Komplexe Hybridbauteile

Heißkanal-Lösungen für anspruchsvolle technische Teile

Anhand komplexer Serienteile soll während der Fakuma die universelle Nutzbarkeit des Heißkanalsystems Flexflow mit servoelektrisch angetriebenen Nadelverschlüssen vorgestellt werden. Die Anwendungsbreite reicht von technischen Teilen für die Automobilindustrie bis zu einem sehr dünnwandigen Laptop-Gehäuse und einem ultraleichten Werkzeugkoffer.

Heißkanäle mit servoelektrisch angetriebenen Nadelverschlüssen ermöglichen komplexe Spritzgießlösungen. © HRS

In allen Fällen macht die Möglichkeit, Druck und Fließgeschwindigkeit an jedem Anspritzpunkt individuell zu steuern, die Technik universell einsetzbar für große und kleine Formteile, auch bei schwierig zu verarbeitenden Thermoplasten. Ein Schritt in Richtung Integration in die Steuerung der Spritzgießmaschine bietet die neue Option, die Parameter über den Touchscreen der Spritzgießmaschine einzustellen.

Für die Produktion einer auf der Fakuma präsentierten Kfz-Motorabdeckung wurde in Zusammenarbeit mit Werkzeugbauer GK Concept und Spritzgießmaschinenhersteller Yizumi ein Heißkanalsystem entwickelt, das per externem Smart Interface programmiert wird und daher ohne zusätzliche Steuereinheit auskommt. Zur Herstellung des großformatigen Bauteils wird zunächst eine 0,2 Millimeter dicke Aluminiumfolie in das Werkzeug gelegt und dort während des Schließvorgangs ausgestanzt. Anschließend wird die Folie mit Hilfe des Heißkanalsystems rückseitig mit einem gasbeladenen glasfaserverstärkten Polyamid angespritzt. Dabei erfolgt das In Mold Graining (IMG), bei dem sich die fein strukturierte Narbung der Werkzeugoberfläche auf die Folien- und auf die Kunststoffoberfläche überträgt. Das Teil verbindet geringes Gewicht mit sehr hoher Dimensionsstabilität, geringem Verzug und bindenahtfreier Sichtoberfläche.

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Den ebenfalls auf dem Messestand gezeigten Kfz-Spoiler erzeugt ein Fünffach- Heißkanalsystem. Das mit Mikro-Hohlglaskugeln gefüllte Polypropylen ermöglicht Gewichtseinsparungen bis 15 Prozent gegenüber der ungefüllten Ausführung. Die Flexflow-Technologie soll die homogene Druckverteilung in der Kavität sicherstellen. Dadurch bleibt ein höherer Anteil der Hohlglaskugeln unbeschädigt und zugleich werden diese optimal im gesamten Formteil dispergiert. Das Ergebnis ist ein Leichtbauteil ohne sichtbare Bindenähte, das hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität erfüllt.

Ein weiteres Leichtbau-Exponat aus der Automobilindustrie ist eine Mittelarmlehne, die in einem mehrstufigen Prozess hergestellt wird. Entwicklungspartner waren Krausmaffei und Propertooling. Die tragende Struktur entsteht mit Hilfe des Fiberform-Verfahrens aus einem dünnwandigen, faserverstärkten Organoblech. Das wird zunächst mit Polypropylen (PP) um- und schließlich mit einem thermoplastischen Elastomer (TPV) überspritzt, wobei eine weiche, fein genarbte Sichtoberfläche entsteht. Das Spritzgießen geschieht mit je einem Heißkanalsystem mit zwei (erste Phase) beziehungsweise drei (zweite Phase) Heißkanaldüsen. Deren servoelektrisch angetriebene und individuell gesteuerten Verschlussnadeln sorgen für die jeweils optimale Füllung der Kavitäten, und sie unterstützen die hohe Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Beispiel für ein innovatives Gehäuse ist ein Werkzeugkoffer aus mikrozellularem Schaum, der sich durch sein geringes Eigengewicht auszeichnet. Für dessen Fertigung kommen das Foampro-Schäumverfahren von Yizumi sowie ein Dreifachfach-Flexflow-Heißkanalsystem mit rückwärtiger Anspritzung zum Einsatz. Das fertige Teil zeichnet sich durch eine hochwertige, fein strukturierte Oberfläche aus.

Um den Einsatz des Heißkanalsystems komfortabler und den Arbeitsplatz des Maschinenbedieners übersichtlicher zu machen, hat HRS den ersten Schritt in Richtung Systemintegration getan, der zur vollständigen Einbindung der Flexflow-Technologie in die Industrie-4.0-Welt führen soll. Seit Juni 2018 besteht die Möglichkeit, die Anzeige der Steuerung des Heißkanalsystems per VNC (Virtual Net Computing) auf dem Touchscreen der zugehörigen Spritzgießmaschine darzustellen und von dort aus die erforderlichen Einstellungen vorzunehmen. Dadurch kann der Einsatz eines zweiten Bildschirms entfallen, was den Arbeitsplatz ergonomisch optimiert und die Bedienung erleichtert.

Fakuma: Halle A2, Stand 2217

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