen sich
funktionsfähige Kunststoffteile
auf Basis von 3D-CAD-Daten
ohne Werkzeug additiv aus qualifizierten Standardgranulaten
fertigen. Beim Arburg KunststoffFreiformen wird das Granulat
ähnlich wie beim Spritzgießen
zunächst in einem Plastifizierzylinder aufgeschmolzen. Die Austragseinheit mit spezieller Düse
trägt kleinste Kunststofftropfen
mittels hochfrequenter Piezotechnik im vorgegebenen Takt (60 bis
200 Hz) schichtweise auf den Bauteilträger auf. Der bewegliche
Bauteilträger wird so positioniert,
dass jeder Tropfen auf die vorher
berechnete Stelle gesetzt wird.
Dabei verbinden sich die winzigen
Tropfen beim Abkühlen von selbst.
So entsteht Schicht für Schicht das
gewünschte dreidimensionale
Bauteil. gk
www.arburg.de
Additive Fertigung von
PC/ABS mit Flammschutz –
mit dem Freeformer von
Arburg kein Problem.
Gezeigt auf der Formnext 2015
mit diesem „Nautilus Gear“
Foto: Arburg
FEEDMAX S3 net
Bei gleichem Gewicht deutlich steifer
Kombination von Simulation und 3D-Druck steigert Leistungsfähigkeit von Bauteilen
Simulation Durch Kombination
von Simulation und 3D-Druck
kann der gesamte Optimierungsprozess stark verkürzt werden.
Aufwendige und kostenintensive
Materialtests werden durch Simulation ersetzt und der Prototyp
kann schnell und kostengünstig
mithilfe innovativer 3D-Drucktechnologie hergestellt werden.
Dazu ein Beispiel aus der Fertigung
von Voxeljet: Bei einem Radträger
bestand die Herausforderung darin, das Design so zu optimieren,
dass der Radträger bei gleichem
Gewicht um ein Vielfaches steifer
wird. Die für das Bauteil nötigen
Feingussformen wurden von
Voxel­jet im 3D-Druckverfahren
hergestellt. Dank Strukturoptimierung und nahezu unbegrenzter Gestaltungsfreiheit im Formenbau durch 3D-Druck konnten
deutlich verbesserte Leistungsmerkmale erzielt werden.
Um Faktor 3 bis 5 steifer
Zunächst wurde mit einem Konzeptdesign- und Optimierungstool der Bauraum festgelegt. Dann
wurden an dem Modell die wichtigsten Lastfälle simuliert. Nach
der Optimierung, in der auch die
Herstellbarkeit berücksichtigt
wurde, erhielten die Ingenieure
ein Bauteil, das mit dem gleichen
Materialeinsatz (Aluguss) jetzt ein
völlig neues Design hatte. Dabei
wurde das Material so verteilt, dass
die Steifigkeit des Bauteils um den
Faktor 3 bis 5 (je nach Lastfall)
erhöht wurde. Natürlich können
Bauteile auch so optimiert werden,
dass sie bei gleicher Steifigkeit
deutlich leichter sind.
Nach einer Analyse des Ermüdungsversagens wurde der optimierte Radträger für den 3D Druck
der Gussformen an Voxeljet weitergeleitet. Anhand von CADDaten produziert Voxeljet Kunststoffmodelle, die in diesem Fall
für Feingussanwendungen eingesetzt werden. Die Modelle entstehen durch den schichtweisen Auf­
trag eines Partikelmaterials, das
mit einem Binder selektiv verklebt
wird. Als Werkstoff kommt das
Kunststoffmaterial PMMA (Poly­
methylmethacrylat) zum Einsatz.
Durch die Verwendung dieses
organischen Materials ergibt sich
ein sehr niedriger Rest­aschegehalt.
Die Modelle dehnen sich nicht aus
und weisen ideale Ausbrenneigenschaften auf. Neben Zeit- und
Kostenersparnis sind mit
3D‑Druck auch komplexe Geometrien realisierbar, die mit konventionellen Verfahren nicht herstellbar sind.
Der Radträger wurde in Zusammenarbeit von Altair, Click2Cast,
HBM nCode und Voxeljet optimiert. Zur Topologieoptimierung
wurde Inspire verwendet, das auf
Altairs Optimierungssolver Opti
Struct beruht. Die Bauteilermüdung konnte mit Ncode Designlife simuliert werden und für die
Gusssimulationen kam die Software Click2Cast zum Einsatz. gk
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Links der originale Radträger und rechts der optimierte, bei gleichem Gewicht erheblich steifere Radträger Foto: Voxeljet
Die von Voxeljet gedruckte Gussform aus PMMA, die mit verschiedenen Simulationsprogrammen optimiert wurde Foto: Voxeljet
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TECHNOLOGIE
3D-DRUCKEN
18 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Hochleistungspolymere für 3D-Druck
Covestro entwickelt innovative Werkstoffe für verschiedene additive Fertigungsverfahren
Werkstoffe Covestro, vormals Bay-
er Material Science, treibt derzeit
die Entwicklung von Hochleistungspolymeren für die gängigen
3D-Druckverfahren massiv voran.
Dazu gehören thermoplastische
Polyurethane (TPU), Rohstoffe für
Polyurethan-Lacke und -Klebstoffe sowie Polycarbonate.
„Vor allem die Entwicklung geeigneter Materialien spielt eine
wichtige Rolle für den weiteren
Ausbau additiver Fertigungsverfahren“, sagt Dr. Thomas Büsgen,
Senior Project Manager 3D Printing Technology bei Covestro.
„Unser Ziel ist es dabei, deutlich
mehr Funktionen als bisher zu
ermöglichen.“
Abriebfest und elastisch
Beim Schmelzschichtverfahren
(Fused Filament Fabrication –
FFF), bei dem durch Verflüssigung
oder Erwärmung eines drahtförmigen Kunststoffs Linien und
Punkte auf einer Fläche aufgebracht und so dreidimensionale
Körper schichtweise aufgebaut
werden, sieht Covestro insbesondere für TPU ein großes Anwen-
dungsspektrum, da sich ein großer
Teil des heutigen Desmopan Portfolios für das FFF-Verfahren eignet. Das typische Aufschmelz- und
Verfestigungsverhalten von TPU
führt zu einer festen Verbindung
zwischen den aufgetragenen
Schichten. Die exzellente Abriebfestigkeit und Elastizität von TPU
bleibt dabei erhalten.
Darüber hinaus eignen sich auch
Polycarbonate für dieses Verfahren. Covestro arbeitet hier unter
anderem mit dem chinesischen
Filamenthersteller Polymaker
zusammen, der kürzlich polycarbonatbasierte Materialien für das
FFF-Verfahren auf den Markt
gebracht hat.
Für das selektive Lasersintern, bei
dem ein Laserstrahl pulverförmigen Kunststoff zum Sintern bringt,
hat Covestro vor ein paar Jahren
den TPU-Werkstoff Desmosint
entwickelt. Das Produkt wird vom
Partner Lehmann & Voss & Co.
zu einem lasersinterfähigen Pulver
weiterverarbeitet, unter dem Handelsnamen Luvosint vertrieben
und bietet Vorteile gegenüber den
bisher eingesetzten Materialien,
die spröde und weniger elastisch
sind und außerdem raue Oberflächen bilden. Das charakteristische
Aufschmelz- und Verfestigungsverhalten von TPU resultiert in
vergleichsweise isotropen Materi­
aleigenschaften sowie guter Abriebfestigkeit und Elastizität.
Für das Binder Jetting bietet Co­
vestro verschiedene PolyurethanProdukte für das Pulver, das Infil­
trat und das Bindemittel an.
Bei diesem 3D-Druckverfahren
wird eine dünne Pulverschicht aus
Kunststoff-, Keramik- oder Metallpartikeln ausgelegt und mit
einem Inkjetdruckkopf an bestimmten Stellen durch Auftragen
eines flüssiges Bindemittels verklebt. Das schichtweise aufgebaute dreidimensionale Gebilde kann
zur weiteren Verfestigung nachträglich noch infiltriert werden.
Temperatur- und
lichtbeständig
Polyurethane von Covestro sind
auch für das schnelle MultijetFusion-Verfahren geeignet. Dabei
wird mittels Tintenstrahldruck
eine wärmeabsorbierende Farbe
auf ein Pulverbett aufgetragen und
anschließend mit einer Infrarotlampe gehärtet.
Bei der Stereolithografie, dem
bisher am längsten verwendeten
3D-Druckverfahren, entsteht das
Werkstück durch schichtweises
Aushärten von flüssigem Photopolymer mit einem UV-Laser in
einer Wanne, die nach und nach
abgesenkt wird. Die bisher verfügbaren Materialien sind allerdings
meist nicht sehr temperatur- und
lichtbeständig und nicht besonders elastisch. Hier ergeben sich
Chancen für UV-härtende Harze
auf Basis von Polyurethan-Rohstoffen von Covestro.
Auch beim Polymer Jetting werden
Photopolymere unter UV-Strahlung ausgehärtet. Die Polymere
werden hier über Druckköpfe
schichtweise auf eine Bauplattform
gesprüht, wobei auch der Einsatz
mehrerer Materialien mit verschiedenen Farben oder mechanischen Eigenschaften möglich ist.
Auch hier können UV-härtende
Harze auf Basis von PolyurethanRohstoffen von Covestro Vorteile
gegenüber den bisher eingesetzten
Werkstoffen bieten. gk
www.covestro.com
Hochleistungspolymere für den 3D-Druck von Covestro wie thermoplastische Polyurethane, Rohstoffe für Polyurethan-Lacke und
-Klebstoffe sowie Polycarbonate bieten verschiedene Vorteile gegenüber herkömmlichen Materialien Foto: Covestro
Formeinsätze statt Teile drucken
Boy kombiniert die Vorteile von Spritzgießen und additiver Fertigung
Spritzgießen Kürzeste Produktein-
führungszeiten, steigende Produktvielfalt und kleinere Produktionsstückzahlen sind aktuelle
Herausforderungen für die Produktentwicklung und die Fertigung. Boy, bekannter Hersteller
von Spritzgießautomaten, hat sich
mit dem 3D-Druckerspezialisten
Stratasys zusammengetan und für
diese Herausforderungen eine
schnelle und kostengünstige Lö-
sung entwickelt. Dabei werden die
Vorteile der additiven Fertigung
mit den Möglichkeiten des Spritzgusses kombiniert.
Anders als beim üblichen 3DDruck werden nicht die Kunststoffteile 3D-gedruckt, sondern
die Formeinsätze für eine Spritzgießmaschine, was verschiedene
Vorteile mit sich bringt. Denn die
Kunststoffteile können spritzgegossen werden und weisen damit
Maier-Unitas GmbH – Maschinenfabrik
Tel.
+49 (0) 70 24 - 97 02 - 0
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+49 (0) 70 24 - 97 02 - 10
Mail
mail@maier - unitas.de
www.maier - unitas.de
MAIU-016627 MEDIA 2015 K-Zeitung 85x62 A
Bei dem von Boy und Stratasys auf der Fakuma präsentierten Konzept werden nicht die Kunststoffteile 3D-gedruckt, sondern
Formeinsätze für Spritzgießmaschinen Foto: K-ZEITUNG/Hauptmannl
Prototypen- und Vorserienteile, die in der Serienfertigung spritzgegossen werden, entstehen im Originalwerkstoff und im Originalverfahren Foto: Boy
die gleichen physikalischen Eigenschaften auf wie bei der Teileproduktion mit herkömmlichen
Werkzeugen. Muster oder Vor­
serienteile können nicht nur im
Originalwerkstoff, sondern auch
im Originalverfahren
hergestellt
www.maier
- unitas.de
werden.
Verarbeiten lassen sich praktisch
alle Kunststoffe – inklusive glasfaserverstärkter und f lamm­
geschützter Materialien.
Mit einem 3D-Drucker lassen sich
die Werkzeugeinsätze je nach
Größe des Bauteils in nur wenigen
Stunden herstellen. So dauerte auf
der Fakuma die Herstellung der
Formeinsätze für die Karabinerhaken nur 2,5 h.
sys angegebenen 80 bis 200 Schuss.
Werden größere Mengen benötigt,
können in kurzer Zeit neue Form­
einsätze gedruckt und in den
Werkzeugträger eingebaut werden. Die Materialkosten für die
Formeinsätze des Karabinerhakens liegen bei nur etwa 30 EUR.
Klaus Geimer, stellvertretender
Boy-Geschäftsführer: „Der Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten sind keine Grenzen gesetzt und
sie hören bei der Teileproduktion
noch nicht auf. So lassen sich auch
Bauteile für Peripheriegeräte von
Spritzgießautomaten fertigen. Auf
der Fakuma 2015 haben wir eine
Greiferhand mit innenl iegenden
Luftkanälen für unser Handlinggerät per 3D-Drucker erstellt.“
Das Spritzgießen von Prototypen
und Kleinstserien mit herkömmlichen Kunststoffen in Werkzeugträgern mit 3D-gedruckten Form­
einsätzen eröffnet nicht nur den
Spritzgießern neue Möglichkeiten
Formeinsätze ohne
Nacharbeit verwendbar
Mehr auf
Bei der anschließenden Fertigung
www.norwe.eu
www.norwe.eu
der Teile erwies sich das Werkzeugwechselsystem der Boy-
anz_85x62_261115.indd 1
26.11.15 18:42
Spritzgießautomaten als großer
Vorteil, da sich die gedruckten
Einsätze innerhalb weniger Minuten in den Werkzeugträger
einsetzen lassen.
Der verwendete 3D-Drucker, ein
Objet 30 Pro von Stratasys, ermöglicht durch seine Auflösung von
600 dpi in x-/y-Richtung und
900 dpi in der z-Achse extrem
saubere und glatte Oberflächen
der Werkzeugeinsätze und dadurch eine direkte Verwendung
in der Spritzgießmaschine.
Für die Herstellung der 3D-Form­
einsätze können unterschiedliche
Werkstoffe verwendet werden,
wobei das Material Rigur speziell
für den Spritzguss ausgelegt wurde und eine maximale Verarbeitungstemperatur 300 °C aufweist.
Mit dem auf einer Boy XS hergestellten Karabinerhaken aus POM
wurden mit einem Formeinsatz
übrigens deutlich höhere Stückzahlen erreicht als die von Strata-
in der 3D-Welt. Denn das von Boy
und Stratasys entwickelte Fertigungskonzept bietet dem Anwender eine effiziente Ergänzung,
wenn es darum geht, Prototypen
oder Kunststoffteile in kleinen
Stückzahlen schnell, kostengünstig und in der Qualität eines Seri­
enspritzgussteils herzustellen. gk
www.dr-boy.de
Klaus Geimer | Boy | stell­
vertretender Geschäftsführer
Foto: Boy
Arne Grävemeyer
Zuständig für den Bereich
Materialversorgung
0511 7304-152
[email protected]
TECHNOLOGIE
MATERIALVERSORGUNG
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 19
Gravimetrisch dosierte Langfasern im Fiberform-Leichtbauverfahren
Motan-Colortronic und Krauss Maffei konzipieren die optimierte Verarbeitung von Langfaserhochkonzentraten und Industrie 4.0
Noch leichter: ein Airbaggehäuse auf Basis von präzise dosierten
PP-Langglasfaser-Hochkonzentraten Foto: Krauss Maffei
Fasergehalt 60 % und ein Verdünnungspolymer (aus PP) zu gleichen
Teilen der Plastifizierschnecke
zudosiert und aufbereitet.
Aufgrund der komplexen Rieseleigenschaften erfordert insbesondere die Dosierung des Hochkonzentrats ein besonderes Förderkonzept. Durch den Einsatz des
Walkwand-Dosierers C-Flex M
von Motan-Colortronic ist für
diesen Granulattyp erstmals die
Gewährleistung eines konstanten
Massenstroms möglich. „Im Vergleich zu konventionellen Mischkonzepten können die Schwan-
Peripherieanbindung Mit Fiberform
hat Krauss Maffei ein serientaugliches Verfahren für die Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe
mit thermoplastischer Matrix
entwickelt. Zur Fakuma präsentierte man zusammen mit MotanColortronic erstmalig eine integrierte Lösung zur präzisen Dosierung von Langfaserhochkonzentraten. Im Ergebnis lässt sich das
Bauteilgewicht noch einmal weiter
reduzieren, und zwar auf bis zu
47 % im Vergleich zum Referenzbauteil aus kurzfaserverstärktem
Polyamid.
Die präzise Dosierung des PPLangglasfaseranteils basiert vor
allem auf der erstmaligen Verwendung spezieller Loss-in-weightDosierer bei einem Spritzgießprozess. Die C-Flex-M-Dosiergeräte
mit Massagerollen kamen in dieser Form bisher nur im Bereich
der Extrusion und Compoundierung zum Einsatz. Das Dosier­gerät
C-Flex M gewährleistet mit seinem
langen Schneckeneinzug und den
steilen, seitlich der Massagerollen
aktivierten Polyurethanwänden
eine gleichmäßige Füllung der
Pilotprojekt Industrie 4.0: Über eine eigens entwickelte OPC-UASchnittstelle sind Spritzgießmaschine und Peripherie plattform­
unabhängig in der Lage, sich angesichts definierter Alarme vorausschauend zu verhalten Foto: Motan-Colortronic
Dosierschnecke und somit eine
hohe Dosierleistung und -genauigkeit. Außerdem wird insbesondere das Stäbchenmaterial gut
aktiviert und Brückenbildung
zuverlässig verhindert.
Über zwei Dosiereinheiten werden
in der Anlage ein hochkonzen­
triertes PP-Langfasergranulat mit
kungen bei der Einstellung des
Fasergehalts deutlich reduziert
werden. Aktuellen Messungen
zufolge liegen sie in einer Größenordnung, die den Chargenschwankungen der Materialhersteller
entspricht“, sagt Jochen Mitzler,
Leiter Strategisches Produktmanagement bei Krauss Maffei.
Verarbeiter können so den Prozess
präziser einstellen, als dies bisher
möglich war. Gerade bei der Herstellung sicherheitsrelevanter
Bauteile – wobei besonders konstante und reproduzierbare Prozesse gefordert sind – kommen
diese Vorteile zum Tragen. Auf der
Fakuma produzierte eine CX 3001400 ein solches Sicherheitsbauteil,
und zwar ein Airbaggehäuse für
den Automobilzulieferer Takata
AG, Aschaffenburg.
planten Restproduktionsmenge
ermittelt und umgesetzt. So wird
nicht nur unnötige Energie für
Trocknung und Förderung gespart, sondern auch die Rückführung von Material minimiert und
Materialverlust vermieden.
Auch im laufenden Verarbeitungsprozess wird die Verfügbarkeit von
Material für die Verarbeitungsmaschine durch gezielten Informationsaustausch überwacht.
Außerdem präsentierten Krauss
Maffei und Motan-Colortronic
konkrete Anwendungsbeispiele
einer intelligenten Kommunikation zwischen Maschinen. Mit der
Entwicklung einer OPC-UASchnittstelle ist Motan-Colortronic als Peripherielieferant in der
Lage, hersteller- und plattform­
unabhängig mit den Verarbeitungsmaschinen zu kommunizieren. Die eingesetzte Software ist
ein offener internationaler ITStandard, der bereits vielfach im
Maschinenbau eingesetzt wird
und die Empfehlung der europäischen Fachverbände für die
Kunststoffbranche trägt.
In einem Pilotprojekt erprobten
die Partner eine lückenlose Vernetzung der Spritzgießmaschine
mit der Materialversorgung. So
passte sich beim Produktionsstart
der Trocknungsprozess automatisiert an den geplanten Startzeitpunkt der Maschine an. In umgekehrter Weise kann bei Produktionsende ein gezieltes Leerlaufen
des Trockentrichters eingeplant
werden. Die benötigte Leerlaufzeit
wird dabei entsprechend der ge-
Sikoplast bietet drei Regranulieranlagen und Komponenten in drei Technikvarianten
alteingessenes Unternehmen aus
Siegburg, befasst sich schon seit
fast 60 Jahren mit Kunststoff­
recyclinganlagen. Dabei hat das
Unternehmen Kompetenz speziell
in der Herstellung der eigentlichen
Granuliereinheiten entwickelt, die
auch als Einzelkomponenten verkauft werden.
Drei verschiedene Varianten stehen zur Verfügung, die ihrerseits
wieder in verschiedenen Baugrößen angeboten werden. Da ist zum
einen die HG-Variante, die für eine
luftgekühlte Regranulierung steht.
Diese Technik ist einsetzbar für
alle PE-Typen, erreichbare Durchsätze sind circa 50 bis 200 kg/h.
Bei dieser Variante handelt es sich
um eine einfache Lösung, die somit auch mit relativ geringen Investitionskosten verbunden ist.
Daneben bietet Sikoplast seine
HAW-Variante mit Wasserringregranulierung. Diese Technik ist
für alle Thermoplaste einsetzbar,
mit Ausnahme allerdings von PA,
PET, PC und PMMA. Mit den an­
gebotenen Anlagen in vier Baugrößen sind Durchsätze zwischen 200
und 1.000 kg/h erreichbar.
Komplette Unterwassergranulierung (UWG) mit Anfahrweiche,
fahrbarer Schneidmessereinheit, Rüttelvorrichtung und Wärmetauscher: schematische Darstellung einer UWG-Anlage Grafik: Sikoplast
Schließlich steht mit der weiteren
UWG-Variante noch ein Anlagentyp bei Sikoplast zur Wahl, der die
Unterwasserregranulierung umsetzt. Die UWG-Technik ist für
alle Thermoplaste einsetzbar, für
die auch die HAW-Variante verwendet werden kann, kann aber
darüber hinaus auch für PA, PET,
PC, PMMA, TPU und TPE eingesetzt werden.
Zwei unterschiedliche Baugrößen
ermöglichen Durchsätze von circa 500 bis 1.000 kg/h. Damit ist
die UWG-Anlage das Spitzenmodell von Sikoplast, das in Hinblick
auf Bedienung, Standardkomponenten und Zugänglichkeit bei
Wartungsarbeiten optimiert ist.
Unter anderem werden die Anlagen mit pneumatischer Messerzuführung und einstellbarem
Schneiddruck ausgestattet und
besitzen eine Verschleißanzeige.
Spezielle Features
Zu den Vorteilen der UWG-Baureihe zählt beispielsweise eine
integrierte Anfahrweiche, die ein
einfaches, bedienfreundliches
Anfahren der Anlage ohne Ver-
www.kraussmaffei.com
www.motan-colortronic.com
Industrie 4.0 live am
Messestand
Komplettlösung für
maximale Effizienz
Regranulierung für den Thermoplasteinsatz
Kunststoffrecycling Sikoplast, ein
Durch den permanenten Abgleich
von Stückzahl und verbleibender
Produktionszeit verfügt die Anlage über alle notwendigen Informationen. Förderprobleme werden zentral an der Maschine angezeigt und ermöglichen eine
schnellere Reaktion. So kann
Materialmangel vermieden und
die Effizienz gesteigert werden. gr
schmieren der Messer oder Einfrieren der Kunststoffschmelze im
Lochkreis der Düse ermöglicht.
Die Lochscheibe wird entsprechend dem Durchsatz, der Viskosität und aufgrund der gesammelten Erfahrungen auf den jeweiligen
Bedarf ausgelegt.
Die Messereinheit ist in einer manuell zu bedienenden Einheit
positioniert. Sie ist über eine Schienenbahn verfahrbar, um anschließend, in Endposition, mittels
Schnellverschlüssen mit dem
Werkzeug verbunden zu werden.
Dabei ist die Schneidmessernachstellung automatisiert. Der komplette Schneidvorgang findet
unter Wasser statt, wodurch eine
optimale Temperaturführung
gewährleistet ist.
Ein Wärmetauscher gehört zum
Lieferumfang genauso wie ein
Materialrüttler. Durch die intelligente Positionierung der Zentri­
fuge geht der Trocknungsvorgang
mit einer Nachkristallisation
einher, was speziell bei der Bearbeitung von PET und PA wichtig
ist. Die erzielbaren Restfeuchten
liegen noch unter 1 %. gr
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Mit dem modularen Stäubli Multikupplungssystem
lassen sich sämtliche Kreisläufe gleichzeitig
verbinden und trennen:
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TECHNOLOGIE
MATERIALVERSORGUNG
20 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Durchsatz bei minimaler Additivbeimischung
Misch- und Dosierkonzepte für besonders kleine Durchsatzraten von Process Control
Mischtechnik Kürzlich hat die Pro-
cess Control GmbH, Birstein, eine
Spezialanfertigung eines Sechskomponenten X-Serie-Mischers
produziert und als OEM an einen
Kunden ausgeliefert. Drei Elemente des Mischers sind als Pulverdosierung ausgelegt, die restlichen
drei Elemente für die Beschickung
mit Pellets oder Mahlgut.
Die Pulverdosierungen sind auf
einem Schlitten montiert, so dass
sie zu Reinigungszwecken einfach
entfernt werden können. Ebenso
ist ein separater Fuß vorhanden,
welcher die Beschickung einer
seitlichen Zudosierung mit Pul-
vern erlaubt. Der Fuß der Pulverdosierung hat eine drehbare untere Platte, damit der Pulver­
dosierer auf beiden Seiten an die
seitliche Beschickung des Extruders angebaut werden kann.
Genau auch im
Kleinen
Der Mischer wurde für die F+EAbteilung eines weltweit operierenden Kunststoff- und Chemiekonzerns in den Niederlanden
ausgeliefert. Das System wird auf
einer Linie mit einem Zweischneckenextruder betrieben.
Komplexe Lösung: Ein Sechskomponenten-Mischer, zusammen­
gestellt für die F+E-Abteilung eines internationalen Kunststoff­
konzerns Foto: Process Control
SIKOPLAST
UNTERWASSERGRANULIERUNG UWG
Für besonders kleine Durchsatzraten mit einer großen Anzahl
einzelner Komponenten hat Process Control ein neues Konzept
für Zweischneckenextruder entwickelt. Die Neuentwicklung
kombiniert einen Sechs-Elemente Guardian-Chargenmischer mit
einer Dosierschnecke und einer
Durchsatzkontrolle zur Beschickung eines Zweischneckenext-
HIGHLIGHTS/FAKTEN
-
Durchsätze von bis zu 1300 kg/h
Neben fast allen Thermoplasten auch EPS/XPS, TPU, TPE und vieles mehr
Kompletter Schneidvorgang der Schmelzstränge unter Wasser
Automatische Messernachstellung
Integrierte Anfahrweiche/Material Rüttler
Bedienfreundliches universelles Konzept
Zentrifugaltrockner mit Nach-Kristallisation bei PA/PET
Unser Lieferumfang:
- RE-Granulieranlagen
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Raten der Additive und der Masterbatches dosieren, wie es aufgrund der physikalischen Gegebenheiten einfach gar nicht möglich ist.
So benötigt zum Beispiel ein
Durchsatz von 3 kg/h in diesem
Fall ein Additiv mit einem Gehalt
von lediglich 0,3 %. Das sind also
nur 9 g/h. Einen solch kleinen Wert
kann ein kontinuierlicher Mischer
nicht erreichen, denn diese Einheit
hätte eine Dosierrate von lediglich
0,025 g/s abzuliefern.
Der Guardian-Chargenmischer
produziert eine Charge von 666 g,
wofür 2 g des Additivs benötigt
werden. Mit einem GuardianChargenmischer vom Typ
WXA012 ist das realisierbar. gr
www.processcontrol-gmbh.de
Wie wird Granulat entstaubt?
Mo erklärt Entstaubungseinheiten und die Implosionsreinigung von Filtern
Folge 31 Bei der Herstellung
hochwertiger Teile kann die
Feinstentstaubung des Materials
am Ende des Förderprozesses
erforderlich sein, auch wenn es
sich um Neuware handelt. Zweckmäßig ist hier eine sogenannte
Inlineentstaubung direkt auf der
Maschine mit einem Entstaubungsaufsatz, der auf dem Fördergerät installiert ist. Entstaubt
wird das Material, während es in
das Fördergerät transportiert wird.
Beim Eintritt des Granulats in das
Entstaubungsmodul reduziert sich
aufgrund des größeren Leitungsquerschnitts am Eingang die
Materialgeschwindigkeit (1). Im
weiteren Verlauf fällt das Granulat
nach unten durch ein perforiertes
Rohr (3). Um dieses Rohr zirkuliert
die Vakuumluft, die das Material
im Rohr in eine zyklonähnliche
(kreiselnde) Bewegung versetzt
(2). Dabei trennen sich die Staubpartikel von den Granulatkörnern
und werden durch das perforierte
Rohr abgesaugt (4). Das entstaubte Material fällt weiter nach
unten in das Fördergerät (5), während die Staubpartikel über den
Vakuumausgang zum Zentralfilter
vor der Vakuumpumpe gefördert
werden.
Eine Variante sind filterlose
Fördergeräte. Hierbei wird das
staubhaltige Material im Gerät
Förderbänder
Zubehör
ruders. Ziel der Entwicklung war
es, Rezepte mit geringen Anteilen
an Additiven und gleichzeitig sehr
geringen Durchsätzen zu realisieren.
Diese Anwendung wird sehr oft
nachgefragt und ist mit einem
kontinuierlichen Mischer nicht in
der gleichen Genauigkeit zu erfüllen. Der kontinuierliche Mischer müsste dabei so geringe
Drei der sechs Elemente des Mischers sind auf Pulverdosierung
ausgelegt und auf Schlitten montiert; so sind sie bei der Reinigung
leicht zu entfernen Foto: Process Control
Stichwörter
• Staub
• Zentralfilter
• Entstaubungseinheit
• Implosionsabreinigung
Entstaubungseinheit für die Inlineentstaubung von Granulat auf einer Maschine Foto: Motan-Colortronic
durch einen integrierten Reflektor
abgebremst. Das Material fällt
bedingt durch die Schwerkraft
weiter in den Abscheider, während
der Staub vom Luftstrom nach
oben abgesaugt und ebenfalls im
Zentralfilter gesammelt wird.
Der Zentralfilter dient dem Schutz
der Vakuumpumpe. Wichtig ist
hier, wie im Grunde bei allen Filtern, die regelmäßige Reinigung.
Üblich ist vielfach eine automatisierte Implosionsreinigung, dank
der weder Luft noch Staub an die
Umgebung abgegeben werden.
Der Zentralfilter ist über den
Luftaustritt mit der Vakuumpumpe
verbunden. Über den Lufteintritt
wird die staubhaltige Luft aus den
Materialleitungen beziehungsweise den Fördergeräten in den
Filter eingesogen. Der tangential
angeordnete Einlass bewirkt einen
Zykloneffekt, der bereits einen Teil
der Staubpartikel abtrennt, die
dann in den Staubtopf fallen. Die
Filterpatrone trennt die übrigen
Staubanteile von der Vakuumluft,
bevor diese wieder den Zentralfilter verlässt.
Zur Reinigung der Filterpatrone
schließt das Material-Einlassventil
des Zentralfilters. Dadurch wird
im Filter ein hohes Vakuum
aufgebaut. Als Nächstes öffnet ein
Bypassventil, wodurch schlagartig Umgebungsluft einströmt,
die eine Implosion auslöst und
so den Filter reinigt. Dieser
„Abreinigung“ genannte Vorgang
erfolgt üblicherweise nach jedem
Förderzyklus.
Oft werden Zentralfilter mit
einem Druckwächter ausgerüstet.
Dieser misst den Differenzdruck
zwischen Luftein- und Luftaustritt
und überwacht somit den Zustand
der Filterpatrone.
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TECHNOLOGIE
MATERIALVERSORGUNG
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 21
Mikrowellenunterstützte
Granulattrocknung
Das Hiper Dry-Projekt veröffentlicht
Prototyp für innovative Trocknungstechnik
Trocknersystem Im Rahmen des
Hiper Dry-Projekts ist ein neuer
Prototypentrockner für Kunststoffgranulate entwickelt worden,
welcher mikrowellenbasierte und
konvektive Trocknung mit überhitztem Dampf miteinander verbindet. Mittels einer innovativen
Antennengestaltung wird ein
schonender Einsatz von Mikrowellen ohne Überhitzung oder
Schädigung des Kunststoffs ermöglicht. Das System ist für eine
zeit- und energieeffiziente Trock-
Vernetzte Prozesse in Silo- und Fördertechnik
Eichholz unterstützt Automation der Silotechnik bei umfangreicher Schüttgutlagerung –
individuelle Anwendungslösungen mit Benachrichtigungssystem und Fernwartung
realitätsnahen Produktionsbedingungen getestet werden, um daran anschließend die Markteinführung vorzubereiten.
Für die neue Anlage wird eine
signifikant kürzere Trocknungsdauer bei gleichzeitig verbesserter
Materialschonung erwartet. Dies
wird Energieeinsparungen von bis
zu 50 % im Vergleich zum Status
quo gestatten. Parallel zur Entwicklung des Trockners erfolgt ein
Live-Cycle-Assessment (LCA), um
die Umweltfreundlichkeit und
Ausgehend von einer Grundsoftware für die Automatisierung von Silo- und Fördertechnik enthält die
neue Steuerung die Möglichkeit, Füll- und Schichtprotokolle zu erstellen, aber auch Prozessdaten abzuspeichern und ein individuelles E-Mail-Benachrichtigungssystem aufzubauen Foto: Eichholz
Siloverwaltung Für vielseitige Ein-
Prototypentrockner für Kunststoffgranulate: Die Kombination aus
mikrowellenbasierter und konvektiver Trocknung gelingt zeit- und
energieeffizient Foto: Fraunhofer IGB
satzvarianten und Skalierbarkeit
in der Automation hat die Eichholz
Silo- und Anlagenbau GmbH,
Schapen, ihre neue Steuerung Siltronic XL mit einem 12- bis
22-Zoll-Touchbildschirm entwickelt. Ausgehend von einer Grund­
software für die Automatisierung
von Silo- und Fördertechnik bie-
tet das offene System eine hohe
Kompatibilität zu anderen Systemen. So sind Schnittstellen zu
diversen Leit-, Automatisierungsund Datenbanksystemen integriert oder integrierbar. Weiterhin
enthält die Steuerung die Möglichkeit, Füll- und Schichtprotokolle
zu erstellen, aber auch Prozess­
daten abzuspeichern, die jederzeit
abgerufen werden können. Dabei
werden individuelle Wünsche der
Kunden berücksichtigt. Neben der
Möglichkeit zur Fernwartung
enthält das System ein E-MailBenachrichtigungssystem, diverse Trenddarstellungen sowie
Service­seiten für das schnelle
Erkennen und Beheben von Fehlern im Prozess.
Bei den Schnittstellen sind die
Kopplungsmöglichkeiten zur
Office-Ebene, zu Systemen wie
Proleit, Intouch, Siemens PCS 7
bis hin zu SAP möglich.
Die Anwendungsmöglichkeiten
sind vielfältig. Eine E-Mail kann
beispielsweise in einstellbaren
Abständen Informationen zum
Produkt und zum Anlagenzustand
an eine übergeordnete Stelle versenden. „Die Anzahl der E-MailAdressen ist dabei frei wählbar“,
verdeutlicht Josef Eichholz, Geschäftsführer der Eichholz Silound Anlagenbau GmbH. „Viele
Parameter kann der Anwender
selbst einstellen. Will ein Kunde
seine Förderanlagen zu bestimmten Nachtstunden einschalten, ist
das mithilfe der Steuerung kein
Problem.“ Auch die Aktivierung
strengerer Einschaltkriterien für
die Befüllung großer Siloanlagen
ist mit der Steuerung flexibel möglich.
Neben der Steuerung konzipiert
das Unternehmen Eichholz individuelle Schüttgutanlagen für
Unternehmen aus der Lebens­
mittel-, Chemie-, Kunststoff- und
Automobilbranche. Außerdem
zählen unter anderem Silos,
Schüttgutbehälter, Mischer, Förderanlagen sowie weitere Füllstandsüberwachungen zum Portfolio des Unternehmens. gr
Die Automatisierungslösung
für Spritzgießmaschinen
Funktionsprinzip Hiper Dry: Summe der Trocknungseffekte von
Mikrowellentechnik und konvektiver Erwärmung Grafik: Fraunhofer IGB
nung von sowohl konventionellen
als auch Biokunststoffen ausgelegt.
Das von der EU geförderte Projekt
ist derzeit im zweiten Jahr seiner
Laufzeit. Die Konzeptionierung
der neuen Trocknungstechnologie
wurde auf Grundlage eines europaweiten Benchmarks aktueller
Trocknungspraktiken sowie einer
wissenschaftlichen Charakterisierung des Trocknungsverhaltens
verschiedener Kunststoffe erstellt.
Hierbei wurden sowohl konventionelle Kunststoffe wie PA6 oder
PET als auch Biokunststoffe wie
PLA und PHB untersucht.
Tests unter reellen
Betriebsbedingungen
Die erfolgreiche Konstruktion
einer Pilotanlage konnte nun innerhalb des Projekts umgesetzt
werden. Der Einsatz mehrerer
Magnetrone und eine eigens entwickelte Antennengestaltung garantieren ein schonendes und
effizientes Trocknen. In den kommenden Monaten werden mithilfe einer Reihe an PerformanceTests die Optimierung der Bedienparameter und die Findung des
Prozessfensters erfolgen. Der
Trockner soll anschließend unter
Nachhaltigkeit der neuen Technologie sicherzustellen.
Die Liste der Projektpartner ist
lang. Sie umfasst internationale
Verbände wie den Gesamtverband
Kunststoffverarbeitende Industrie
e.V. (GKV), vertreten durch
Tecpart, die British Plastics Federation, den französischen Plastipolis, die Assocomaplast (Italian
Plastics and Rubber Processing
Machinery and Moulds Manufacturers’ Association) und die Asociación Española de Industriales
de Plásticos.
Zu den ausführenden Unternehmen zählen die Bierther GmbH,
Bad Kreuznach, die Heckmann
Maschinenbau und Verfahrenstechnik GmbH, Dörverden-Hülsen, sowie die spanische Faperin.
Daneben sind zahlreiche Forschungseinrichtungen beteiligt,
darunter das Fraunhofer-Institut
für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik und das Institut für
Kunststofftechnik (IKT) an der
Uni Stuttgart.
Das Forschungsprojekt wird im
Rahmen des siebten EU-Forschungsrahmenprogramms gefördert. gr
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22 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Neue Faserverbunde für die Großserie
Die SGL Group führt unidirektionale Tapes und langfaserverstärkte Thermoplaste ein
Andreas Wüllner, Leiter der Ge­
schäftseinheit Composite Fibers
and Materials: „Die Produktneu­
heiten ergänzen unser Angebot im
Bereich der thermoplastischen
Werkstoffe optimal. Der Thermo­
plast-Materialbaukasten der SGL
Group ermöglicht es, zusammen
mit unseren Kunden neue Appli­
kationen im industriellen Bereich,
in der Automotive- oder Sport­
artikelindustrie sowie der Luftund Raumfahrt zu erschließen.“
Carbonfaserverstärkte Tapes und Organobleche von SGL Foto: SGL
Materialbaukasten Die SGL Group
stellte bereits im April thermoplas­
tische Organobleche auf Basis von
Carbon- und Glasfasern als Pro­
duktneuheit vor. Im Rahmen der
diesjährigen Composites Europe
in Stuttgart präsentierte das Un­
ternehmen nun erstmals lang­
faserverstärkte Thermoplaste
(LFT) und deren Anwendung am
Beispiel eines Frontends. Im Nach­
gang der Messe startet die SGL
Group nun mit der Vermarktung
von unidirektionalen Tapes (UDTapes) sowie den vorgestellten
LFTs.
UD-Tapes sind Verbundwerkstof­
fe auf Basis unidirektionaler Car­
bonfasern. Je nach Kundenwunsch
können die UD-Tapes mit unter­
schiedlichen thermoplastischen
Kunststoffen hergestellt werden.
Als Verstärkungsfaser kommt
beispielsweise eine speziell für
diese Anwendung entwickelte 50kCarbonfaser (Sigrafil C T504.0/240-T140) zum Einsatz. Durch
das angepasste Sizing dieser Faser
wird eine optimale Anbindung an
den Kunststoff gewährleistet, was
zu ausgezeichneten mechanischen
Eigenschaften führt.
Bei den LFT-Materialien handelt
es sich um langfaserverstärkte
Thermoplastgranulate, beispiels­
weise auf Basis von Polyamiden
(PA) oder Polyphthalamiden
(PPA). Als Verstärkungsfasern
werden maßgeschneidert für die
jeweilige Kundenanwendung un­
terschiedliche Glasfasern verwen­
det. Als Carbonfaserverstärkung
kommen speziell für diese Anwen­
dung entwickelte 24k-Fasern (Si­
grafil C T24-4.8/240-T140) und
50k-Fasern (Sigrafil C T504.0/240-T140) zum Einsatz.
Die Vorteile der beiden Materia­
lien liegen in ihren hohen Festig­
keiten und Steifigkeiten bei gleich­
zeitig niedriger Dichte. Sie zeigen
ebenfalls geringe Kriechneigun­
gen und hervorragende chemische
Beständigkeiten.
Leichtbau mit
Materialkombinationen
Tapes für die Lüfte
Die Anwendung der beiden Pro­
duktneuheiten wurde im Rahmen
der Composites Europe unter
anderem am Beispiel eines Front­
ends dargestellt. Das Bauteil aus
dem Automotivebereich wurde im
Spritzgießverfahren mithilfe der
LFT-Materialien gefertigt. Lokal
stark beanspruchte Bereiche wer­
den dabei durch UD-Tapes gezielt
verstärkt. Beide Materialien wer­
den gemeinsam in einem Prozess­
schritt verarbeitet.
Dr. Andreas Erber, zuständig für
thermoplastische Werkstoffe bei
der SGL Group: „Die Kombinati­
on der unterschiedlichen Materia­
lien eröffnet die Möglichkeit, mit
dem richtigen Bauweisenkonzept
und den passenden Fertigungs­
verfahren Strukturbauteile zu
optimalen Leichtbaukosten zu
realisieren.“ mg
Victrex führt UD-Tapes aus PAEK-basier­
tem CFK für die Luftfahrtindustrie ein
www.sglgroup.com
Pultrusion trifft Blasumformung
Faserverstärkte Kunststoffe komplex und dennoch kostengünstig formen
Umformung Faserverstärkte Kunst­
stoffe sind leicht und stabil. Doch
ihre Herstellung ist aufwendig.
Das heißt: Entsprechende Bau­teile,
etwa für die Autokarosserie, sind
teuer. Ein neuer Produktionsweg
senkt die Kosten nun erheblich,
zudem verleiht er den Designern
mehr Freiheiten in puncto Bauteil­
geometrie.
Geringere Kosten,
flexible Geometrie
T l. 028
Te
2842
42/9
42
/9
964
6444-0
0
Mit dem neuen Verfahren Pulform
lassen sich Bauteile aus faserver­
stärktem Kunststoff wesentlich
kostengünstiger produzieren.
Entwickelt haben es Forscher am
Fraunhofer-Institut für Chemi­
sche Technologie ICT-FIL in Augs­
burg – Hand in Hand mit Partnern
aus der Industrie und Forschung.
Der Clou liegt in der Kombinati­
on verschiedener Herstellungsver­
fahren. „Mit dem Pulform-Ver­
fahren haben wir nur halb so viel
Verschnitt wie bei herkömmlichen
Methoden. Zudem sind die Pro­
duktionsanlagen etwa 50 Prozent
www.
ww
w ce
w.
cem.
m de
In nur 10 Minuten:
Gehalte von Kohle- und
Glasfaser in Kunststoff
CFK-Bauteil – vorne rund
und hinten eckig, gefertigt
mit einer Pulform-Anlage
Foto: Fraunhofer ICT
kostengünstiger“, sagt Renato
Bezerra, Projektleiter des Ver­
bundvorhabens. „Auch der gerin­
ge Arbeitsaufwand schlägt sich im
Preis nieder: Der gesamte Herstel­
lungsprozess läuft automatisch.“
Ein weiterer Vorteil: Die Bauteil­
designer erhalten durch die neue
Produktionsart deutlich mehr
Freiheiten. Es lassen sich selbst
komplex geformte CFK-Hohlbau­
teile herstellen, die bisher nicht
– oder nur unter unverhältnismä­
ßig großem Aufwand – produziert
werden konnten.
Die Verfahren, die in Pulform zum
Einsatz kommen, sind etabliert: das
Pultrusionsverfahren und das Bla­
sumformen. Das Pultrusionsver­
fahren ist die gängige Produktions­
weise für Bauteile aus faserverstärk­
tem Kunststoff. Das Prinzip: Man
zieht die Fasern kontinuierlich aus
der Spule und legt sie in die Profil­
kontur – also quasi in das Werk­
zeug. Anschließend wird das Werk­
zeug durch ein offenes Tränkbad
mit flüssigem Harz gezogen. Sind
die Fasern gänzlich mit Harz um­
schlossen, kommt das Material in
ein beheiztes vorgebendes Werk­
zeug. Durch die Wärme vernetzt
sich das Harz, das Bauteil härtet
aus. Komplex geformte Bauteile
allerdings lassen sich auf diese
Weise nicht herstellen.
Blasformen mit CFK
Bei Pulform dagegen setzen die
Forscher nicht auf normale Pult­
rusion, sondern auf Flechtpultru­
sion. Die Vorrichtung verwebt die
trockenen Fasern bereits zu einem
Geflecht. „Somit können wir die
Halbzeuge nahtlos herstellen und
die Qualität steigern“, erläutert
Bezerra. Ein weiterer Unterschied:
Neue Produktfamilie Victrex AE250 Composites für die Luftfahrt­
industrie Foto: Victrex
Die Wissenschaftler nutzen keine
offene Tränkungsmethode, son­
dern spritzen das Harz in das
Werkzeug ein. Sie imprägnieren
die Fasern also auf geschlossene
Weise – und verbrauchen somit
weniger Material. Auch beim Harz
selbst gehen die Forscher neue
Wege: Sie setzen auf ein spezielles
zweistufiges Harzsystem. Das
Werkzeug beheizen sie auf etwa
80 bis 100 °C. Das Harz vernetzt
sich also bereits im Werkzeug und
sorgt dafür, dass die einzelnen
Fasern nicht mehr verrutschen
können. Das entstehende Bauteil
ist allerdings nicht komplett aus­
gehärtet, vielmehr ist es gummi­
artig und flexibel.
Diesen „Vorformling“ formen die
Wissenschaftler nun in einem
Blasformprozess um. Das Verfah­
ren an sich ist ebenfalls etabliert,
es wurde bislang allerdings nur
selten für CFK-Kunststoffe ange­
wendet. Das Prinzip: Ein Roboter
legt das gummiartige hohle Bau­
teil in eine Metallform. In dem
Bauteil steckt ein Blasschlauch, in
den nun Druckluft strömt. Der
Schlauch drückt den Vorformling
also von innen gegen die Werk­
zeugwand – er „bläst“ ihn quasi
auf, bis er die Geometrie der Me­
tallform angenommen hat. Eine
Temperatur von über 100 °C sorgt
dafür, dass das Harz ganz aushär­
tet und seine Stabilität erhält. mg
www.ict.fraunhofer.de
Flugzeugbau Mit der Victrex
AE250 Composites-Produktfami­
lie führt jetzt auch Victrex Ver­
bundwerkstoffe für die Luftfahr­
tindustrie ein – und zwar in Form
von unidirektionalen (UD-)Tapes
und Laminaten. Die PAEK- und
carbonfaserbasierten Tapes und
Lami­nate ermöglichen System­
kostensenkungen, schnellere
Ferti­g ung und Gewichtseinspa­
rung.
Die neue Produktgruppe ermög­
licht die Fertigung von endlos­
faserverstärkten Bauteilen, die
unter Belastung ausgezeichnete
Leistungen erbringen. Entspre­
chend hergestellte Teile wie Hal­
terungen, Klemmen, Clips und
Gehäuse können im ganzen Flug­
zeug in Primär- und Sekundär­
strukturen eingesetzt werden.
Die PAEK-Compositelösungen
können je nach Einsatzbereich
Gewichtseinsparungen von bis zu
60 % gegenüber Metallen erzielen.
Im Vergleich zu Metallen besitzen
die Verbundwerkstoffe zudem eine
bis zu fünfmal höhere spezifische
Festigkeit.
Hybridspritzguss und
kürzere Zykluszeiten
„Victrex sieht in den neuen Com­
posites eine weitere Möglichkeit,
seinen Kunden als Komplett­
anbieter zur Seite zu stehen“, er­
klärt Tim Herr, Aerospace Direc­
tor bei Victrex. „In Kombination
mit der Hybridspritzgießtechnik
überbrücken unsere PAEK-Com­
posites die Kluft zwischen Ver­
bundwerkstoffen und Spritzguss.
So wird die Produktion komplexer
Verbundbauteile möglich, die bis­
her nicht realisierbar war.“
Victrex AE250 Composites kön­
nen als Einlegeteile ohne Vorwär­
men in herkömmlichen Spritz­
gießanlagen im Hybridspritzgieß­
verfahren mit Victrex PEEK
Poly­merwerkstoffen umspritzt
werden. Hochfeste, endlosfaser­
verstärkte Verbundwerkstoffe
können somit in halb- oder voll­
automatischer Serienfertigung
hergestellt werden.
Ein überzeugender Vorteil ist so­
mit die schnellere Bauteilferti­
gung. Die Hybridspritzgießtech­
nik bietet verbesserte Zyklus­
zeiten, weniger Energieverbrauch,
das Wegfallen sekundärer Verar­
beitungsschritte und die Verrin­
gerung des Abfalls. All dies trägt
dazu bei, die Gesamtsystemkosten
zu reduzieren. Für die Luftfahrt­
branche ist das von großer Bedeu­
tung, weil Flugzeuge schneller und
kosteneffektiver vom Band laufen
können.
In 20 Jahren
35.000 neue Flugzeuge
Analysten glauben, dass in den
nächsten 20 Jahren mehr als 35.000
neue Flugzeuge benötigt werden,
um alternde Flotten zu ersetzen
und den Bedarf der zivilen Luft­
fahrt zu decken.
„Ein zentraler Schlüssel, um das
zu erreichen, ist der Ersatz von
Metallen und Duroplasten durch
thermoplastische Lösungen.
Wenn wir bei Victrex vom Konzept
bis zum fertigen Teil mit unseren
Kunden zusammenarbeiten, er­
reichen sie dadurch eine beispiel­
lose Kombination von Kosten­
einsparungen, Gewichtsredukti­
on, Designfreiheit, Festigkeit und
Produktionsgeschwindigkeit. All
dies gewinnt sowohl für Flugzeug­
bauer als auch für Zulieferer zu­
nehmend an Bedeutung“, erklärt
Tim Herr.
Verglichen mit duroplastischen
Composites können auf Victrex
AE250 basierende Produkte ohne
Verwendung von Autoklaven ver­
arbeitet werden. Das spart enorm
Zeit und Kosten ein. Außerdem
sind diese Hochleistungsthermo­
plaste zu 100 % rezyklierbar. Sie
haben eine höhere Schadenstole­
ranz als Duroplaste und bieten
bessere chemische Beständigkeit,
Ermüdungsfestigkeit und FSTEigenschaften (Flammen, Rauch,
Toxizität), während sie Duroplas­
ten in puncto Festigkeit und Stei­
figkeit um nichts nachstehen. mg
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TECHNOLOGIE
VERBUNDWERKSTOFFE
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 23
Fit für die Serienfertigung
Automobilzulieferer Fritzmeier setzt auf HD-RTM-Technologie von Krauss Maffei
bei der Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile unter anderem für die Karosserie des BMW i3
Gute Zusammenarbeit: Wolfgang Rößler (Vertrieb Krauss Maffei), Florian Kirschner (Produktionslei­
tung CFK bei Fritzmeier) und Stephan Fraunhofer (Entwicklungsleitung bei Fritzmeier) mit einer Stirn­
wand des BMW i3 (v.l.) Foto: Krauss Maffei
Zykluszeiten CFK-Bauteile in
Großserie – ein Anspruch, der
nicht zuletzt dank der Marktein­
führung von Elektroautos wie dem
BMW i3 umgesetzt wird. Das HDRTM-Verfahren (HochdruckResin-Transfer-Moulding) von
Krauss Maffei unterstützt Verar­
beiter dabei auf dem Weg zu mehr
Automatisierung und kurzen
Zykluszeiten. Darauf vertraut auch
der Automobilzulieferer Fritz­
meier.
Maßgeschneiderte
Kundenlösung
Am Standort im bayerischen
Bruckmühl entwickelt und pro­
duziert Fritzmeier Composite ein
breites Sortiment hochkarätiger
Bauteile für die Automobilindus­
trie auf Basis von Faserverbund­
werkstoffen. Zu den namhaften
Referenzen zählen große Automo­
bilhersteller wie BMW (insbeson­
dere BMW i3 und Mini), Merce­
des-Benz und Rolls-Royce. 2014
investierte das Unternehmen in
eine weitere HD-RTM-Maschine
von Krauss Maffei und fertigt hier
unter anderem carbonfaserver­
stärkte Bauteile für die Karosserie
des BMW i3.
„Bei der Auslegung der neuen HDRTM-Maschine waren besonders
kurze Zykluszeiten gefordert.
Krauss Maffei konzipierte eine für
unsere Ansprüche optimal ausge­
legte Systemlösung“, erklärt Ste­
phan Fraunhofer, Entwicklungs­
leiter bei Fritzmeier. Das Ergebnis
ist eine maßgeschneiderte HDRimstar Compact in Ausführung
einer 4-Strang-Maschine mit vier
Mischköpfen. Mit ihr können je­
weils zwei Pressen bedient werden.
Durch die Verwendung von Um­
schalteinheiten können somit mit
einer einzigen 4-KomponentenMaschine zwei Pressen mit Dop­
pelkavitäten betrieben werden.
Dadurch wurde eine Investition
in eine zusätzliche Dosieranlage
vermieden.
Eine weitere Herausforderung war
das eingesetzte Matrixmaterial:
ein hochreaktives und damit auch
besonders aggressives EpoxySystem. Die Besonderheit begann
schon bei der Auswahl der Axial­
kolbenpumpen, die das Material
zu den Misch- und Dosieranlagen
fördern. „Durch unsere eigene
Pumpenfertigung sind wir in der
Lage, die Pumpen exakt an die
Anforderungen des Kunden an­
zupassen, damit die Anlage mit
hoher Effizienz betrieben werden
kann“, erklärt Erich Fries, Leiter
der BU Composites und Oberflä­
chen bei Krauss Maffei.
Bereits seit 2010 fertigt Krauss
Maffei als einziger Anbieter am
Markt die Pumpen in Eigenregie
und kann so schnell und indivi­
duell auf die Bedürfnisse der Kun­
den eingehen. Optimal ausgelegt
für die Verarbeitung der schnell
reagierenden Epoxy-Systeme sind
auch die Misch- und Dosieranla­
gen der Rimstar-Baureihe. Sie
zeichnen sich vor allem durch ihre
Flexibilität sowie durch eine hohe
Produktqualität bei niedrigen
Ausschussraten aus. „Die Hoch­
druckinjektion mit der RimstarBaureihe erlaubt es, schnell reagie­
rende Harzsysteme zu verarbeiten.
Damit wird ein schnelles Füllen
der Form für faserverstärkte Bau­
teile zugunsten kurzer Zykluszei­
ten ermöglicht“, ergänzt Fries.
Ausgestattet ist die Rimstar-Com­
pact 8/4-8/4 HD-RTM bei Fritz­
meier mit vier Mischköpfen des
Typs MK 10 2K-RTM. Sie erlauben
eine optimale Vermischung von
Harz und Härter und arbeiten
nach dem selbstreinigenden Prin­
zip. Eine Trennmitteldosierung
am Mischkopf inklusive dazuge­
höriger Trennmittelstation rundet
das effiziente Mischkopfsystem
ab. Mit den Dosiermaschinen
können Systeme mit hohen An­
Hohlprofile für die Großserie
ILK untersucht komplexe Faserverbund-Hohlprofile mit
kontinuierlichem Faserverlauf für den Übergang zur Großserie
Fahrzeugbau Unter dem Dach des
Forschungs- und Technologiezen­
trums Forel startete kürzlich ein
weiteres Forschungsvorhaben:
Fupro – „Bauweisen- und Prozess­
entwicklung für funktionalisierte
Mehrkomponentenstrukturen mit
komplex geformten Hohlprofilen“.
Das Projektkonsortium aus Indus­
trie und Wissenschaft wird koor­
diniert vom Institut für Leichtbau
und Kunststofftechnik (ILK) der
Technischen Universität Dresden.
Hohlprofile mit
kontinuierlichen Fasern
Leichtbau ist eine wesentliche Vo­
raussetzung für den künftigen
Fahrzeugbau. Hierbei bieten hoch­
integrative Bauweisen mit einer
Kombination von torsions- und
biegesteifen Hohlprofilen, kom­
plexen Knotenstrukturen und
flächigen Bauelementen eine be­
sonders aussichtsreiche Möglich­
keit zur Gewichtsreduktion. Dabei
erlaubt der Einsatz von leichten
Vorstudien zum
Funktionalisieren von
FKV-Hohlprofilen im Spritzgieß­
prozess Foto: ILK
Faser-Kunststof f-Verbunden
(FKV) gegenüber den Metallkon­
struktionen eine zusätzliche kraft­
flussgerechte Verstärkung der
einzelnen Bauteile. Während die
Kombination von flächigen Ver­
stärkungsstrukturen, sogenann­
ten Organoblechen, und Spritz­
gießformmassen bereits an der
Schwelle zur Serienanwendung
steht, ist eine Integration von FKVHohlprofilen mit kontinuierli­
chem Faserverlauf bisher nicht
möglich.
Neuartiger
Fertigungsprozess
Ziele von Fupro sind daher die
Entwicklung und Analyse eines
neuartigen großserienfähigen
Fertigungsprozesses für Mehr­
komponentenstrukturen aus kom­
plexen FKV-Hohlprofilen, Or­
ganoblechen und Spritzgießform­
masse. Dadurch sollen ein weit
über klassische Bauweisen hinaus­
gehendes Maß an Prozess-, Struk­
tur- und Funktionsintegration
erreicht und so deutliche Ge­
wichtsreduzierungen von Fahr­
zeugen ermöglicht werden. Im
Ergebnis des Projekts sollen die
technologischen Voraussetzungen
sowie das erforderliche Prozess­
wissen vorliegen, um diese Tech­
nologie kurzfristig in die Anwen­
dung zu überführen.
Neben dem Fahrzeugbau wird
auch branchenübergreifend Mehr­
wert geschaffen. So steigern die
Weiterentwicklungen der Pre­
form-, Handhabungs- und Grei­
fertechnik den Automatisierungs­
grad. Fortschritte bei der energie­
effizienten Temperiertechnik
lassen sich zudem auf werkzeug­
gebundene Fertigungstechik in
allen Bereichen der Kunststoffver­
arbeitung übertragen. mg
www.tu-dresden.de/mw/ilk/
forderungen an die Verarbeitungs­
temperatur optimal dosiert wer­
den. Dabei sorgt die Hochdruck­
technik für eine intensive Vermi­
schung der Komponenten im
Mischkopf.
Expertise zahlt sich aus
Bei der Auslegung der passenden
HD-RTM-Anlage nutzte Fritzmei­
er nicht nur die technischen Vor­
teile der Rimstar-Systeme, son­
dern profitierte auch von der
langjährigen Erfahrung und Ex­
pertise von Krauss Maffei. Mit
mehr als 65 HD-RTM-Maschinen
am Markt ist Krauss Maffei welt­
weit führend. „Wir schätzen die
langjährige Erfahrung und kom­
petente Beratung von Krauss
Maffei über die gesamte Projekt­
phase. Im Ergebnis haben wir eine
maßgeschneiderte Systemlösung
erhalten, die uns einen klaren
Wissensvorsprung verschafft“,
lobt Florian Kirschner, Produkti­
onsleiter bei Fritzmeier, die gute
Zusammenarbeit. mg
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VERBUNDWERKSTOFFE/K-ZEITUNG DIGITAL
24 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Meistgeklickt auf www.k-zeitung.de
3D-gedruckte Kunststoffteile im Airbus A350 XWB
1
Branche – Materialise wird mit seinem gemäß EN 9100 und EASA 21G zertifizierten
Werk für 3D-Druck Airbus mit 3D-gedruckten
Flugzeugbauteilen aus Kunststoff beliefern. Zum
Einsatz kommen die Teile erstmals im neuen Airbus A350 XWB.
Effiziente Preformherstellung für die Massenproduktion von Carbonbauteilen Foto: Dieffenbacher
Leichtbau mit kurzer Taktzeit
Vom Preform bis zum Tape: Dieffenbacher entwickelt voll­
automatische Verfahren rund um das Pressen von FVK-Bauteilen
Produktionsprozesse Mit der Dief-
fenbacher Preform-Technik ist es
kürzlich gelungen, die Herstellung
von komplexen trockenen Carbonfaser-Preforms in vollautomatischem Ablauf und mit kurzen
Zykluszeiten von 90 s beziehungsweise 40 Preforms pro Stunde, zu
erreichen. Dabei werden aus
Carbon­fasergewebe mehrere individuelle Lagen ausgeschnitten
und zu einem endkonturnahen
dreidimensionalen Preform drapiert. Der Preform wird im anschließenden HP-RTM-Prozess
zum fertigen Bauteil verpresst.
Im Gegensatz zu einem Spannrahmenverfahren bietet die Dieffenbacher Preform-Technik mehrere Vorteile. Durch endkonturnahes Preforming wird deutlich
weniger des wertvollen Ausgangsmaterials Carbon verbraucht.
Außerdem sind sowohl individuell geschnittene Lagen für partielle Verstärkungen innerhalb eines
Preforms als auch mehrere Preforms innerhalb eines Zyklus
möglich. Die maximale Schnittgröße liegt bei 4.000 × 2.500 mm.
Verkürzte Zykluszeiten
beim HP-RTM
Dieffenbacher ist es gelungen, mit
einer Modifikation des HP-RTMVerfahrens bei der Bauteilfertigung aus Carbon die Taktzeiten
weiter zu verkürzen und die Herstellungskosten zu senken. Beim
herkömmlichen HP-RTM-Verfah-
ren wird mit einem hohen Druck
von bis zu 80 bar das Harz in das
komplett geschlossene Werkzeug
eingespritzt. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass durch den hohen
Druck Beschädigungen des Preforms mit Beeinträchtigung der
Bauteilqualität entstehen können.
In dem neuen Compression-RTMVerfahren wird mit einem Druck
von nur 5 bis 10 bar das Harz in
das nicht ganz geschlossene Werkzeug gespritzt.
Für die Verteilung des Harzes und
die Durchdringung des Preforms
sorgt die Kraft der Presse, die sich
nach dem Benetzungsvorgang
schließt. Wesentliche Vorteile sind
die kürzeren Injektionszeiten sowie die Möglichkeit, mehr Carbonfasern zu verwenden, wodurch
das Bauteil eine höhere Festigkeit
erhält.
Erstklassige
Carbonoberfläche
Serienmäßig lassen sich nun kohlefaserverstärkte Teile auch als
Außenhautbauteile herstellen.
Möglich macht dies das neu entwickelte Surface-RTM-Verfahren.
Ohne aufwendiges manuelles
Nacharbeiten entstehen lackierfähige Oberflächen. Zusammen
mit weiteren Partnerunternehmen
hat Dieffenbacher dieses Verfahren entwickelt und zur Serienreife gebracht. Der Produktionszyklus orientiert sich im ersten
Prozessschritt am herkömmlichen
RTM-Verfahren. Nachdem das
Bauteil im Werkzeug ausgehärtet
ist, werden die Werkzeughälften
minimal geöffnet. Nun beginnt
der zweite Prozessschritt: das
Überspritzen der Oberfläche mit
einem Primer. Einfallstellen und
andere Oberflächenfehler werden
so ausgeglichen und es bildet sich
eine lackierfähige Schicht. Soll die
Carbonoptik erhalten bleiben,
kann in diesem zweiten Prozessschritt auch ein Klarlack eingespritzt werden.
Tailored LFT-D
zur lokalen Verstärkung
Beim Dieffenbacher Tailored
LFT‑D-Verfahren werden in Kombination mit dem LFT-D-Werkstoff zusätzliche lokale Verstärkungsmaterialien dort im Bauteil
platziert, wo erhöhte Anforderungen an Steifigkeit erforderlich sind.
Für die Umsetzung dieses Prozesses bietet Dieffenbacher die Fiberforge Relay Station an. Hier wird
parallel zur LFT-D-Anlage ein
Tape-Fiber-Placement geschaltet.
Die unidirektionalen Fasertapes
bestehen aus Glas- oder Carbonfaser und sind in eine thermo­
plastische Matrix eingebettet. Sie
kommen als Rollenware zum
Einsatz. Der gesamte Prozess zur
Verarbeitung ist vollautomatisiert
in die LFT-D-Anlagentechnik
integriert. mg
www.dieffenbacher.de
Fiberforge Relay Station für Tailored LFT-D-Fasertapes zur lokalen Verstärkung Foto: Dieffenbacher
In der Luftfahrt bricht mit dem A350 XWB eine
neue Ära an. Dieser Airbus zeichnet sich durch einen
um 25 % geringeren Treibstoffverbrauch und höchsten Fluggastkomfort aus. In den vollständig neu
konzipierten A350 XWB hat Airbus einfache, robuste und effiziente moderne Systeme integriert, die für Zuverlässigkeit und geringen Wartungsbedarf
sorgen. Vor diesem Hintergrund erscheint es nur logisch, bestimmte Bauteile des A350 XWB im 3D‑Druck
zu produzieren, insbesondere wegen der Vorteile dieser Technologie in Bezug auf die Topologieoptimierung und funktionelle Integration. …
Fit für die Großserie
2
Automotive – Automobilzulieferer Fritzmeier setzt auf HD-RTM-Technologie von
Krauss Maffei bei der Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile unter anderem für die Karosserie des BMW i3.
CFK-Bauteile in Großserie – ein Anspruch, der nicht
zuletzt dank der Markteinführung von Elektroautos
wie dem BMW i3 umgesetzt wird. Das HD-RTMVerfahren (Hochdruck-Resin-Transfer-Moulding)
von Krauss Maffei unterstützt Verarbeiter dabei auf
dem Weg zu mehr Automatisierung und kurzen
Zykluszeiten. …
Carbon Core Karosserie des BMW 7er erhält Euro Car Body
Award 2015
3
Branche – Für den einzigartigen Verbund
aus CFK, Aluminium und Stahl hat die neue
Generation des BMW 7er die weltweit bedeutendste Auszeichnung für Innovationen im Karosseriebau erhalten: den Euro Car Body Award 2015
– und dies mit einer neuen Punktebestmarke.
Automobilbauexperten aus aller Welt sind sich einig.
Der Carbon Core für die Karosseriestruktur der
neuen BMW 7er Reihe ist derzeit im Karosseriebau
das Maß aller Dinge. …
Individuelles Interieur durch neue Folientechnik
4
Hilfstechnik – Benecke-Kaliko unterstützt
mit dem neuen Oberflächenmaterial
Xpreshn­die Individualisierung des Fahrzeugs.
Zahlreiche funktionale Erweiterungen der Produkt­
eigenschaften eröffnen bis zu 60 % leichtere Lösungen ohne Abstriche an Qualität und Komfort.
Der Oberflächenspezialist und Automobilzulieferer
Benecke-Kaliko, Hannover, unterstützt nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zur individuellen Gestaltung der Oberflächen im Fahrzeug. „Heute sind es
individuelle Innenraumkonzepte und auf unterschiedliche Bedürfnisse zugeschnittene Baureihen,
die den Kunden locken“, erklärt Dominik Beckman, Global Head of Marketing bei Benecke-Kaliko.
Hier unterstützt die Xpreshn-Produktfamilie der Contitech-Tochter. …
Erstmals 3D-Druck mit Biopolymer
5
3D-Druck – Die Premiere der Fachmesse
Formnext 2015 in Frankfurt nutzte Arburg
für zwei Premieren rund um den Freeformer: Erstmals vorgestellt wurde die industrielle additive
Fertigung eines PC/ABS-Blend mit Flammschutz,
aus dem ein Freeformer exemplarisch das bewegliche Funktionsbauteil „Nautilus Gear“ hergestellt hat. Das zweite Exponat produzierte eine
Zweikomponenten-Planetenrolle aus einem Biopolymer in Kombination mit elastischem TPU.
„Mit dem Freeformer und AKF – Arburg KunststoffFreiformen – steht ein innovatives System für die
additive Fertigung zur Verfügung, das wir kontinuierlich und praxisnah weiterentwickeln“, betont
Dr. Eberhard Duffner, der als Arburg Bereichsleiter
Entwicklung auch den Bereich AKF verantwortet.
„Einen Fokus legen wir auf die Prozessstabilität
sowie die Steigerung von Reproduzierbarkeit und
Bauteilqualität.“ Auf der Formnext 2015 wurde am
Bauteilbeispiel „2K-Planetenrolle“ erstmals die Materialkombination TPU und Biopolymer präsentiert.
Aus dem biologisch abbaubaren Werkstoff entstehen die inneren Zahnräder, die von einer äußeren
Laufrolle aus elastischem TPU eingefasst werden. Die Bauzeit beträgt rund drei Stunden. …
Sabine Koll
Zuständig für den Bereich
Spritzgießtechnik
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TECHNOLOGIE
SPRITZGIESSTECHNIK
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 25
Schaltzentrale Spritzgießmaschine
Die Antwort der Wittmann Gruppe auf Industrie 4.0 –
Anbindung von Peripheriegeräten
Industrie 4.0 Auf dem Weg zu In-
Neues Leichtbauverfahren:
Das auf der Fakuma 2015 mit
Profoam produzierte geschäumte
Kinematikgehäuse für das PkwInterieur wog 361 g. Das sind rund
13 % weniger als beim Kompaktspritzgießen
Foto: Arburg
Schonung für faserverstärkte
Kunststoffe
dustrie 4.0 hat Wittmann Battenfeld auf der Fakuma in diesem Jahr
mit Wittmann 4.0 seinen Fahrplan
präsentiert. Vernetzung ist für das
Unternehmen seit der Übernahme
von Battenfeld vor sieben Jahren
ein wichtiges Thema. Bereits im
Übernahmejahr wurde die Integration des Wittmann-Roboters
in die Maschinensteuerung Unilog realisiert. Danach begannen
die Österreicher sukzessive mit
der Integration von Peripheriegeräten. Auf der Fakuma 2014 wur-
ermöglicht. Der gesamte Verarbeitungsprozess von der Material­
zuführung und -mischung über
die Temperierung und Automatisierung bis hin zum Spritzgießen
kann damit optimal abgestimmt
und nachvollzogen werden.
Ebenso ist es möglich, alle Einstellungen, Automatisierungsabläufe und Rezepte zentral im
Werkzeugkatalog abzuspeichern
und von dort im Falle eines Werkzeugwechsels an die richtigen
Geräte zu verteilen. Dadurch können Rüstzeiten und die daraus
sches An- und Abstecken der
genannten Geräte auch während
des Betriebs der Anlage.
Eine App ermöglicht
die Statusabfrage
Ergänzend zu Wittmann 4.0 stellt
das Unternehmen eine App zur
Statusabfrage von Spritzgieß­
maschine und Roboter zur Verfügung: Über die Wiba Quicklook
App kann der Status der Spritzgießmaschinen und Roboter einfach und bequem über das Smart-
Physikalisches Schäumen im neuen Profoam-Verfahren –
Entwicklung von Arburg und IKV
Leichtbau Mit Arburgs neuer
Schäumtechnik Profoam lassen
sich leichte, stabile und verzugsarme Bauteile mit homogener
Schaumstruktur spritzgießen. Als
effizientes Beispiel zeigte der
Spritzgießmaschinenbauer auf der
Fakuma 2015 das physikalische
Schäumen von glasfaserverstärkten Thermoplasten am Beispiel
einer Automotiveanwendung.
Ein hydraulischer Allrounder
630 S mit 2.500 kN Schließkraft
und einer Spritzeinheit der Größe
1300 produzierte ein Kinematikgehäuse für das Pkw-Interieur.
Die Zykluszeit für das Bauteil aus
PC mit 20 % Glasfaseranteil betrug
rund 65 s. Mit 361 g war das geschäumte Gehäuse rund 13 %
leichter als ein vergleichbares
kompaktes Spritzgussteil und er-
fordert entsprechend weniger
Materialeinsatz.
Die physikalische Schäumtechnik
Profoam hat Arburg zusammen
mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), Aachen, erforscht und weiterentwickelt. Das
Verfahren zeichnet sich durch eine
einfache Prozessführung aus. Das
Kunststoffgranulat wird bereits in
einer Granulatschleuse zwischen
Vorratsbehälter und Materialeinzug mit Treibfluid angereichert.
Die Spritzgießmaschine ist flexibel
auch für andere Anwendungen
nutzbar, so dass sich ohne Umrüsten kompakte Teile fertigen lassen.
Faserverstärkte Kunststoffe werden bei Profoam ohne zusätzliche
Scherung verarbeitet. Zum Einsatz
kommt eine Plastifiziereinheit mit
standardmäßiger Drei-Zonen-
Schneckengeometrie. Während
des Plastifizierungsvorgangs löst
sich das Treibgas in der Schmelze
und tritt erst mit dem Druckabbau
beim Einspritzen in Form von
mikrozellularen „Bläschen“ wieder aus.
Besonders gut lassen sich geschäumte Bauteile mit Faserverstärkung herstellen, um bessere
mechanische Eigenschaften zu
erzielen. Beim Einsatz solcher
Materialien ergibt sich bei Profoam in der Regel eine größere
mittlere Faserlänge der Glasfasern
im Bauteil als beim herkömm­
lichen Kompaktspritzgießen. Abhängig vom Material kann die
Oberflächenqualität durch eine
variotherme Prozessführung verbessert werden. sk
www.arburg.com
30 % weniger
www.kuz-leipzig.de
de bereits neben der Robotintegration die Integration von Temperiergeräten vorgestellt. Ende des
Jahres folgten der Durchflussregler Flowcon und das gravimetrische Dosiergerät Gravimax.
Somit können über die Maschinensteuerung B6 sowohl Maschinen als auch angeschlossene Roboter und Peripheriegeräte über
die einheitliche Windows-Oberfläche verbunden und bedient
werden, was eine Interaktion
zwischen den einzelnen Geräten
Hier als Schaltzentrale für das MES-System zur
Einsicht in die wichtigsten Parameter
entstehenden Kosten deutlich
reduziert werden. Ebenso wichtig
ist die zentrale Sammlung von
Fehlermeldungen und Zuständen
aller mit Wittmann 4.0 zusammengeschlossenen Geräte.
Mit Wittmann 4.0 wird die Spritzgießmaschine zur Schaltzentrale
für Roboter, Peripheriegeräte sowie übergeordnete Systeme wie
das MES-System Authentig des
Softwarehauses T.I.G. Gemäß dem
Motto „Plug and Produce“ ermöglicht Wittmann 4.0 ein dynami-
phone innerhalb des FirmenWLAN abgerufen werden. Die
App verbindet sich mit den jeweils
aktuellen Softwareversionen von
Wittmann R8.3 Robotern und
Wittmann Battenfeld Unilog B6
Steuerungen. Mithilfe von Wiba
Quicklook können somit die wichtigsten Betriebsdaten und die
Zustände der wesentlichsten in
einer Produktionszelle funktionierenden Geräte schnell und
einfach eingesehen werden. sk
www.wittmann-group.com
www.kraussmaffei.com
Oberflächentechnik Innovative Lö-
sungsansätze für intelligenten
Leichtbau und Mehrkomponententechnologien zur Veredlung
von Oberflächen werden derzeit
am Kunststoff-Zentrum Leipzig
entwickelt. Die neue Leichtbaulösung entsteht im Forschungsprojekt „Ultraleicht+“: Sie verspricht
bis zu 30 % Gewichtseinsparung
bei vergleichbarer Biegefestigkeit
im Ver­g leich zum kompakten
Werkstoff. Die Leichtbaulösung
kombiniert im Zweikomponenten-Sandwichspritzguss unterschiedliche Materialien für die
Haut- (Metall­ersatzkunststoffe)
und Kernschicht (Schaum).
Daneben wird eine Innovation zur
Herstellung widerstandsfähiger,
lichtechter Designteile mit Metalleffekt-Lackschicht entwickelt. Das
Verfahren beruht auf den Fertigungsprinzipien des Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens,
wobei ein reaktives lösemittelfreies Polyurea-Gemisch als zweite
Komponente in die Werkzeug­
kavität eingetragen wird. Dieses
verbindet sich während der Vernetzung fest mit dem spritzfrischen Thermoplastträger. Der
einstufige Prozess sichert durch
kurze Zykluszeiten und schnelle
Farbwechsel die wirtschaftliche
Produktionsweise. sk
Die Spritzgießmaschine als Schaltzentrale für
die Temperiergeräte Fotos: Wittmann Battenfeld
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SPRITZGIESSTECHNIK
26 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
Mehr Effizienz durch dünnflüssigeres Hydrauliköl?
Mit Blick auf die Energieeffizienz von Spritzgießmaschinen haben viele Faktoren eine Bedeutung. Naheliegend ist es,
einmal den Viskositätswert des eingesetzten Hydrauliköls zu bewerten – einige Stimmen von Maschinenherstellern
Maschinentechnik In vielen
»Circa ein bis drei
Prozent an Einsparungen im Energie­
ver­brauch des Pumpenantriebs sind bei
einer 32er-Viskosität
möglich – eigene
Tests mit Krauss
Maffei-Maschinen
sind derzeit im
Gange«
Gernot Huster,
Leiter Entwicklung Hydrauliksysteme
bei Krauss Maffei
Anwendun­gen müssen Spritzgieß­
maschinen zum Start erst einmal
einen Ölheizvorgang durchführen, bevor die Öltemperatur ihren
Grenzwert erreicht hat und damit
die benötigte Viskosität für den
Maschinenlauf. Ebenso kann es
an kalten Tagen und bei langen
Zykluszeiten passieren, dass die
Spritzgießmaschine die Produktion stoppt und einen erneuten
Heizvorgang einleitet. „Wenn man
nun weiß, dass die derzeit vorgeschriebenen Hydrauliköle nicht
einmal bei ,Not-Aus-Temperatur‘
in den für Wirkungsgrad und
Komponentenlebensdauer optimalen Viskositätsbereich gelangen, will man natürlich Abhilfe
schaffen“, erläutert Jörg Gerstel,
Anwendungsingenieur beim Lübecker Unternehmen Boie, das
unter anderem Schmierstoffe und
Öle in verschiedenen Branchen
vertreibt. Gerstel ist ein heftiger
Verfechter für die Nutzung niedrigviskoserer Hydrauliköle in
Spritzgießmaschinen. „Zum einen
kann mit einem besser geeigneten
Öl auf den sonst vor Produktionsstart notwendigen Ölaufheizvorgang verzichtet werden. Das spart
Energie und Produktionszeit und
verringert zweitens den ,Warmdrosselstress‘ für Komponenten
und Öl. Etwaige Zusatz-Heizvorgänge bei langen Zyklen entfielen
natürlich auch. Im Betrieb ist es
so realistisch, zehn Prozent oder
mehr der Antriebsenergie zu sparen.“
Öltank gegen Kälte
dämmen?
Gerstel nennt auch konkrete Beispiele, um den erkannten Missstand zu verdeutlichen: „Vor Kurzem habe ich einen Kunden besucht, der gerade eine neue hydrau­
lische Spritzgießmaschine gekauft
hatte. Der Öltank der Maschine
war vom Kunden mit irgend­
welchen Dämmplatten verkleidet
worden. Dies geschah aus reiner
Verzweiflung, weil man sonst mit
der Maschine in der kalten Jahres­
zeit nicht vernünftig arbeiten
könne.“ Mit zusätzlicher Dämmung versuchten nach Gerstels
Wahrnehmung manche Verarbeiter, das morgendliche Anfahren
der Spritzgießmaschine zu verkürzen und auch bei Anwendungen
mit langen Zyklen ein Abfallen der
Öltemperatur unter den fest einge­
stellten Grenzwert zu vermeiden.
Gerstels Verbesserungsvorschlag
an die Maschinentechnik ist einfach und grundlegend: Es sollte
eine besser geeignete Hydraulikflüssigkeit mit deutlich geringerem Viskositätswert eingesetzt
werden. „Dieses Öl brauchte sich
zunächst einmal in nichts weiter
als in der ISO-VG-Klasse vom
jetzigen zu unterscheiden.“ Gerstel kann von erfolgreichen Versuchen an Kundenmaschinen berichten, bei denen ein Öl nach ISO
VG 22 eingesetzt wurde. „An einer
Haitian-Maschine konnten wir so
rekordverdächtige Energieeinsparungen messen und sogar die
Werte elektrischer Vergleichs­
maschinen übertreffen“, sagt Gerstel. Er spricht vom „Boie lvghviKonzept“ (Low viscosity gradehigh viscosity index) – der Einsatz
eines so niedrigviskosen Öls wie
möglich mit einem so ausgeprägten Mehrbereichscharakter wie
nötig, immer auf den Anwendungsfall zugeschnitten. „Das
dabei eingesetzte Öl entspricht in
»Die Öltemperatur
sollte so gewählt
werden, dass sie
immer über der
maximalen Umgebungstemperatur
liegt und eine konstante Öltemperatur
gewährleistet ist«
Andreas Lechner, Leitung
Konstruktion/Entwicklung
bei Wittmann Battenfeld
allen Punkten den Spezifikationen
der Komponentenhersteller wie
Bosch-Rexroth, Linde oder Danfoss“, verspricht Gerstel.
Bei den Maschinenherstellern
stoßen diese Ideen auf eine deutlich abgekühltere Euphorie.
Grundsätzlich lasse sich mit dem
Einsatz eines niedrigerviskosen
Hydrauliköls der Energieverbrauch etwas einschränken, bestätigt Gernot Huster, Leiter Entwicklung Hydrauliksysteme bei
Anzeige
Krauss Maffei. „Circa ein bis drei
Prozent an Einsparungen beim
Energieverbrauch des Pumpenantriebs sind bei einer 32er-Viskosität möglich.“ Eigene Tests mit
Krauss Maffei-Maschinen seien
derzeit im Gange.
Mit geringerer Hitze
„Unter gewissen Umgebungs- und
Betriebsbedingungen kann durch
den Einsatz eines niedrigerviskosen Hydrauliköls durchaus eine
Reduzierung des Energieverbrauchs erzielt werden“, bestätigt
auch Andreas Lechner, Leiter
Konstruktion und Entwicklung
bei Wittmann Battenfeld. Der
entscheidende Vorteil liege in der
geringeren Abstrahlungsleistung
durch ein niederes Temperaturniveau der kompletten Maschine.
Wichtig ist Lechner allerdings,
dass für die Prozess- und Teilekonstanz des auf einer Spritzgießmaschine hergestellten Produkts
eine konstante Öltemperatur die
Grundvoraussetzung bildet. „Diese Öltemperatur muss jahreszeiten­
unabhängig immer so gewählt
werden, dass kein Ansteigen oder
Absinken der Temperatur durch
veränderte Umgebungsbedingungen eintritt. Die Öltemperatur
sollte so gewählt werden, dass sie
immer über der maximalen Umgebungstemperatur liegt, damit
der Kühlwasserverbrauch minimiert werden kann und eine konstante Öltemperatur für geringste Prozessschwankungen gewährleistet ist.“ Sonst könne die Wahl
eines besonders niedrigviskosen
Hydrauliköls ins Leere laufen,
wenn dadurch die Öltemperatur
im Maschinenbetrieb unter die
Umgebungstemperatur rutsche
und damit hohe Kühlwasserverbräuche nötig werden sollten.
Viele Prozessstandards
sind zu bedenken
Bei Arburg reagiert man skeptisch
auf den Vorschlag, die Ölviskosität und das Temperaturniveau der
Spritzgießmaschine zu variieren.
Schließlich werde nicht allein das
Öl, sondern die gesamte Maschine auf Mindestbetriebstemperatur
gebracht, um die Achsen in der
notwendigen Genauigkeit führen
zu können. „Die Allrounder von
Arburg arbeiten in Bezug auf Öltemperatur schon lange selektiv,
das heißt, je nach Maschinentechnologie wird mit variabler nach
oben beschränkter oder voll geregelter Öltemperatur gefahren.
Bei schnellen Prozessen, etwa im
Verpackungsbereich, wirkt sich
eine schwankende Ölviskosität auf
die Dynamik der Servoventile und
die Dichtungsreibwerte aus und
somit auf die Stabilität des gesamten Prozesses“, sagt Dr. Eberhard
Duffner, Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg.
Dort ist man zurückhaltend mit
dem Einsatz niedrigviskoser Spezialöle, da meist die Freigabe dieser Öle für die verbauten Systemkomponenten nicht gewährleistet
sei und es bezüglich deren Stabilität und Auswirkungen auf die
verwendeten Dichtungssysteme
negative Erfahrungen gebe. Aus
verschiedenen Felderprobungen
zog man bei Arburg den Schluss,
dass sich vor allem die von Herstellern prognostizierten Langzeit­
eigenschaften nicht erreichen
ließen. „Um in diesem Kontext die
Langlebigkeit der Maschinen und
verbauten Komponenten zu gewährleisten, werden bei Arburg
intern immer wieder solche Öle
im Langzeittest untersucht. Eine
allgemeine Freigabe konnte bisher
jedoch nicht erteilt werden“, schildert Duffner.
Auch bei Wittmann Battenfeld
wird empfohlen, dass der zulässi-
ge Viskositätsbereich für Hydraulikkomponenten nicht unterschritten wird, „denn niedrige
Viskosität heißt erhöhte Leckagen“, warnt Lechner. „Durch den
Einsatz von niedrigviskosen Hydraulikölen können durchaus
Schäden an den Hydraulikkomponenten wie Pumpen oder Motor
nicht ausgeschlossen werden. Bei
Einsatz des Schmiermittels für
Lager kann sich dieses negativ auf
die Lebensdauer der Drucklager
oder auf die Dichtheit von Zylindern auswirken.“
Risiko von Leckagen
Zur Wahrung der Garantie­
ansprüche sollten daher „auf alle
Fälle“ die vom Hersteller freigegebenen Hydrauliköle eingesetzt
werden, für Wittmann BattenfeldMaschinen sind das HLP 32 und
HLP 46. „Öle niedrigerer Viskosität können wir nicht empfehlen“,
sagt Lechner.
Bei Krauss Maffei rät Experte
Huster zu einem „32er-Öl mit
einem Viskositätsindex (VI) größer 160“ als optimales Hydraulik­
öl mit energieeffizientestem Viskositätsgrad. Auch für Huster
überwiegt die Sorge vor Leckagen
»Meist ist die Freigabe niedrigviskoser
Spezialöle für die
verbauten Systemkomponenten nicht
gewährleistet«
Dr. Eberhard Duffner,
Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg
gegenüber der Chance auf noch
mehr Energieeffizienz durch extrem niedrigviskoses Hydrauliköl. „Da gibt es einige Risiken, zum
Beispiel einen erhöhten Komponentenverschleiß, eine erhöhte
äußere Leckage oder den Verlust
von Garantie- und Gewährleistungsansprüchen.“ gr
www.boie.com
Mehr Infos zum Einsatz optimierter Öle
In der App zu dieser Ausgabe wird das angesprochene Erfolgsbeispiel an einer
Haitian-Maschine samt Verbrauchswerten näher geschildert. Zudem erfährt der
Leser mehr über den Wert der Ölwartung.
Einfach den QR-Code mit Smartphone oder Tablet einscannen und digital weiterlesen.
Boy-Maschine spart Energie mit
­optimierten Hydraulikfluiden
Viskosimetrie Evonik präsentierte zur diesjährigen Fakuma erstmals
die Technologiemarke Dynavis. Das Team um Dynavis hat umfassende Tests zur Optimierung der Viskosität von Hydraulikfluiden an
Spritzgießmaschinen durchgeführt und ausgewertet. Wie der Hersteller verspricht, optimiert die Dynavis-Technologie die Viskosimetrie
von Hydraulikfluiden. Versuche gemeinsam mit dem Maschinenhersteller Dr. Boy verliefen sehr vielversprechend.
Der für den Test bereitgestellte Spritzgießautomat Boy 35 E war
mit einer Econ-Plast-Ausstattung versehen – und damit eigentlich
bereits auf einen hohen Wirkungsgrad getrimmt. Hier konnte durch
einen Wechsel des Hydraulikfluids eine weitere Effizienzsteigerung
erzielt werden. Die in den meisten Spritzgießmaschinen verwendeten
Messbarer Zugewinn an Effizienz durch Wechsel auf ein mit
Dynavis-Technologie formuliertes Hydraulikfluid, beobachtet
an einem Boy-Spritzgießautomaten Foto: Evonik
Fluide sind nach ISO 46 formuliert. Das mit der Dynavis-Technologie
formulierte ISO 32 Fluid lieferte im Testeinsatz dank der optimierten
Viskosität volle Leistung. Ein dünnes Öl pumpt sich leichter, wie der
Hydraulikfluidanbieter betont – angesichts der reduzierten Reibung
waren mit dem Boy-Spritzgießautomaten im Bestpunkt zweistellige
www.evonik.com
Energieeinsparungen möglich. gr
TECHNOLOGIE
SPRITZGIESSTECHNIK
4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 27
Weiter in Richtung Null-Fehler-Produktion
Die Software IQ Clamp Control optimiert automatisch die Schließkraft
Schließkraft Sich selbst adaptieren-
de, dezentrale Assistenzsysteme
steigern die Prozessfähigkeit und
Qualität und sind ein wichtiger
Baustein der smarten Fabrik, die
im Zentrum des Inject 4.0 Programms von Engel steht. Mit IQ
Clamp Control gibt es nun vom
österreichischen Spritzgießmaschinenbauer neue Software, die
auf Basis der Werkzeugatmung
automatisch die für die jeweilige
Anwendung optimale Schließkraft ermittelt und anpasst.
Das Prefix IQ steht für „intelligente Qualität“ und meint die
Integration von Expertenwissen
in die Steuerung der Spritzgießmaschine. Ziel ist es, die Qualität
des Produktionsprozesses und
damit der hergestellten Produkte
nachhaltig zu steigern. Während
die vor drei Jahren vorgestellte
Software IQ Weight Control den
Einspritzprozess optimiert, lag der
Entwicklungsfokus bei IQ Clamp
Control auf der Schließeinheit.
Durch die kontinuierliche Anpassung der Schließkraft hält die
Software die Werkzeugatmung
auch bei schwankenden Prozessbedingungen automatisch konstant.
Während des Einspritzvorgangs
werden durch den Auftreibdruck
der Schmelze die beiden Werkzeughälften um einige Tausendstel bis Hundertstel Millimeter
auseinandergedrückt. Dieser Vor-
gang wird als Werkzeugatmung
bezeichnet. Ist die Werkzeug­
atmung zu groß oder zu gering,
kann es zu Ausschuss infolge von
Gratbildung oder Brennern kommen. Bei einer zu hohen Schließkraft wird das Werkzeug außerdem übermäßig beansprucht und
der Schließkraftaufbau verbraucht
unnötig viel Energie.
Um die Schließkraft manuell zu
optimieren, lässt sich die Werkzeugatmung mithilfe einer Messuhr bestimmen. Dies ist jedoch
eine subjektive und ungenaue
Angelegenheit.
Die Messergebnisse hängen stark
von der Platzierung der Messuhr
ab. Außerdem erfordert ihre Interpretation sehr viel Erfahrung.
Viele Spritzgießer arbeiten deshalb
mit der maximal möglichen
Schließkraft, statt diese an den
jeweiligen Prozess anzupassen.
Da die Werkzeugatmung durch
den in der Kavität wirkenden
Form­innendruck entsteht, ähnelt
ihr Verlauf stark einer über die
projizierte Formteilfläche gemittelten Forminnendruckkurve. Der
Vorteil gegenüber der Forminnendruckmessung im Werkzeug ist,
dass keine zusätzlichen Sensoren
oder weitere teure Hardware benötigt werden. Die Entwicklungsingenieure von Engel haben einen
Weg gefunden, unter Verwendung
der bestehenden Sensorik der
Spritzgießmaschine die Werkzeugatmung im laufenden Prozess
zu berechnen. Hierfür wird das
Schließsystem inklusive Werk-
zeug als Feder betrachtet und die
Federsteifigkeit während des
Schließkraftaufbaus ermittelt.
Beim Einspritzen nimmt die Spannung der Feder durch die Werkzeugatmung geringfügig zu, womit sich die Schließkraft gegenüber dem eingestellten Soll-Wert
minimal erhöht. Um diese Erhöhung sehr genau zu bestimmen,
werden zu Produktionsbeginn
Trockenlaufzyklen durchgeführt
und der Schließkraftverlauf als
Referenzkurve gespeichert.
IQ Clamp Control reduziert auf
diese Weise deutlich das Risiko
von Qualitätsmängeln, sorgt für
eine optimale Werkzeugentlüf-
tung, schützt das Werkzeug vor
Überspritzen und erhöht die Energieeffizienz.
In einem ersten Schritt wird die
neue Software für Engel Spritzgießmaschinen mit elektrischen
Schließeinheiten bis zu einer
Schließkraft von 2.200 kN angeboten. sk
www.engelglobal.com
Beim Aufbau der Schließkraft verringern sich die Werkzeughöhe
sowie das Volumen der Kavität (Mitte). Ein Teil dieser Stauchung
wird beim Einspritzen durch den Auftreibdruck der Schmelze zurückgestellt (unten). Die daraus resultierende Änderung der Werkzeughöhe wird als Werkzeugatmung bezeichnet. IQ Clamp Control
ermittelt die Werkzeugatmung und stellt automatisch die optimale
Schließkraft ein Grafik: Engel
Benötigt keine
zusätzliche Hardware
Um nicht länger wettbewerbs­
relevante Effizienzpotenziale zu
vergeben, hat Engel mit IQ Clamp
Control eine Software entwickelt,
die auf objektiver Basis die optimale Schließkraft automatisch
ermittelt und einstellt. Damit ist
die CC300 Steuerung der Engel
Spritzgießmaschinen nun in der
Lage, selbstständig einen prozessrelevanten Soll-Wert zu ermitteln.
Ultrakurze Verweilzeit
Schnecke mit acht Millimeter Durchmesser
Mikrospritzgießen Boy hat mit der
kleinsten Schneckenkolben-Plastifiziereinheit eine Weiterentwicklung im Bereich Mikrospritzguss
vorgestellt. „Mit einem Schnecken­
durchmesser von nur acht Millimeter setzen wir in der Serienproduktion von Mikro- und Kleinstteilen neue Maßstäbe“, sagte Alfred Schiffer, geschäftsführender
Gesellschafter von Boy.
Auf der Fakuma zeigte der Spritzgießautomatenbauer aus Neustadt-Fernthal die Plastifiziereinheit am Beispiel der Produktion
einer Mikro-Osteosyntheseplatte
mit einem Spritzvolumen von nur
0,06 cm³ und einem Teilegewicht
von 0,078 g auf einer Boy XS. Schiffer: „Der besondere Vorteil dieser
kleinsten uns bekannten Schneckenkolben-Plastifiziereinheit
ohne Vorplastifizierung liegt in
der deutlich kürzeren Verweilzeit
des plastifizierten Materials im
Schneckengang.“
Mit nur 1,9 cm³ Gangvolumen
bietet die Boy XS mit dieser Plasti­
fiziereinheit somit große Vorteile
bei der Verarbeitung thermisch
sensibler Materialien. Bei der
Fakuma-Anwendung beispielsweise verblieb das Material PBT
nur circa 5 min in der Plastifiziereinheit. Gegenüber einer Schnecke
mit 12 mm Durchmesser reduziert
sich die Verweilzeit um mehr als
75 %, bei 14 mm Durchmesser
sogar um circa 82 %.
Tests mit einer Vielzahl unterschiedlichster Materialien verliefen durchweg positiv. Diese 8-mmPlastifiziereinheit nimmt Boy
serienmäßig als Ergänzung zur XS
ins Produktprogramm auf. sk
www.dr-boy.de
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Diese Mikro-Osteosyntheseplatte mit einem Teilegewicht von nur
0,078 g entstand auf der Fakuma mit der neuen SchneckenkolbenPlastifiziereinheit Foto: Boy
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Mühlen
Maschinenfabrik GmbH & Co. KG
Profil kühnplast GmbH + Co. KG
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Oerlikon Textile GmbH & Co. KG
Leverkuser Str. 65, 42897 Remscheid
Geschäftsbereich Pumpen
Tel.: 02191/67-0, Fax: 02191/67-1794
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Tel. +49 (0) 421 489 00 0, Fax 489 00 90
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Tel. 07231/1556564 Fax 07231/1556565
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WORLD OF PLASTICS
32 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23
BMW: Additive Fertigung mit langer Tradition
BMW Group feiert 25 Jahre additive Fertigung – durchschnittlich 100.000 Bauteile pro Jahr – großes Potenzial im
Serieneinsatz und in personalisierten Fahrzeugteilen – neue, deutlich schnellere CLIP-Technologie bereits im Einsatz
hergestellten Sitzen deutlich zu
verringern und eine ideale Passgenauigkeit zu gewährleisten – ein
erheblicher Vorteil für die Spieler.
3D-Druck Die additive Fertigung
– eines der absoluten Zukunftsthemen für die produzierende
Industrie – hat bei BMW eine
lange Tradition. So feiert die BMW
Group in diesen Tagen 25 Jahre
additive Fertigung. Dr. Udo Hänle, Bereichsleiter für Produktionsstrategie, technische Integration
und Pilotwerk: „Der frühzeitige
und zielgerichtete Einsatz innovativer additiver Verfahren hat uns
in den vergangenen Jahren zu
einem führenden Pionier im 3DDruckbereich gemacht. Im BMW
Group Technology Office in
Mountain View, im Silicon Valley
der USA, setzen wir bereits jetzt
die neue CLIP-Technologie – Continuous Liquid Interface Production – in einem ersten Testlauf ein.“
Das CLIP-Verfahren ist deutlich
schneller als bisherige Verfahren,
da es mit einer flächigen Belichtung durch einen Beamer arbeitet.
Hilfswerkzeug schont
Montagemitarbeiter
Hohe Qualität und
Gestaltungsfreiheit
3D-Druckverfahren werden heute bei der BMW Group in einer
Vielzahl von Bereichen angewendet. Dr. Hänle: „In additiven Verfahren gefertigte Teile bieten einen
hohen Grad an Freiheit in der
Formgebung und können gleichzeitig schnell und in passender
Qualität produziert werden. Für
die Zukunft sehen wir ein großes
Potenzial im Serieneinsatz sowie
für neue Kundenangebote, beispielsweise bei personalisierten
Fahrzeugteilen und der Ersatzteilversorgung.“ Langfristig sollen
Kunden die Möglichkeit bekommen, einzelne Fahrzeugteile nach
individuellen Vorstellungen anfertigen lassen zu können.
Die Anfänge des 3D-Drucks reichen bei BMW bis in das Jahr 1990
zurück. Damals hat das Rapid
Technologies Center der BMW
Group die erste Anlagenentwicklung beauftragt und ab 1991 erste
Prototypenteile auf einer eigenen
Jedes Jahr entstehen bei der BMW Group rund 100.000 additiv gefertigte Bauteile für die verschiedensten Anwendungen. Die Bandbreite
reicht vom Prototypen bis zum Serienteil und von der Montagehilfe bis zum Ersatzteil für klassische Fahrzeuge Foto: BMW
Stereolithografieanlage produziert. Die additiv gefertigten Teile wurden anfangs überwiegend
im Konzeptfahrzeugbau eingesetzt und im Laufe der Jahre kontinuierlich für zusätzliche Einsatzzwecke weiterentwickelt. Heute
nutzt die BMW Group je nach
Bauteilanforderung unterschiedliche Verfahren und Werkstoffe.
Klassische Anwendungsbeispiele
für die additive Fertigung finden
sich heute vor allem in Bereichen,
in denen maßgeschneiderte und
zum Teil sehr komplexe Komponenten in kleinen Stückzahlen
erforderlich sind. Dies ist vor allem
in der Vorentwicklung, der Fahrzeugabsicherung und -erprobung
oder bei Concept- und Showcars
der Fall. Aber auch im Werkzeugbau und bei der Herstellung von
Betriebsmitteln finden die Verfahren ihren Einsatz.
Ersatzteile für
klassische Fahrzeuge
Ein besonderes Highlight für die
Technologien stellen komplette
Neufahrzeugentwicklungen dar.
Wie beispielsweise bei den BMW
Ein ergonomisches Hilfswerkzeug aus dem 3D-Druck schützt die Mitarbeiter in der Fahrzeugmontage
bei bestimmten Tätigkeiten vor einer übermäßigen Belastung der Daumengelenke Foto: BMW
i-Fahrzeugen sind hierfür keine
Vorgängerfahrzeuge verfügbar,
und die ersten Prototypenfahrzeuge müssen deshalb zum Großteil additiv gefertigt werden.
Neben dem Einsatz der additiven
Fertigung für zukunftsweisende
Neufahrzeuge liegt auch ein besonderer Charme in der Technologienutzung für klassische BMW
Fahrzeuge. Dies kann besonders
bei sehr alten Sammlerstücken
dazu führen, dass eine Komponente dreidimensional gescannt
wird und daraus digitale Daten
erzeugt werden. Mittels dieser
„Reverse Engineering“-Methode
lassen sich heute nicht mehr verfügbare Teile für die Ersatzteil­
fertigung additiv fertigen.
Das 3D-Druck-Know-how nutzt
BMW aber nicht nur für die Entwicklung und Herstellung von
Automobilen. Ein Beispiel ist das
Engagement des Rapid Technologies Centers für das britische Para­
lympics-Basketballteam im Jahr
2012. Für das Team wurden individuelle Rollstuhlsitze anhand von
3D-Körperscans gefertigt. Dadurch war es möglich, das Gewicht
im Vergleich zu konventionell
Seit Mitte 2014 schützt ein ergonomisches Hilfswerkzeug aus dem
3D-Druck zudem die Mitarbeiter
in der Fahrzeugmontage bei bestimmten Tätigkeiten vor einer
übermäßigen Belastung der Daumengelenke. Jede der flexiblen
Montagehilfen ist ein Unikat und
wird individuell an die jeweilige
Handform und -größe des einzelnen Mitarbeiters angepasst.
Die additive Fertigung bei BMW
umfasst neben vielen Teilen aus
Kunststoff auch Lösungen aus
Metall, von denen einige bereits
in einer Kleinserie eingesetzt werden. Schon seit mehreren Jahren
verwendet BMW in den DTMFahrzeugen Wasserpumpenräder,
die aus Metall im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Im
April dieses Jahres kam das 500ste
Wasserpumpenrad aus dem 3DDrucker zum Einsatz. Das hochbelastete Präzisionsbauteil besteht
aus einer Aluminiumlegierung
und hat sich im harten Sporteinsatz bestens bewährt: Durchweg
alle Pumpenräder arbeiteten ohne
Ausfall und bestätigen damit die
Kompetenz von BMW in den additiven Fertigungsverfahren.
Das Team des Rapid Technologies
Centers im Forschungs- und Innovationszentrum FIZ der BMW
Group bearbeitet heute jährlich
nahezu 25.000 Prototypenaufträge und liefert dabei 100.000 Bauteile pro Jahr aus. Das Spektrum
reicht vom kleinen Kunststoffhalter über Designmuster bis hin zu
Fahrwerkskomponenten für die
Funktionserprobung, wobei – je
nach Verfahren und Bauteilgröße
– die Bauteile schon nach wenigen
Tagen zur Verfügung stehen. gk
www.bmwgroup.com
Jede der flexiblen Montagehilfen ist ein Unikat und wird individuell an die jeweilige Handform und
-größe des einzelnen Mitarbeiters angepasst Foto: BMW