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Stiftproduktion in Deutschland - Farbe ins Spiel bringen

Kostengünstiger SpritzgießenVirtuell optimierte Kühlkanäle

Oben: Konventionelles Kühllayout und die resultierende Temperaturverteilung im Werkzeug. Unten: Konturnahe Kühlung (mit freundlicher Genehmigung durch IPC) und die verbesserte Temperaturverteilung. (Bild: Sigma)

Die thermische Auslegung des Werkzeugs geschieht optimalerweise bereits während der Designphase des Bauteils, um die Einflüsse der Lage und Größe der Kühlkanäle auf die Verformung und Erstarrung des Bauteils zu verstehen. 

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Stiftproduktion in DeutschlandFarbe ins Spiel bringen

Hohe Stückzahlen bei tendenziell geringen Margen zu produzieren verlangt eine effiziente Produktion. Die betreibt Schreibgeräte-Hersteller Schneider in Wernigerode im Harz mit hoher Fertigungstiefe. Hier entstehen unter anderem hochwertige Schreibgeräteserien und Patronen für Füllfederhalter.

Stiftkörper

Mit 28 Spritzgießmaschinen, Konstruktion, Druckerei und Formenbau produziert Schneider auf etwa 8700 Quadratmeter Fläche Artikel für den Schreibbedarf. Vertrieben werden die Produkte auf allen Kontinenten. der weitere Produktionsausbau ist bereits in Vorbereitung.

Zwischen Idee und Produktionsbeginn der zumeist designorientierten Schreibgeräte liegen laut Unternehmen typischerweise ein bis eineinhalb Jahren. Das verlangt Flexibilität und schnelle Reaktionen aller Beteiligten. Das eigene Werkzeugbauteam ist die Basis, um Wünsche aus Vertrieb und Marketing zügig umsetzen zu können. Außerdem beliefert der Formenbau auch einig externe Kunden.

Schreibgeräteproduktion

Heißkanalsysteme nutzt Schneider seit Anfang der 90er Jahre, damals vor allem zur Leistungssteigerung beim Spritzgießen von Tintenpatronenhülsen. Damit gelang es, den Ausstoß eines 72-fach Werkzeugs zu vervierfachen. Heute verlassen jährlich über 80 Millionen Tintenpatronen das Werk. Die Ausbringungsmenge ist auf die Montageautomaten abgestimmt, denn die Hülsen werden bei Schneider auch gefüllt, mit Glaskugeln verschlossen und anschließend verpackt. Gemeinsam mit der Günther Heisskanaltechnik wurde eine Lösung gefunden, die zum einen den Materialverbrauch reduziert und zum anderen durch Wegfall dickwandiger Anguss-Systeme die Zykluszeit aufgrund der geringeren Kühlzeit deutlich gesenkt hat. Im nächsten Schritt wurden Werkzeuge mit höheren Fachzahlen und Heißkanaltechnik gebaut. Eingesetzt werden offene Heißkanaldüsen mit zweigeteiltem Schaft und ausbalancierten Verteilern. Angespritzt wird auf Zwischenanguss, der die Positionsstabilität der Kerne gewährleistet. Der geteilte Düsenschaft aus einer Titanlegierung und Werkzeugstahl, in Verbindung mit dem integrierten Luftspalt in der Heißkanaldüse, ermöglicht auf kleinem Bauraum eine gute thermische Trennung zwischen Heißkanal und temperiertem Werkzeug.

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Von Grau zu Blau
Mit Umstellung von „üblichen“ auf Blueflow-Düsen sank die Zykluszeit laut Unternehmen um weitere 4 Sekunden. Diese Düsen haben spezielle Dickschichtheizelemente, die dank optimierter Wärmeverteilung – 55 Prozent der Energie werden in den Spitzenbereich der Düse eingebracht – den notwendigen Temperatureintrag in die Schmelze reduzieren. Zudem ergeben sich aufgrund der geringeren Abmessungen bei gleichbleibendem Schmelzekanal-Durchmesser weitere Möglichkeiten zur optimalen Temperierung. Die umweltfreundliche Produktion, mit der Einsparung von Energie und Ressourcen sei ein strategisches Ziel des Unternehmens Schneider. Dies spiegle sich auch in wiederholten Emas-Zertifizierungen.

Tintenpatronen

Neben der Fertigung von Tintenpatronen entwickelt und produziert Schneider in weiteren Geschäftsbereichen hochwertige Schreibstifte und Textmarker. Vielfach kommt hier das Mehrkomponenten-Spritzgießen zum Einsatz. In der Regel bestehen die neueren Artikel aus einem Grundkörper aus den Kunststoffen PE, PP oder ABS und weichen, ergonomische Griffbereichen aus einem Elastomer wie TPE oder TPU. Bis zu 16 Farbkombinationen werden für einzelne Schreibartikel-Serien gefertigt. Dem Spritzgießen folgen weitere Prozessschritte wie Montage, Bedrucken und verschiedene Verpackungsvarianten.

Die Farbenvielfalt der Produkte erfordert vom Heißkanalsystem gute Farbwechseleigenschaften für kurze Umrüstzeiten. Die temperaturempfindlichen Farbbatches erfordern einen homogenen Temperaturverlauf über den gesamten Schmelzekanal des Heißkanalystems ohne Temperaturspitzen. Verbraucher – und Designer – verlangen hochwertige Oberflächen, entsprechend komplexe Anschnittkonturen sind notwendig. Das führt zum verstärkten Einsatz von Nadelverschluss-Heißkanalsystemen. Für den neuen Schneider-Artikel der Serie „Tintenschreiber-One“ kommen im 2K-Spritzgieverfahren zwei Blueflow-Düsentypen zum Einsatz. Für das exakt gleichmäßigen Öffnen und Schließen der Nadeln sorgt eine pneumatisch angetriebene Hubplatte. Diese Hubplatten sind mit einer anwendungsabhängig entsprechenden Zahl von Zylindern bewegt und mit speziellen Führungselementen für den prozesssicheren Betrieb ausgestattet.

Befüllungsautomat

Zur Führung der beschichteten Nadeln in den Nadelverschlussdüsen, werden angussnahe Nadelführungen aus pulvermetallurgischem Stahl eingesetzt, die hohe Standzeiten garantieren. Das Nadelverschluss-Heißkanalsystem wurde als Heiße-Seite von Günther Heißkanaltechnik komplett montiert und verdrahtet geliefert.

Der Beitrag basiert auf einem Manuskript von Horst-Werner Bremmer, Günther Heisskanaltechnik.

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