Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

HRSflow: Hochwertige Oberflächen beim Kaskadenspritzgießen

Flexflow-Nadelverschluss-System mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen bei großflächigen Formteilen (Foto: HRSflow)

Flexflow-Nadelverschluss-System mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen bei großflächigen Formteilen (Foto: HRSflow)

Der italienische Heißkanalspezialist HRSflow, San Polo di Piave, stellt auf der Fakuma sein neues Flexflow-Nadelverschlusssystem mit Servomotor für hochwertige Class A-Oberflächen bei großflächigen Formteilen vor. Die speziell für das Kaskadenspritzgießen entwickelten, elektrisch angetriebenen Betätigungszylinder für Nadelverschlussdüsen erlauben das stufenweise, präzise gesteuerte und individuelle Öffnen und Schließen der Verschlussnadeln mit vorgewählten Geschwindigkeiten. Damit lassen sich Schmelzefluss und Volumenstrom in die Kavität exakt kontrollieren. Das Resultat ist ein optimierter Füllvorgang, bei dem aufgrund der sanften Öffnungs- und Schließweise der Nadeln der beim Kaskadenspritzgießen gefürchtete Druckabfall – und die damit einhergehenden Druckabfallmarkierungen – vermieden werden. Diese Markierungen, an Stoßfängern beispielsweise als matte Linie sichtbar, müssen nicht zwingend sofort zu erkennen sein. Vielfach treten diese optischen Defekte erst nach dem Lackieren auf.

Bedient wird das System über eine separate Steuereinheit. Aktuell können damit je nach Ausbaustufe bis zu 16 Heißkanaldüsen individuell angesteuert werden. Individuell deswegen, weil jede Heißkanaldüse mit einem eigenen Servomotor ausgestattet ist. Für jede dieser Düsen lassen sich maximal acht Verschlussnadelpositionen mit einer Genauigkeit von bis zu 0,01mm festlegen. Jede dieser Positionen kann mit einer individuellen Öffnungsgeschwindigkeit belegt werden. Darüber hinaus lassen sich die Verschlussnadeln natürlich noch manuell justieren.

Das Flexflow-System arbeitet präzise und reproduzierbar. Alle einmal festgelegten Einstelldaten lassen sich zusammen mit den sonstigen zu einem Werkzeug gehörenden Datensätzen speichern und nach einem Werkzeugwechsel wieder abrufen.

Über das Vermeiden von Druckabfallmarkierungen und den damit verbesserten optischen Eigenschaften der Bauteile hinaus, bietet das System zahlreiche weitere verfahrenstechnische Vorteile. So ermöglicht es einen gegenüber der konventionellen Kaskadenspritzgießtechnik homogeneren und überdies niedrigeren Nachdruckverlauf. Dadurch wird die Verzugsneigung der Formteile deutlich vermindert. Der geringere Druckbedarf wirkt sich zusätzlich auf den werkzeugspezifischen Schließkraftbedarf aus. So ergaben Untersuchungen mit einem seriennahen Spoiler-Werkzeug einen um bis zu 20 % geringeren Schließkraftbedarf. Damit ist es je nach Einzelfall denkbar, ein entsprechend ausgerüstetes Werkzeug auf eine kleinere Maschine aufzuspannen.

Aufgrund des verminderten Nachdruckprofils entfällt das bei der konventionellen Verfahrensweise vielfach zu beobachtende Überladen des Werkzeugs mit Schmelze. Abgesehen davon, dass mit einem zu hohen Nachdruck das Risiko einer Gradbildung einhergeht, belastet der hohe Druck auch die Werkzeuge. Das Flexflow-System entlastet hingegen die Werkzeuge, wirkt sich somit verschleißmindert aus, und es trägt zu Materialeinsparungen bei. Praxistests ergaben hier Einsparungen von bis zu 5 %.

Ein weiterer Pluspunkt der Flexflow-Systeme betrifft den Praxisbetrieb hinsichtlich einer sauberen Produktionsumgebung. „Dry-clean-save“ lässt sich dieser Aspekt beschreiben. Bedingt durch den elektromotorischen Antrieb der Verschlussnadeln entfallen zwangsläufig die sonst erforderlichen Hydraulik- oder Luftzylinder einschließlich der damit verbundenen Rohrleitungen. Auch die für konventionelle Heißkanal-Betätigungszylinder benötigen Kühlsysteme entfallen. Die wärmebeständigen Servoantriebe benötigen keine Kühlung. Sie lassen sich zudem bequem in die Aufspannplatte integrieren, über die genügend Wärme abgeführt wird. Die öl- und wasserfreien Systeme eignen sich dank ihrer Bauweise auch für den Einsatz in einer Reinraumumgebung.

Um die Möglichkeiten des FLEXflow-Systems in der Praxis zu demonstrieren, hat HRSflow ein serientaugliches Testwerkzeug für die Herstellung eines realen Spoilers (1.260 x 280 x 120mm; Material PP-EPDM 20 % Talk) gebaut. Das Werkzeug wurde mit einem 7fach-Heißkanalsystem ausgestattet. Zusätzlich wurden hinter den einzelnen Anspritzpunkten Druckaufnehmer integriert, um den Druckverlauf zu erfassen.

Mit dem Werkzeug kann sowohl das konventionelle Kaskadenspritzgießen als auch das Flexflow-System betrieben werden. Vergleichsuntersuchungen ergaben beim Einsatz des Flexflow-Systems einen gleichmäßigen Druckverlauf über den gesamten Zyklus bei einem verminderten Druckprofil, wobei die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Werkzeuginnendruck statt 100 bar nur 50 bar betrug. Zugleich wurde ein nahezu linearer Aufbau des Hydraulikdrucks der Schließeinheit beobachtet. Vor diesem Hintergrund ist das Flexflow-System besonders für große aber dünnwandige Bauteile wie Instrumententafelträger interessant.

www.hrsflow.com

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