Dass eine Produktion komplexer Gummiformteile nicht zwangsläufig nur mit hohem technischen Mitteleinsatz wirtschaftlich erfolgreich sein kann, zeigt ein Besuch beim slowenischen Autozulieferer Siliko. Die zusammen mit dem Gummi-Spritzgießmaschinen-Hersteller LWB-Steinl kreierten […]
Dass eine Produktion komplexer Gummiformteile nicht zwangsläufig nur mit hohem technischen Mitteleinsatz wirtschaftlich erfolgreich sein kann, zeigt ein Besuch beim slowenischen Autozulieferer Siliko. Die zusammen mit dem Gummi-Spritzgießmaschinen-Hersteller LWB-Steinl kreierten Produktionslösungen demonstrieren, dass „Weniger“ gleichzeitig „Mehr“ sein kann, vorausgesetzt, die handelnden Partner gehen mit der nötigen Kreativität ans Werk.
Autor: Dipl.-Ing. Reinhard Bauer, Freier Fachjournalist
Abb.1: Faltenbalg-Formteile sind ein zentraler Bereich der Siliko-Produktion. Ein wesentlicher Beitrag an der Entwicklung der diesbezüglichen Produktionslösungen stammt aus der Zusammenarbeit mit dem Maschinenlieferanten LWB-Steinl. Dafür stehen (v.l.) Matjaž Plesnik, Werksleiter von Siliko-Boštanj/Sevnica, Peter Vogl, LWB-Verkaufsingenieur für Mittel-/Osteuropa und der LWB-Vertreter für Slowenien Miran Briški. (Fotos: Bauer)
Das 1993 gegründete slowenische Privat-Unternehmen Siliko ist auf die Herstellung von Gummi-, Gummi/Kunststoff und Gummi/Metall-Formteilen aus NR, NBR, EPDM, SBR, VMQ, FPM, ECO, ACM fokussiert. Seit 2006 werden zusätzlich auch Formteile aus LSR, und TPE hergestellt, darüber hinaus in kleinerem Umfang auch aus thermoplastischen Kunststoffen. 2000 „lebende“ Artikel, überwiegend Automobilkomponenten, wie Kabeltüllen, Faltenbälge oder Profildichtungen für Ölwannen oder Ventildeckel sind das Kerngeschäft des solide wachsenden Unternehmens. Produziert wird überwiegend in Kleinserien von 10.000 bis 100.000 Stück. Dazu Werksleiter Matjaž Plesnik: „Wir sind in speziellen Nischen tätig, in denen der Erfolg in besonders hohem Maß von Flexibilität und Kreativität abhängt. Diese wird uns täglich abverlangt, um den wirtschaftlich richtigen Mix aus innovativem Teiledesign, fortschrittlicher Werkzeugtechnik, Automationsgrad und der richtigen Produktionsmaschine zu finden. Denn, in gleichem Maß, wie die Teilequalität in Konstruktionsbüro und Werkzeugbau bestimmt wird, entscheidet sich die Effizienz einer Produktion mit der richtigen Maschinenwahl und der Produktionsweise. Dies ganz besonders in unserem Fall, da wir in der Mehrzahl mit komplexen Formteilen in zahlreichen Varianten konfrontiert sind. Die entsprechend kleinen Produktionslose und die damit verbundenen oftmaligen Produktwechsel, schließen in der Regel aus wirtschaftlichen Gründen eine Roboteranwendung für das Teilehandling aus. Somit müssen wir mit der manuellen Formteil-Handhabung leben. Um dennoch effizient produzieren zu können, muss dies so hindernisfrei und ergonomisch günstig, wie nur möglich, vor sich gehen können. Die Suche nach dem dafür geeignetsten Maschinenkonzept führte uns letztendlich zu LWB-Steinl nach Landshut, insbesondere um deren Maschinen mit säulenloser Rahmen-Schließeinheit näher kennenzulernen.“
Effizienz-Vorteile durch „Rahmen“-Schließeinheiten
Dass eine Maschine mit säulenloser Schließeinheit besser, weil hindernisfrei, zugänglich ist, als das Pendant mit Säulen-Schließeinheit, liegt auf der Hand. Dies gilt sowohl für den Werkzeugwechsel, als auch für das Teilehandling, von der Bestückung mit Einlegeteilen, bis zur manuellen bzw. automatisierten Teileentnahme. In allen Fällen verkürzt der freie, dadurch schnellere Zugang unproduktive Stillstandszeiten. Dem entsprechend setzt Siliko in der Kleinteilefertigung überwiegend auf vertikale C-Rahmen-Maschinen.
Abb.2a+b: Die vertikalen LWB-Steinl Gummi-Spritzgießmaschinen mit Rahmen-Schließeinheit bieten durch ihre schmale Bauweise beste Zugänglichkeit zum Spritzgießwerkzeug und damit optimale Voraussetzungen zur manuellen Entformung von komplexen Gummi-Dichtungen. (Fotos: Bauer)
Welche Lösung für die Produktion von großen Elastomerteilen gemeinsam mit Siliko erarbeitet wurde, erläutert LWB-Vertriebsingenieur Peter Vogl mit einem Rückblick auf die diversen Projektausschreibungen: „Als es darum ging, zusammen mit Siliko die effizienteste Produktionslösung für die Fertigung großer Profildichtungen auszuarbeiten, haben wir mehrere Alternativen aus unserem umfassenden Typenprogramm erarbeitet und gegenübergestellt. Die Anforderung bestand darin, große Werkzeuge (Plattengröße 1200 x 500 mm) mit einem relativ kleinen Schließkraftbedarf (200 bis 300 Tonnen) aufspannen zu können. Die Forderung nach optimaler Zugänglichkeit stand umso mehr ganz oben auf der Agenda, da die im konkreten Fall sehr weichen und labilen Profildichtungen in Rechteckform entlang der gesamten Umfangslänge von 2600 mm manuell herausgelöst werden müssen. C-Rahmen-Maschinen kamen wegen der konzeptbestimmten Größenbeschränkung nicht in Frage. Somit galt es, die Möglichkeiten mit konventioneller Holm-Schließeinheit (VS-Baureihe) denen der Schließeinheit mit geschlossenem O-förmigen Rahmen (VR-Baureihe) gegenüber zu stellen. Mit der Holm-Schließeinheit landeten wir bei einer 800 Tonnen Schließeinheit (Typ VS 8000) mit einer Heizplattengröße von 1000 x 1200 mm um das spezifizierte Werkzeug aufnehmen zu können, zu groß um noch für eine Handentnahme in Frage zu kommen. Ganz anders stellte sich die Alternative auf Basis unserer VR-Baureihe mit säulenloser Rahmen-Schließeinheit dar. Dieses Maschinenkonzept bietet nicht nur die grundsätzlich bessere Zugänglichkeit zum Werkzeugbereich, sondern das konzeptbedingt große Potenzial zur flexiblen Größenvariation. So fiel es uns leicht, eine baulich schlanke Maschine mit großer Aufspannfläche, aber kleiner Schließkraft aus dem Standardprogramm abzuleiten, konkret die Type VREF 3200/1000. Sie verfügt über eine Schließkraft von 320 Tonnen bei einer Heizplattengröße von 1300 x 500 mm. Als Plastifiziereinheit wurde das bewährte LWB-Steinl EF-Aggregat mit einen Schussvolumen von 1000 cm³ vorgesehen.“
Abb.3a+b: Die LWB-Steinl Rahmen-Schließeinheit bietet durch ihre gute Zugänglichkeit optimale Voraussetzungen zur Kombination von Werkzeugen mit Entformungsvorrichtungen, hier am Beispiel eines 12-fach Faltentüllen-Werkzeugs, das von Siliko / Vrhnika entwickelt wurde. (Fotos: Bauer)
Bei der Präzisierung der Maschinen-Ausführung wurde für eine von unten schließende Ausführung mit zwei hydraulischen Schließmodulen und einem an der Bedienseite offenen Maschinengehäuse entschieden. Ein Lichtvorhang übernimmt die Absicherung des Arbeitsbereichs vor der Schließeinheit. Dies ermöglicht dem Maschinenbediener eine Arbeitsposition in unmittelbarer Nähe zum Werkzeugbereich und eine Manipulation mit minimal notwendiger Auskragung der Hände und damit minimaler Rückenbelastung. Der Arbeitsablauf kann auf diese Weise nicht nur weniger belastend, sondern auch schneller gestaltet werden, wodurch die Offenzeiten der Maschine zwischen zwei Spritzzyklen minimiert werden (Abb.2a+b). Die gute Zugänglichkeit zum Werkzeugbereich bietet darüber hinaus auch deutliches Verkürzungspotenzial beim Werkzeug- bzw. Kavitätenplatten-Wechsel. Zusätzlich bieten die VR-Maschinen durch ihren großzügig dimensionierten Einbauraum und die langen Hubbewegungen, auch Potenzial zur Aufnahme von Etagen-Werkzeugen mit zwei Produktebenen.
Kreative Automationslösungen möglich
Abb.4a-c: Die von Siliko realisierte Systemtechnik für die Klein- und Mittelserien-Produktion von Faltenbälgen sieht eine drehbare Kernträgerleiste vor, von der die Formteile außerhalb des Werkzeugs während der Vulkanisationszeit vom Maschinenbediener mit Druckluftunterstützung entformt werden. (Fotos: Bauer)
Das VR-Maschinenkonzept von LWB-Steinl hat sich nicht nur für die Großdichtungs-Produktion bewährt, sondern bietet auch für die Faltenbalg-Fertigung bemerkenswerte Vorteile. Die Basis dafür ist ein von Siliko entwickeltes Werkzeugkonzept, bei dem ein innovatives Wechselkern-System die Teileentformung außerhalb des Spritzgieß-werkzeugs, parallel zum Spritz- und Vulkanisationszyklus, ermöglicht (Abb. 3a+b). Dessen wesentliche Komponente ist eine schwenkbare Kernträger-Leiste mit jeweils gegenüber liegenden Formkern-Paaren. Die Kernleiste wird simultan mit dem Öffnungshub des Werkzeugs so weit angehoben, dass sie anschließend vom Maschinenbediener um 180° gedreht werden kann. Dadurch kommen die produzierten Faltentüllen zur Entformung außerhalb der Spritzgießform zu liegen, während gleichzeitig die Leerkerne in die Kavitäten eingesetzt werden. Nachdem das Werkzeug wieder geschlossen wurde, löst die Bedienperson parallel zum nächsten Spritzzyklus die Faltentüllen mit Druckluftunterstützung von den Kernen (Abb. 4a-c). Beim dargestellten Projekt wird die Maschinenkapazität mit einem 12-fach-Werkzeug voll genützt. Dies betrifft nicht nur die Platz- und Spritzkapazitäten, sondern auch das Zykluszeitpotenzial, denn die 12 Faltenbälge können, ohne Wartezeiten bei den Maschinenzeiten in Kauf nehmen zu müssen, entformt und bearbeitet werden. Matjaž Plesnik ergänzt: „Möglich wird die überlappende Arbeitsweise, da unser Werkzeugkonzept ein Handlinggerät zur Formteileentnahme in Form der Dreh- und Hebeleiste in das Spritzgießwerkzeug integriert, allerdings wird es nicht elektrisch angetrieben, sondern der Hub von der Maschine und die Drehbewegung vom Bediener. Es demonstriert das oft zitierte Prinzip: Weniger ist Mehr. Mit überschaubarem Investitionsaufwand konnten wir einen bemerkenswerten Zugewinn an Effizienz erzielen. Ermöglicht wurde dies nicht zuletzt durch die Rahmen-Schließeinheit der Steinl-Spritzgießmaschine, die den nötigen freien Schwenkraum für die Kernleiste bereit stellt. Wir werden dieses Maschinensystem auch in Zukunft für ähnlich gelagerte Projekte nutzen.“
Rundtischmaschine für die automatisierte Großserien-Produktion
Abb.5a+b: Großserien-Produktionszelle für TPE-Faltenbälge mit je zwei umspritzten Anschluss-Stücken aus PA-GF, bestehend aus einer LWB C-Rahmen-Maschine vom Typ VCKM 1000/380 mit 1200 mm Rundtisch und Thermoplast-Spritzeinheit. Die Entformung der Faltenbalg-Rohre aus TPE erfolgt in diesem Fall automatisch, das Einlegen der PA-Teile manuell. (Fotos: Bauer)
Doch Siliko ist nicht nur Anlaufadresse für Kleinserien-Aufträge von Spezialteilen, sondern man beherrscht auch die automatisierte Fertigungstechnik für Großserien. Dies demonstriert ein Projekt, das ebenfalls in enger Zusammenarbeit mit LWB-Steinl realisiert wurde. Es ist die Herstellung eines 2-Komponenten-Faltenbalgrohres aus TPE mit zwei umspritzten Rechteck-Anschlussstücken aus PA-GF.
Die dafür konzipierte Produktionszelle baut auf einer C-Rahmen-Maschine vom Typ VCKM 1000/380 mit 100 Tonnen Schließkraft, einem 1200 mm Rundtisch und einer 380 cm³ Thermoplast-Spritzeinheit auf. Produziert wird mit einem 4-fach Werkzeug mit zwei, auf dem Rundtisch aufgebauten, Werkzeugunterteilen. An der Bedienposition des Rundtisches entformen zwei Handlingvorrichtungen, die auf dem Maschinenrahmen angebaut sind die Faltenrohre mittels und Druckluft-Unterstützung und legen sie auf Förderbänder ab. Anschließend bestückt eine Bedienperson die Formkerne mit den PA-Teilen, die zum Umspritzen mit Hilfe des Rundtisches in die Spritzposition gedreht werden (Abb. 5a+b).
Resümee
„Eine Effizienz-Optimierung muss nicht ausschließlich auf die Automatisierung von Produktionsprozessen hinauslaufen.“ fasst Siliko-Werksleiter Matjaž Plesnik zusammen und ergänzt: „Wichtig ist der zweckmäßige Mittel-Einsatz. Das kann in einem Fall ein optimiertes Arbeitsumfeld in Kombination mit einer Bedienperson sein, im anderen Fall eine vollautomatisierte Produktionszelle. Entscheidend ist, dass unsere Technologiepartner die jeweils passenden Maschinen und Zusatzmodule anbieten können.“
LWB-Steinl
Das 1962 von Alfred Steinl gegründete Unternehmen beschäftigte sich von Anfang an mit Werkzeugen und Maschinen für die Gummiverarbeitung. Heute ist das nach wie vor von der Familie Steinl geführte Unternehmen einer der weltweit führenden Hersteller von Gummi-Spritzgießmaschinen. Das Produktportfolio umfasst die komplette Bandbreite an Gummi-Spritzgießmaschinen, von der vertikalen C-Rahmen-Maschine speziell für die Profil-Verbindung über vertikale 4-Säulen- oder Plattenrahmen-Maschinen, bis zu horizontalen Maschinen mit Säulen- und C-Rahmen Schließeinheit. Daneben sind auch so genannte Batch-off Anlagen für die Mischungskonfektion im Programm.
Aktuell beschäftigt das Unternehmen mit dem Stammsitz in Altdorf bei Landshut insgesamt rund 230 Mitarbeiter und stellt rund 500 Maschinen pro Jahr her. Zusätzlich zum Produktionsstandort in Deutschland wird seit 2009 ein Produktionswerk in China betrieben.
www.lwb-steinl.de
Siliko d.o.o.
Das Unternehmen Siliko geht auf die Privatinitiative von Janez Koprivec zurück, der 1984 mit einer selbst gebauten, vertikalen Gummi-Spritzgiessmaschine in Brezje bei Dobrava begann, parallel zu seinem regulären Arbeitsverhältnis in einem Staatsbetrieb Gummi-Formteile herzustellen. Nach der Gründung des slowenischen Staates im Jahr 1991 und der damit verbundenen wirtschaftlichen Öffnung nützte Janez Koprivec diese Möglichkeiten. Das Unternehmen begann rasch zu wachsen und wurde 1993 in die Siliko d.o.o. umgewandelt. 1995 wurde in Brezje bei Dobrava eine neue Spritzgiess-Produktion und ein Werkzeugbau errichtet.
Der nächste Wachstumsschritt war Übernahme eines Betriebsgebäudes in Boštanj/Sevnica im Jahr 2003. Es wurde zum zweiten Standort der Gummi- und Kunststoffteile-Produktion ausgebaut. 2013 verlegte Siliko die Unternehmenszentrale inklusive Entwicklungszentrum, Werkzeugbau und der Kleinserien-Produktion in einen Werksneubau in Vrhnika bei Ljubljana.
Heute ist Siliko nach wie vor in Familienbesitz und ist mit einem Jahresumsatz von 33 Mio. EUR (2013) und 230 Beschäftigten der bedeutendste Hersteller von technischen Gummi-Produkten in Slowenien. Das Angebot umfasst den gesamten Produktionsprozess, wobei die Formteilentwicklung und der Werkzeugbau einen wichtigen Schwerpunkt bilden. Dies versetzt Siliko in die Lage, nicht nur Produktions- sondern auch Entwicklungspartner zu sein. Hauptabnehmer sind Unternehmen der Automobilindustrie, sowie Haushaltsgeräte- und Sanitärkomponenten-Hersteller.
www.siliko.si
