Mehrwert durch Funktionsintegration beim Spritzgießen

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1 Mehrwert durch Funktionsintegration beim Spritzgießen Dipl.- Ing. Helmut Eckardt Wittmann Battenfeld GmbH & Co. KG Meinerzhagen 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Wittmann Group Helmut Eckardt

2 Herausforderungen: Kostensenkung und Qualitätsverbesserung: Probleme der Verarbeiter: Hohe Lohnkosten Viele Wettbewerber für Spritzgießteile: Gesamt- Europa Auf- Zu- Werkzeuge werden abgezogen: Ost- EU oder China Chancen: Innovative Verfahrenstechniken Automatisierung Integrierte Lösungen Mehr bieten als der Wettbewerb!

3 Herausforderungen: Kostensenkung und Qualitätsverbesserung: Probleme der Verarbeiter: Hohe Lohnkosten Viele Wettbewerber für Spritzgießteile: Gesamt- Europa Auf- Zu- Werkzeuge werden abgezogen: Ost- EU oder China Chancen: Innovative Verfahrenstechniken Automatisierung Integrierte Lösungen Mehr bieten als der Wettbewerb!

4 Möglichkeiten zur Kostensenkung und Qualitätsverbesserung: Spritzgießmaschine Werkzeugtechnik Heißkanal Kühlung Temperierung Kunststoff Verfahrenstechniken Formteilgestaltung Automatisierung Zusammenwirken der Komponenten

5 Inhalt: Innovative Verfahren Metalle und Kunststoffe Spritzgießen von Metall- Kunststoffen- Verbunden Einlegeteile Die Komponenten Spritzgießmaschine und Automatisierung Sinnvoll automatisieren Anwendungsbeispiele Verfahrenskombinationen

7 Kosten senken und Qualität verbessern Verfahrenstechniken Hybrid- Technik Strukturschaum Mehrkomponenten- Techniken Gasinjektion- Technik Wasserinjektions- Technik LIM PIM Hinterspritztechniken Verfahrenskombinationen

8 Innovative Verfahren: Vorteile und Möglichkeiten: Integration mehrerer Funktionen Einsparen von Arbeitsgängen Gezielte Rohstoffkombinationen Gezielte Produkteigenschaften Neue Designmöglichkeiten Gewichtseinsparung Verzugsreduzierung Geringere Toleranzen Geringere Schließkräfte Kürzere Zykluszeiten

9 Kunststoff ersetzt Metall Sitzverstellbügel: PA 6 GF 30, hergestellt mit Wasserinjektionstechnik Aquamould: Stahlrohr, gebogen, 2 Befestigungsclipse

10 Mehrwert durch Funktionsintegration beim SpritzgieÄen Ausgangssituation: Hybrid- Formteil Stahl- Einlegeteil ca. 200g Kunststoff (PA GF30) ca. 200g Å = 400 g

11 Aquamould Lösung: Voll- Kunststoff- Pedal (PA6 GF30), mit Teilfüllung ca. 200g Durch Wasserinjektion

12 Vollkunststoffteil ersetzt Hybridlösung Wasserinjektionstechnik Aquamould Kupplungspedal, VW: PA 6 GF 30 Hybrid: Metalleinleger ca: 200 g Pa 6 GF 30 ca: 200 g 400 g Aquamould: Pa 6 GF 30 ca: 200 g Reduzierung ca: 200 g

14 Eigenschaften von Metallen und Kunststoffen: Metalle: E- Modul Biegesteifigkeit Wärmeleitung Elektrische Leitfähigkeit Dauerfestigkeit Temperaturbeständigkeit Preis- Leistungsverhältnis.. Kunststoffe Gewicht Designfreiheit Einfache Verarbeitung Großserien- geeignet Fertige Oberfläche Automatisierung

15 Metall- Kunststoff- Verbindungen: Umspritzen von Metallen mit Kunststoffen: Früher: Insert- Moulding Outsert- Moulding Heute: Hybrid- Technik

16 Metall- Kunststoff- Verbindungen: Das Ziel: Durch Kombination der Eigenschaften von Metall und Kunststoffen: Eigenschaftsverbesserung Kostenreduzierungen Qualitätsverbesserung Gewichtsreduzierung Dimensionsreduzierung Neue Produkte Einbaufertige Formteile Funktionsintegration!

17 Metall- Kunststoff- Verbindungen: Der Weg: Durch den Spritzgießprozeß mit Automatisierung: Gezieltes Nutzen der Vorteile von Metall und Kunststoff Einsparen von Arbeitsgängen Vereinfachung der Logistik Neue Designmöglichkeiten

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20 Spritzgießen von Metall- Kunststoff- Verbunden

22 Einlegeteile Automatenteile Druckguß- und Stanzteile, wie z.b. Gurtschnallen, Sperrklinken, Buchsen, Schrauben,

23 Einlegeteile Leiterbahnen/ Kontakte Baugruppen

24 Einlegeteile Leiterbahnen/ Kontakte 3D-Leiterbahnen, vorgestanzte und vorgebogene Kontakte für Stecker, Kontaktgehäuse,

25 Einlegeteile Baugruppen Vorumspritzte Kontakte oder montierte Teile, wie z.b. Spulen, Airbagzünder,

26 Metall- Kunststoff- Verbindungen: Es gilt, Spritzgießmaschine Werkzeuge Kunststoffe Einlegeteile durch Automatisierung sinnvoll zu verbinden. Dabei müssen die Bedingungen berücksichtigt werden: Flexible Lösungen Spezialisierte Lösung Stückzahl

28 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Spritzgießmaschinen Wittmann Group Linearachsroboter Systemlösungen Helmut Eckardt

29 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Spritzgießmaschinen Vertikale Schließeinheit mit Rundtisch mit Schiebtisch Horizontale Schließeinheit Wittmann Group Helmut Eckardt

30 Automatisierung Wittmann Automatisierung: Ä Servo- angetriebene Lineargeräte Ä Pneumatische Handlinggeräte Ä Angussentnahmegeräte 18

31 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Aufbereitung der Einlegeteile Aufbereitung aus Schüttgut Aufbereitung aus Magazinen Abwicklung vom Band Aufbereitung aus Trays (Blistern) Wittmann Group Helmut Eckardt

33 Abwicklung vom Band Abwickelhaspel mit Aufwicklung für Papierzwischenlage Vorschubeinheit

34 Aufbereitung aus Schüttgut Stufenförderer Rütteltopf

35 Aufbereitung aus Magazinen Vorumspritzte Kontakte Magnetaufbereitung

36 Aufbereitung aus Trays (Blistern) Vorgebogene Leiterbahnen Magnetspulen

37 Werkstückträger

38 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Greifersysteme Wittmann Group Helmut Eckardt

40 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Gurtschnallen

41 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Hall- Nockenwellen- Sensoren Wittmann Group Helmut Eckardt

42 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Einlegeteile beim Mikrospritzgießen

43 Mehrwert durch Metall- Kunststoff- Hybrid: Umspritzen von 1- Cent- Münzen mit PP Von der 1- Cent- Münze zur Einkaufswagen- Münze!

44 Vollautomatische Herstellung von Flaschenöffnern durch Einlegen und Umspritzen von Metalleinlegern mit ABS HM 65/ 210 Unilog B 6 mit Automatisierung

45 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Ölfüllstand-Sensor Der einbaufertiger Ölfüllstand-Sensor incl. Reedkontakt

46 Kabel incl. Kontakte nach dem Schweißvorgang als Rohling Mit angespritztem Stecker

47 Schwaig bei Nürnberg Einlegeteile vor dem zweiten Spritzvorgang

48 Einlegeteile vor dem zweiten Spritzvorgang Der Ölstandssensor vor der Endmontage

49 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Ölfüllstand-Sensor Der einbaufertiger Ölfüllstand-Sensor incl. Reedkontakt

50 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Fertigungszelle zum Stanzen und Mikro- Spritzgießen von Hybridbauteilen

51 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Fertigungszelle zum Stanzen und Mikro- Spritzgießen von Hybridbauteilen - Kontrolliertes Abwickeln des gestanzten, galvanisierten und laminierten Metallbandes. - Präziser Transport ins Werkzeug. - Umspritzen mit Kunststoff - 100% Prüfung mittels Bildverarbeitung - Zeichnung und Aufwickeln - Autarke Produktion bis zu 12 Stunden - Anlagenverfügbarkeit 95% bei Zykluszeit von 5 s.

52 Anwendungen für Metall- Kunststoff- Verbindungen: Fertigungszelle zum Stanzen und Mikro- Spritzgießen von Hybridbauteilen - Kontrolliertes Abwickeln des gestanzten, galvanisierten und laminierten Metallbandes. - Präziser Transport ins Werkzeug. - Umspritzen mit Kunststoff - 100% Prüfung mittels Bildverarbeitung - Zeichnung und Aufwickeln - Autarke Produktion bis zu 12 Stunden - Anlagenverfügbarkeit 95% bei Zykluszeit von 5 s.

54 Kombination mit Mehrkomponenten- Spritzgießen Schraubendreher: Kombination von Mehrkomponententechnik und Einlegetechnik 4 Stationen bis zum fertigen Formteil Station 4 : TPE schwarz Station 3 : PP rot Station 2 : PP gelb Station 1 : Einlegeteil

55 Kombination mit Strukturschaum- Spritzgießen Strukturschaum- Spritzgießen Niederdruck- Strukturschaum Chemische Treibmittel Physikalische Treibmittel Haut kompakt Kern geschäumt

56 Strukturschaum- Verfahren Induktive Erwärmung der Formnestoberflächen Zusammenarbeit mit dem Kunststoff- Institut Lüdenscheid Flaschenöffner, ABS, schwarz: Vorderseite: Hochglanzoberfläche Rückseite: Typische Strukturschaumoberfläche

57 BFMOLD Technologie BFMOLD TM vereinigt multifunktionale Eigenschaften Kugelfüllung übernimmt die mechanische Abstützfunktion Kugelfüllung erzeugt Hohlraum zur Durchströmung des Temperiermediums Temperiermedium wird sehr nah an die Oberfläche geführt Anwendung bei ganzflächigen oder konturfolgenden Formteilen Quelle: Kunststoffinstitut Lüdenscheid

58 BFMOLD Technologie 19,00 Werkzeugaufbau Lage der konventionellen Kühlung Lage und Aufbau BFMOLD Artikel Quelle: Kunststoffinstitut Lüdenscheid

59 BFMOLD Technologie Wie sieht die Strömung durch die Höhlräume aus? Quelle: Kunststoffinstitut Lüdenscheid Gleichmäßige und parallele Strömung Es bilden sich keine Toten Ecken 4er Aufstellung (ausgerichtet)

60 Mehrwert Vergleich der durch Temperaturabfuhr Funktionsintegration zwischen einer konventionellen beim Spritzgießen Kühlung & INDUMOLD zur BFMOLD Technologie & INDUMOLD am Versuchswerkzeug BFMOLD Technologie "Saturnblende" & variotherme Erwärmung Temperaturverlauf: - Blau: Aufheizen und Abkühlen mit BFMOLD BFMOLD & INDUMOLD konventionelle Kühlung & INDUMOLD - Rot: Aufheizen induktiv Abkühlen konventionell 105 Temperatur in C Zeit t in Sekunden

61 BFMOLD - Kühlung und variotherme Erwärmung Bindenähte No weld lines Tempro plusc 180 vario, Wittmann Temperiergeärt für die variotherme Werkzeugtemperierung max. Temperatur: 180 C max. Heizleistung: 12 kw max. Kühlung: 70 kw bei dt=150 C max. Volumenfluß: 60 l/min

62 BFMOLD - Kühlung und variotherme Erwärmung Nur Temperierung Bindenähte No weld lines Abdeckung mit Öffnungen, ABS, Zykluszeit 30 s Variotherme Temperierung

63 BFMOLD - Kühlung und variotherme Erwärmung Bindenähte Designerrahmen mit hochwertiger Oberfläche, ASA

64 BFMOLD - Kühlung und variotherme Erwärmung Bindenähte Fertig montierte Designerrahmen, weiß, schwarz und verchromt

65 BFMOLD - Kühlung und variotherme Erwärmung Glasscheibe, 2 mm Schaumstruktur gegen Einfallstellen Heißkanalverschlußdüsen Blende: Glasscheibe, 2 mm, ABS mit chemischem Treibmittel Å Kein Einfall wegen Schaumstruktur Å Glatte Oberfläche auf der Sichtseite durch Variotherm Bindenähte Keine Bindenähte Hoher Oberflächenglanz Bindenähte nicht sichtbar Quelle: Kunststoffinstitut Lüdenscheid

66 Cellmould mit BFMOLD und variothermer Erwärmung Kompakt: Gewicht: 44,3 g Nachdruck: 800 bar Nachdruckzeit: 4 s No Cellmould thermo- cycling + BFMOLD: of mould Bindenähte Gewicht: 42,9 g: -3,2% No weld lines Nachdruckzeit: 0,5 s: -11.7% Blende mit Durchbrüchen, Wanddicke 2 mm, PC- ABS Blend Quelle: Kunststoffinstitut Lüdenscheid

67 Anwendungsbeispiele Flexible Fertigungszelle: Steckverbindungen

68 Anwendungsbeispiele Flexible Fertigungszelle: Steckverbindungen

69 Hochsteife Spritzgießteile unter Verwendung von Organoblechen in Verbindung mit fluidunterstütztem Spritzgießen Quelle: LKT der Universität Erlangen

71 Neue Verfahren Maschinenkonzepte Systemlösungen Im Mittelpunkt steht das FORMTEIL! Maschine, Werkzeug, Verfahren, Rohstoff, Peripherie und Automatisierung sind nur Mittel, die Formteile in hervorragender Qualität kostengünstig herzustellen!

72 Neue Verfahren Maschinenkonzepte Systemlösungen Im Mittelpunkt steht das FORMTEIL! Maschine, Werkzeug, Verfahren, Rohstoff, Peripherie und Automatisierung sind nur Mittel, die Formteile in hervorragender Qualität kostengünstig herzustellen! Die kompetente Umsetzung der Aufgabenstellungen zum Erfolg erfordert erfahrene Spezialisten.

73 Wittmann und Wittmann Battenfeld: Alles aus einem Haus!

74 Mehrwert durch Funktionsintegration beim Spritzgießen Dipl.- Ing. Helmut Eckardt Wittmann Battenfeld GmbH & Co. KG Meinerzhagen 3. Innovationsforum Verfahrensintegration am Juli 2012