In Sicherheit gewogen

LKH Kunststoffwerk sichert Qualität im Spritzguss

Eine pfiffige Detaillösung hat LKH gemeinsam mit dem Wiegetechnikspezialisten Sartorius in einem Spritzgießprojekt realisiert: Die 100-Prozent-Überwachung schließt die ungewollte Weiterverarbeitung von Ausschuss sicher aus.

Hohe Bauteil-Qualität und sichere Prozesse realisiert das LKH Kunststoffwerk im Spritzguss typischerweise mit Einsatz verschiedener Sensoriken in den Spritzgießformen und entsprechender Prozesssteuerung. Ein neu konzipiertes Achtfach-Werkzeug für 14 Varianten eines "Innenverriegelungshebels" ließ jedoch aufgrund der besonderen Werkzeugkonstruktion und Bauteilgeometrien den Einbau solcher Druck- und Temperatursensoren einschließlich Verkabelung nicht zu. Um trotzdem die bestmögliche Qualitätsüberwachung sicherzustellen, haben die Produktionsverantwortlichen eine Lösung entwickelt, die mögliche Ausschussteile sicher aussteuert.

Alle 14 eng tolerierten Varianten des Hebels bestehen aus einem Polybutylenterephthalat (PBT) mit 30 Prozent Glasfaseranteil bei rund 5 Gramm Gewicht. Das Gesamtschussgewicht im temperierten und mit einem Teil-Heißkanal arbeitenden Achtfach-Werkzeug liegt bei rund 50 Gramm. Eine Handlingeinheit entnimmt die acht gespritzten Bauteile und legt den gesamten Schuss - ohne den bereits bei der Entnahme separierten Anguss - auf dem Transportband einer neben der Spritzgießmaschine positionierten Waage des Typs Sartorius EWK 3010 ab. Die Waage erfasst das Gesamtgewicht der Teile und prüft es gegen die voreingestellten Sollwerte von aktuell ±0,3 Gramm je Schuss. Werden die Toleranzwerte überschritten, fördert das Waagenband den gesamten Schuss in einen Ausschussbehälter. Im Normalfall, bei Einhalten der Toleranzgrenzen, fördert das Band in die Gegenrichtung, in die bei LKH üblichen Kleinteilebehälter (KLT). Gleichzeitig zählt die Waage die Gutteile, um die geplanten Losgrößen exakt einhalten zu können. Handling, Verwiegung und Förderung finden innerhalb der Zykluszeit der Spritzgießmaschine von etwa 20 Sekunden statt.

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Die vom Handlingsystem direkt aus der Spritzgießmaschine beschickte Waage schleust Gutteile in den linken Behälter und zählt sie, um die Lösgrößenvorgaben exakt einhalten zu können. Ausschuss beim Anfahren oder während der Produktion gelangt in den rechten Behälter.

Das Bauteilegewicht dient hier als Indikator für die Prozessqualität: Schwankungen bei Drücken, Temperaturen and anderen Parametern oder auch bei den Werkstoffen wirken sich in schwankenden Füllungsgraden der Kavitäten und damit Werkstückgewichten aus. Während der Einfahrzeit des Werkzeugs bietet diese Technologie eine Möglichkeit, schnell und sicher Teile in Serienqualität zu identifizieren - und damit Umrüstzeiten und Kosten zu senken. Die Waage garantiert mit den frei definierbaren Toleranzgrenzen, dass einerseits nur einwandfreie Bauteile ausgeliefert werden und andererseits, bei mehreren Fehlschüssen in einem definierten Zeitraum, ein Alarm ausgelöst und die Produktion unterbrochen wird.

Die besondere Herausforderung bestand darin, die hohen Anforderungen an die Wägetoleranz in einem dynamischen Prozess umzusetzen", erklärt Geza Lehnert von Sartorius. "Dafür wurde die Kontrollwaage mit einer speziellen Start-Stopp-Automatik ausgestattet und sie gewährleistet dank Quereinbau die sichere Trennung von Gut-Produkt und Ausschuss. Die Lösung ermöglicht die sichere Einhaltung der geforderten Prozesstoleranzen sowie die schnelle und effektive Überwachung des Qualitätsprozesses."

Lösungsorientiert handeln
Typischerweise nutzt LKH konsequent die modernen und komfortablen Möglichkeiten der Werkzeugsensorik zur Prozessüberwachung und -steuerung. Gesucht wird jedoch stets das Gesamtoptimum aus Effizienz der Werkzeugkonstruktion und Produktion - in diesem Fall eröffnete die Nutzung eines Werkzeugs mit Wechseleinsätzen hohe Rationalisierungspotenziale. Die gewünschte und notwendige Prozesssicherheit wird in diesem Fall über eine automatische 100-Prozent-Prüfung als externe Lösung realisiert. Sie kann auch als Modell für die Produktion weiterer Produkte dienen. "Das prinzipiell bekannte und bewährte Verwiegen von Spritzlingen zur Qualitätsprüfung haben die Produktionsspezialisten so in Form eines automatisierten und damit prozesssicheren Verfahrens gestaltet. Aber für pragmatische Lösungen ist LKH ja auch in anderen Bereichen bekannt", erklärt LKH Geschäftsführer Dr. Guido Stannek.

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