Neues Verfahrenskonzept für 2K-Bauteile

Alles unter einem Hut

Kombination von Spritzgießen, Extrusion und Reaktionstechnik
Schematischer Aufbau der Fertigungszelle für Spritzgießen, Extrusion und reaktive Verarbeitungstechnik.
All in one: Bei einem neuen Verfahrenskonzept werden Extrusion, Spritzgießen sowie die reaktive Verarbeitung von Polyurethan in einer einzigen Fertigungszelle kombiniert.


Mit dieser Kombination unterschiedlicher Verarbeitungstechniken konnten deutlich verkürzte Zykluszeiten bei der Herstellung von Bauteilen mit integrierter Schwingungs- dämpfung erzielt werden. Auf der K 2007 im Oktober vergangenen Jahres wurde diese Kombi-Maschine diverser Verarbeitungsschritte von Krauss-Maffei vorgestellt. Dabei zeigte sich, dass mit dem Verfahren die elastischen Eigenschaften und hohen Rückstellwerte von Naturkautschuk und anderen Elastomeren mit einem neuartigen Vernetzungsschritt erreicht werden. Demonstriert wurde die Serienreife in Düsseldorf mit der vollautomatischen Fertigung eines praxisnahen 2K-Bauteils mit integrierter Schwingungsdämpfung, vergleichbar einer Drehmomentstütze.

Eine Minute Zykluszeit

Träger und Hülse zur Kraftaufnahme von besagtem Bauteil werden aus einem mit Glasfasern verstärkten PA (PA66-GF35) der BASF gefertigt. Anschließend wird die Hülse und der Träger mit einer dämpfenden Weichkomponente haftend verbunden. Als Material für die Dämpfungsschicht wird ein neuartiges Elastollan (TPU-X), ein thermoplastisches PUR von Elastogran, eingesetzt. Es wird während des Abkühlens nach der Formgebung vernetzt. Das gemeinsam von Krauss-Maffei und Elastogran entwickelte Verfahren soll die Zykluszeit für die Fertigung des gesamten Bauteils auf rund 60 Sekunden verkürzen.

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Dabei wird dann das Vernetzungsmittel als Prepolymer in flüssiger Form in die TPU-Schmelze eingebracht. Die relativ komplexe Aufgabe erledigt der Spritzgießcompounder, der die kontinuierliche Extrusion und das diskontinuierliche Spritzgießen miteinander verbindet. Der kontinuierlich arbeitende Extruder gewährleiste ein gleichmäßiges Einbringen des Vernetzungsmittels in die Schmelze und damit eine homogene Vermischung. Das plastifizierte und homogenisierte Material gelangt anschließend über eine beheizte Schmelzeleitung und einen Einspritzzylinder in das Spritzgießwerkzeug. Die Kombination der reproduzierbar beherrschten Prozesse Com- poundieren und Spritzgießen liefere Bauteile mit konstanter Qualität über den gesamten Produktionszeitraum mit den aus der Spritzgießtechnik bekannten, geringen Abweichungen. Komme hinzu, dass die thermoplastische Verarbeitung der Materialien den Einsatz moderner Werkzeug- und Heißkanaltechnik erlaube und gratfreie und angusslose Bauteile liefere.

2K-Bauteile vom Drehteller

Das aufgeschmolzene PA wird von einem modularen Beistellaggregat, das in L-Stellung installiert ist, in das Werkzeug eingebracht. Das 2K-Bauteil wird dabei mit einem 4-Takt-Drehtellerwerkzeug mit Heißkanal gefertigt. Im ersten Takt werden der Träger und die Hülse aus Polyamid hergestellt. Im zweiten Takt wird die Hülse mit einem sternförmigen Verbindungselement aus dem TPU-X umspritzt, dessen Hohlräume im dritten Schritt wiederum mit TPU-X ausgefüllt werden. Der zweistufige Eintrag des thermoplastischen PUR verkürze die Zykluszeit bei dickwandigen Bauteilen. Die Bauteilentnahme im vierten Schritt schließlich erfolgt bei geschlossenem Werkzeug. Das Werkzeug ist so ausgeführt, dass ein im Lieferumfang integrierter Roboter in die vierte Station einfahren kann und das Bauteil entnimmt, während das Werkzeug geschlossen ist. Dies erhöhe die Produktivität der Anlage, da während der Entnahme in den anderen Stationen Material verarbeitet werden kann. Ausdrücklich hingewiesen wurde während der praktischen Vorführung in Düsseldorf darauf, dass im Gegensatz zu anderen reaktiven Systemen für die Entformung kein Formtrennmittel erforderlich ist.

Der während der Messe eingesetzte Linearroboter vom Typ LR-S, der in Längsachse der Maschine installiert ist, entnimmt die fertigen Bauteile und legt sie auf einem Kühlförderband ab. Dieses befindet sich innerhalb der Schutzeinhausung hinter der beweglichen Werkzeugplatte. Die Zwei-Platten-Technik der ausgewählten Spritzgießmaschine ermögliche besonders platzsparende Automationslösungen mit optimalem Produktionsfluss. Da der Roboter sich innerhalb der Schutzeinhausung bewegt, sei auch keine weitere Absicherung notwendig. Falls jedoch weitere Unterlagen notwendig sein sollten, halten Sie sich bitte an nachstehendes Stichwort und entsprechende Kennziffer (oder gleich ans Internet).

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