Interieur für das Auto

Hochwertig spritzgießen

Prozessstabilität – sie ist erforderlich, um hohe Stückzahlen bei sicherer Einhaltung der Qualität zu ermöglichen. Die Maschinenfunktion Adaptive Process Control (APC) soll das beim Verarbeiter KH Foliotec in der Fertigung hochwertiger Interieur-Bauteile mit In-Mold-Labelling (IML) sicherstellen.

Klavierlack mit Kratzfestbeschichtung: Radio-/CD-Blende mit IML-Dekorierung, produziert auf einer CXZ500-2000/750. (Bild: Foliotec)

Man könnte meinen, dass der Spritzgießprozess besonders zuverlässig und stabil funktioniert, wenn die optimalen Maschinenparameter gefunden sind und danach nicht mehr verändert werden. Doch auf die Qualität der produzierten Teile wirkt eine Vielzahl von Faktoren ein. Maschinen- und werkzeugseitig sind Temperaturen und Bewegungen zu nennen, beim Material können es Viskositätsschwankungen zwischen einzelnen Chargen sein, unterschiedliche Beimengungen an Rezyklat oder der Feuchtegehalt des Granulats. Besonders gravierend sind Unterbrechungen im Produktionszyklus. Die Schmelze verbleibt dann länger in der Maschine als üblich und wird in der Regel dünnflüssiger. Die Maschinenparameter stimmen nicht mehr, denn die Kavität füllt sich leichter – und wird typischerweise überfüllt. Folgen sind ein zu hohes Teilegewicht und Abweichungen geometrische Abweichungen.

Die Maschinenfunktion APC von Kraussmaffei soll diese Schwankungen im Spritzgießprozess ausgleichen, indem über eine Online-Messung der Schmelzeviskosität der Umschaltzeitpunkt zwischen Druck und Nachdruck bei jedem Schuss angepasst, also ständig verändert wird.

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Das Unternehmen KH Foliotec mit Sitz im oberfränkischen Sparneck fertigt für die Automobilbranche anspruchsvolle Oberflächen-Teile im In-Mold-Labelling-Verfahren und hat Spritzgießmaschinen von Kraussmaffei mit APC nachgerüstet. Auf einer Maschine des Typs CXZ 500-2000/750 entsteht nun eine Zweikomponenten-Radio-Bedienblende in einem 1+1-Werkzeug. Zunächst wird die grautransparente PC-Komponente für das Display gespritzt, das Werkzeug dreht sich und im zweiten Schritt folgt in der einen Kavität schwarzes PC-ABS für den Gehäusekörper, während in der anderen schon das nächste Display gefüllt wird. Alles vollzieht sich im Rücken einer ins Werkzeug eingelegten schwarz dekorierten PC-Folie mit Kratzfestbeschichtung. Ihre glasartige Oberfläche macht es nötig, das Werkzeug pro Schicht mehrfach zu reinigen, um Partikel zu entfernen. Trotz dieser Unterbrechungen im Produktionsablauf und den daraus resultierenden Schwankungen sorg die APC-Funktionalität dafür, dass nach dem Anfahren sofort wieder optimale Produktqualität erreicht werde. Gegenüber dem Betrieb mit einem festen Umschaltpunkt sei bei aktiviertem APC die Standardabweichungen der Formteilmassen (über 24 Stunden Laufzeit) von 0,16 Gramm auf 0,03 Gramm gesenkt worden. Damit sei die Verwurfrate in der Serienproduktion bei KH Foliotec deutlich gesenkt worden.

Dabei weist die IML-Fertigung eine weitere Besonderheit bei der Temperatursteuerung des Prozesses auf: Fährt man das Werkzeug auf Betriebstemperatur und legt eine IML-Folie ein, bildet diese einen Isolator – auf ihrer Rückseite ist es kälter. Trifft der heiße Kunststoff dort auf, härtet er schneller aus als gewünscht, was die Verzugsneigung im fertigen Kunststoffteil verstärken kann. Eine Möglichkeit wäre, die Werkzeugtemperatur zu erhöhen. Dies jedoch möchte man bei IML-Anwendungen vermeiden, denn je mehr die Folie im Werkzeug erhitzt wird, desto fließfähiger wird auch die im Siebdruck rückseitig aufgebrachte Farbschicht. Im Anspritzbereich kann das dazu führen, dass der einströmende Kunststoff einen Teil der Farbe abspült und es zu kreisförmigen Auswaschungen kommt. Mit APC lasse sich die Verzugsneigung des Teils beeinflussen, ohne die Werkzeugtemperatur erhöhen zu müssen.

Ausschussrate deutlich gesenkt

Der Wertschöpfungsanteil an IML-Teilen betrage für das Bedrucken und das miteinander kombinierte Verformen und Stanzen jeweils etwa 25 Prozent. Bei beiden Produktionsschritten liegt die übliche Ausschussrate im niedrigen einstelligen Bereich. Der folgende Spritzgießvorgang liefert die fehlenden 50 Prozent der Wertschöpfung, birgt aber gleichzeitig die höchsten Risiken für das Gesamtteil, denn bei Schwarz-Hochglanz-Optiken kann die Ausschussrate bis 30 Prozent erreichen. Bei jedem fehlerhaften IML-Bauteil, dessen Wert mitunter mehr als zehn Euro beträgt, wird also auch die vorher im Drucken und Verformen geleistete Wertschöpfung vernichtet. Hersteller von hochwertigen IML-Bauteilen haben somit ein besonders hohes Interesse daran, den Spritzgießprozess stabil zu halten.

Mit APC werde der Einrichter an die Maschine nicht überflüssig, sondern erhalte wertvolle Unterstützung, um Fehlerquellen zu reduzieren und dadurch eine bessere Teilequalität zu erzielen.

KH Foliotec mit Sitz in Sparneck / Nordbayern ist ein Spezialist für In Mold Labelling und fertigt mit rund 350 Mitarbeitern hochwertige Bauteile für den Autoinnenraum. Das Unternehmen ist Teil der KH-Gruppe, die mit 1700 Mitarbeitern an fünf Standorten in Deutschland, Tschechien, China und Mexiko produziert.

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