Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben. Anwenderkonferenz Cimatron GmbH, Der Ansatz...

Transkript

1 Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben Anwenderkonferenz Cimatron GmbH, Der Ansatz... Die Impulse Die Umsetzung Bild 1

2 Werkzeugbau anno Jahre Spritzguss Die Struktur von 1970 Meister -> Vorarbeiter -> Geselle -> Lehrling Der Werkzeugmacher stellte seine Form komplett selbst her Bild 2

3 Werkzeugbau anno 2010 Lasersintern 25 Werkzeuganalyse Werkzeugtemperierung Angußgestaltung Heißkanalsystem Prozesssimulation Konturnahe Kühlung Bild 3

4 Werkzeug- und Formenbauten in D MA-Situation der WZB in der BRD 1% > 100 MA 19 % > 20 MA 80 % < 20 MA Momentan erfolgt ein spürbarer Generationswechsel in der Unternehmerschaft Um dem Namen VDWF auch zukünftig gerecht zu werden, ist es sinnvoll regional in Deutschland zu präsent zu sein! Bild 4 Quellen: VDWF

5 These: Der Werkzeug- und Formenbau bietet Entwicklungspotenziale für allen Branchen Bild 5

6 Der Ansatz Fächerübergreifende Arbeitsweise bei der Entwicklung von Produkten und Anwendungen von morgen Bild 6

7 Trends in der Produktentwicklung in 10 Jahren wird ca. 80 % des Umsatzes mit heute unbekannten oder nicht vorhandenen Erzeugnissen erwirtschaftet Ideen sind erforderlich Investition in die Zukunft lohnend Quelle: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbh (FFG) Bild 7

8 Einordnung von Spritzgieß-Sonderverfahren in den Technologie-Lebenszyklus nach E. Bürkle Reifegrad des Verfahrens / der Produkte Mg-Spritzgießen PC-Verarbeitung/ Prägetechnik Schalentechnik Verfahrenstechniken Mikrotechnik Compoundieren auf SGM Schäumen 2K TP/ Gummi Langfasertechnik Verscheibung Tank Sensorik Bild 8 IMD/ Cubic-Printing Hybridtechnik 3D-MID Strukturbauteile Zylinderkopfdeckel Reiner Raum HST/ HPT Schmelzkern- bzw. Schalentechnik GIT 2K Sauganlagen Schnecke Stoßfänger Airbag Pedale Innenverkleidungsteile Karosserieaußenhaut, in-line lackiert Scheinwerfer-Streuscheiben Navigation optischer Datenträger Karosserieaußenhaut, eingefärbt Strukturbauteile Karosserieaußenhaut Produkte Entwicklung Einführung Wachstum Reife/Sättigung

9 Der Werkzeug- und Formenbau am Standort Deutschland muss eine Marke bleiben! Wo liegen unsere Wettbewerbsvorteile? Sind wir Verteidigungsfähig? Sichern von Ressourcen oder Fähigkeiten! Gibt es Chancen für neue Marktsegmente? Bild 9

10 Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland? Bild 10

11 Impulse zum Ausbau organisatorischer Strukturen Was noch getan werden muss! Bild 11

12 These: Planen beschreibt Leistung Qualität nachweisen schafft Sicherheit Was kann bei einem Spritzgießwerkzeug sinnvoll dokumentiert werden? Bild 12

13 Mit der Qualifizierung wird dokumentiert getestet, dass Geräte, welche zur Umsetzung der Prozesse dienen, die vorher spezifizierten Funktionalitäten besitzen. à Wie kann sinnvoll einen Spritzgießwerkzeug verifiziert werden? Klärung Machbarkeit Werkzeugentwicklung Prozessentwicklung Industriealisierung Bild 13

14 Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen Klärung / Machbarkeit à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug Anforderungsliste / Spezifikation: Spritzgießwerkzeug Lastenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Produktentwicklung Pflichtenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Werkzeugkonstruktion Risikoanalyse Spritzgießwerkzeug Zeichnungsfreigabe Spritzgießwerkzeug Bild 14

15 Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen Werkzeugentwicklung à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug Prozess-Risikoanalyse Spritzgießen sowie aller Teilprozesse Checkliste Pflichtenheft: Spritzgießwerkzeug erstellt durch Werkzeugkonstruktion Dokumentation zur CE-Kennzeichnung Bild 15

16 DIN 16901: Die DIN 16901: "Kunststoff-Formteile - Toleranzen und Abnahmebedingungen für Längenmaße", wurde vom DIN im November 2009 ersatzlos zurückgezogen. Nachfolgenorm: DIN_16742_2012 Werkzeugentwicklung Ein wichtiges Abnahmekriterium von Werkzeugen welches sich häufig in Erstmusterprüfberichten wiederfindet. Bild 16

17 Leitfaden zur CE-Kennzeichnung von Spritzgieß- und Druckgusswerkzeugen Werkzeugentwicklung Bild 17

18 Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen Prozessentwicklung à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug Arbeitsanweisung Erstabmusterung Abmusterungsbericht Spritzgießprozess Spritzgießprozessparameter (Ergebnisse für Produktionsvorschrift) Prüfbericht über Maßhaltigkeit von Primärmaßen Bild 18

19 Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen Prozessentwicklung à Umsetzung PQ Spritzgießwerkzeug Fähigkeitsanalyse Spritzgießwerkzeug/ -maschine (c mk -Lauf 1,67 an 50 Losen) + Erstmusterprüfbericht aus c mk -Los Prozessfähigkeitsanalyse Spritzgießen (c pk 1,33 / 24 h-lauf) Bild 19

20 Der Erstmusterprüfbericht (EMPB) Ein wichtiges Abnahmekriterium im Werkzeugbau Prozessentwicklung Bild 20

21 Kalibrierungs- und Wartungsmaßnahmen als Teile der Prozessentwicklung Kalibrierung Dokumentierter Nachweis, dass kritische Messeinrichtungen im vorgesehenen Wertebereichen unter Einhaltung vorgegebener Toleranzen unter aktuellen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten Überprüfung von: Wertebereich, Betriebsgrenzen, Fehlergrenzen, Toleranzen, Kalibrierwerte, Kalibrierzyklen Wartung Wartungs-/ Prüfpunkte Wartungszyklen Verantwortlichkeiten, Vorgehensweisen Dokumentation/Auswertung der Durchführung Bild 21

22 Prozessvalidierung Spritzgießen Industriealisierung à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug Langzeit-Analyse Spritzgießprozess Prozessfähigkeit c pk 1,33 / normale Produktion Bild 22

23 Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland? oder besser Welches Geschäftsmodell verfolgt der erfolgreiche Werkzeugbau 2020 in Deutschland? Bild 23

24 Potenziale für den Werkzeugbau Dokumentierter Nachweis Klärung Machbarkeit Werkzeugentwicklung Prozessentwicklung Industriealisierung Toleranzen, Abnahmebedingungen DoE: Bestimmung des Prozessfensters Abmusterungsbericht Prüfbericht: Prüf- und Funktionsmaße c mk >1,67 entspricht 0 ppm (50 Lose) EMPB c pk >1,33 (5h) entspricht 33 ppm Kalibrierung, Wartung Technikum Spritzgießen Werkzeugbau Verarbeiter Bild 24

25 Fazit Produktentwickler bzw. Konstrukteure müssen zwangsläufig ein höheres Verständnis für die werkstoffgerechte als auch für die fertigungsgerechte Gestaltung mitbringen. à Produktspezifikationen müssen klar und eindeutig definiert werden Der Werkzeugbau, insbesondere der Werkzeugkonstrukteur, steht in einer höheren Verantwortung als bisher. à Er muss auch nachweisen und dokumentieren Komplexität beherrschen Transparenz liefern (Darstellen vernetzter Informationen, Status über Risiken, Normen- Konformität sicherstellen...) à Community-Intelligenz Bild 25

26 ...Antworten... Moderne Werkzeuge sind qualifizierte Produktionsmittel in validierten Prozessen! à Diese Anforderung hat Konsequenzen in der Bereitstellung von Werkzeugen Recognise Moulds à Werkzeuge und Formen, die Abweichungen erkennen und selbstlernend eingreifen à Funktionen und Informationstechnologie Vom Handwerk zur industrielle Fertigung von Unikaten (technischen Wunderwerken) à Systematische Ansätze in allen Bereichen des Werkzeugbaus à Automatisierung von Standardprozessen à Werkzeugbau ist heute ein Mannschaftsspiel! - Netzwerke helfen Werte schaffen und dies auch darstellen! Bild 26

27 und Ausblick Eingebettete Systeme Embedded Systems werden in naher Zukunft ein Bestandteil von komplexen Spritzgießwerkzeugen Gründe hierfür sind: Assistenzsysteme, Ferndiagnose, Energiedatenmanagement, Verbindung von SAP, SPS und Prozesssteuerung u.v.a. Der Werkzeug- und Formenbau ist eine ermöglichende Branche und bedingt daher äußerst interdisziplinäres Arbeiten Die Folge: Think global, act local! Bild 27

28 Wir bauen die Zukunft! Bild 28