Effizienz beim LSR-Spritzguss

Anspruchsvolle LED-Linsen aus Flüssigsilikon

Flüssigsilikon (LSR) lässt sich effizient im Spritzguss verarbeiten und punktet mit verschiedenen interessanten Eigenschaften. Als Werkstoff für optische Linsen gewinnt LSR an Bedeutung. Auf der Fakuma soll erstmals in Europa eine integrierte Lösung für die wirtschaftliche Produktion geometrisch anspruchsvoller LED-Linsen gezeigt werden.

Mit ihrer komplexen Struktur stellen LED-Linsen aus Silikon hohe Anforderungen an den Spritzgießprozess. © Ach-Solution

Am Messestand von Dow Silicones (Halle B2, Stand 2220)soll eine holmlose Maschine des Typs E-Victory von Engel mit integriertem Viper Linearroboter in einem Zwei-Kavitäten-Kaltkanalwerkzeug von Ach-Solution Linsen für LED-Scheinwerfer produzieren. Sie stehen für ein breites Anwendungsspektrum. Außer für die Automobilindustrie rückt LSR für die Gebäude- und Straßenbeleuchtung zunehmend in den Fokus. Der Grund liegt in den Materialeigenschaften: Die hochtransparenten Typen für optische Anwendungen weisen einen niedrigeren Vergilbungsindex als herkömmliche thermoplastische Linsenmaterialien auf. Sie sind sehr resistent gegenüber Umwelteinflüssen, wie UV-Strahlung, und von -40 bis 200 Grad Celsius über einen breiten Temperaturbereich einsetzbar. Darüber hinaus ermöglichen sie besonders hohe Designfreiheit. Auf der Fakuma wird Dowsil MS-1002 Moldable Silicone verarbeitet, das zu Thermoplast-ähnlichen glatten und sehr harten Oberflächen führt. Die sehr filigran strukturierten Scheinwerferlinsen werden mit hoher Reproduzierbarkeit abgeformt. Es verlassen einbaufertige Linsen die Fertigungszelle.

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Kompakt und hochpräzise

Nicht nur aufgrund der komplexen Geometrie stellt die Herstellung der LED-Linsen hohe Anforderungen an die Prozesstechnik. Generell gilt, dass erst ein automatisierter, nacharbeitsfreier Prozess Hightech-Produkte aus LSR wirtschaftlich macht. Spritzgießmaschinen mit holmloser Schließeinheit bringen bereits konstruktiv gute Voraussetzungen hierfür mit. Der freie Zugang zum Werkzeugraum ermöglicht besonders effiziente Automatisierungskonzepte und kompakte Fertigungszellen. Da sich die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen lassen, passt das voluminöse Linsenwerkzeug auf eine vergleichsweise kleine 1200-Kilonewton-Spritzgießmaschine.

Dank ihrer barrierefreien Schließeinheit eröffnet die holmlose Spritzgießmaschine bei der Verarbeitung von Flüssigsilikon einige Effizienzpotenziale. © Engel

Für die hohe Abformgenauigkeit der E-Victory Maschine ist laut Hersteller unter anderem die hohe Parallelität der Werkzeugaufspannplatten verantwortlich. Der patentierte Force Divider sorge dafür, dass die bewegliche Platte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die eingeleitete Kraft gleichmäßig über die Fläche verteilt wird. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen erfahren alle Kavitäten in der Trennebene die gleiche Flächenpressung, was selbst beim Verarbeiten sehr niedrigviskoser Silikone die Gratbildung verhindert.

Intelligente Assistenz

Um auch beim Einspritzen die geforderte Präzision zu garantieren, ist die Maschine mit einer elektrischen Spritzeinheit ausgestattet. Zusätzlich steigere die Software IQ Weight Control die Prozesskonstanz. Das Assistenzsystem aus dem Inject 4.0-Programm soll Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und im Rohmaterial erkennen und noch im selben Schuss automatisch auszugleichen. Ebenso regulieren sich die elektrischen Nadelverschlussdüsen im Werkzeug automatisch selbst. Das Servoshot System von Ach-Solution ermöglicht es, jeden Nadelverschluss einzeln anzusteuern.

Auch die Dosierung des Flüssigsilikons ist im CC300 Bedienpanel der Spritzgießmaschine abgebildet. © ACH-Solution

Als Systemanbieter integriert Engel alle Komponenten der Fertigungszelle in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine, so dass sich der Gesamtprozess inklusive der LSR-Dosieranlage – Typ Maximix G2 von Ach-Solution – übersichtlich einstellen und kontrollieren lässt. Die Steuerungsintegration reduziert die Komplexität und erhöht den Bedienkomfort.

Als Besonderheit auf der Fakuma ist angekündigt: Messebesucher können sich mit einer AR (Augmented-Reality)-Brille von AVR Tech Innovations durch die Arbeitsschritte, die zum Starten der Fertigungszelle erforderlich sind, führen lassen. In Form von Texten, animierten Objekten oder kurzen Videosequenzen blendet die Brille für die Anlagenbedienung hilfreiche Zusatzinformationen ein, die beschreiben, was wo und wie zu tun ist.

Fakuma: Halle A5, Stand 2220

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