Barrierefreier Werkzeugraum, kompakte Fertigungszellen und eine hohe Innovationskraft: Auf der Fakuma in Friedrichshafen feiert die Engel Austria GmbH, Schwertberg (Österreich), das Jubiläum 25 Jahre Holmlostechnik. Mit zahlreichen innovativen Anwendungen macht […]
Barrierefreier Werkzeugraum, kompakte Fertigungszellen und eine hohe Innovationskraft: Auf der Fakuma in Friedrichshafen feiert die Engel Austria GmbH, Schwertberg (Österreich), das Jubiläum 25 Jahre Holmlostechnik. Mit zahlreichen innovativen Anwendungen macht der Spritzgießmaschinenbauer auf der Messe deutlich, dass holmlose Maschinen bis heute und auch in der Zukunft die hohen Anforderungen an Effizienz und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Die neue holmlose und vollelektrische E-Motion 50 TL kommt zu ihrer Weltpremiere nach Friedrichshafen. Weitere Neuheiten an den Engel-Messeständen sind unter anderem die doppelte Technologieintegration und der geregelte Temperierwasserverteiler E-Flomo.
25 Jahre Engel Holmlostechnik
Auf der Fakuma feiert Engel das 25-jährige Jubiläum der Holmlostechnik. Mehr als 60.000 holmlose Spritzgießmaschinen sind weltweit im Einsatz. (Foto: Engel)
‚Die Schließeinheit einer Spritzgießmaschine hat vier Holme.’ – Seit der Entwicklung der ersten Einschneckenspritzgießmaschine im Jahr 1956 galt dieses Konstruktionsprinzip als unverrückbarer Grundsatz. Als Engel auf der Kunststoffmesse K 1989 in Düsseldorf eine holmlose Maschine präsentierte, wurde die Innovation der Oberösterreicher bestaunt, von manchen Seiten auch belächelt und es gab viele Argumente dagegen. Heute – 25 Jahre später – gehören die holmlosen Spritzgießmaschinen zu den größten Umsatzträgern von Engel. Mehr als 60.000 Holmlos-Maschinen wurden weltweit geliefert und belegen den Erfolg dieses Konstruktionsprinzips. Wie keine andere Bauart werden die Maschinen mit den großen Aufspannflächen und der freien Zugänglichkeit zum Werkzeugraum den Anforderungen an eine hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit in der Spritzgießfertigung gerecht. Mit einer Sonderpräsentation im Foyer Ost feiert Engel diese Erfolgsgeschichte auf der Fakuma 2014.
Eine Spritzgießmaschine Victory 330/80 tech – ausgestattet mit der energieeffizienten Antriebstechnik Ecodrive und der neuen Steuerung CC300 – wird Fittings für Ablaufsysteme produzieren – eine Anwendung, die die Vorteile der Holmlostechnik ausnutzt. Mit seinen großen Kernzügen bringt es das Werkzeug, das von ifw-Kunststofftechnik, Micheldorf (Österreich) zur Verfügung gestellt wird, auf beachtliche Maße und dennoch lässt es sich auf der 800-kN-Maschine bequem und schnell montieren. „Beim Einsatz einer klassischen Holmmaschine wäre eine größere Maschine mit einer Schließkraft von mindestens 1.500 kN notwendig, damit das voluminöse Werkzeug in die Maschine passt. Zusätzlich müssten zum Rüsten entweder ein Holm gezogen oder zeitaufwändig Kernzüge demontiert werden“, so Franz Pressl, Produktmanager für die holmlosen Victory-Spritzgießmaschinen. Da bei der Victory keine Holme stören, können die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausgenutzt werden. Sehr große Werkzeuge passen auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen. „Damit steigt die Gesamteffizienz“, so Pressl. „Kleinere Maschinen benötigen weniger Energie und vor allem weniger Stellfläche.“
Insbesondere für die Herstellung großer, dreidimensional anspruchsvoller Bauteile bieten die Holmlosmaschinen Vorteile, aber auch für Mehrkomponentenanwendungen oder beim Einsatz von Vielkavitätenwerkzeugen. „Der Kostendruck führt dazu, dass in vielen Bereichen die Kavitätenzahlen steigen und die Werkzeuge größer werden. Im Vergleich zur Werkzeuggröße bleibt aber bei der Produktion von technischen Teilen der tatsächliche Schließkraftbedarf relativ gering“, macht Pressl deutlich. „Mit der Holmlostechnik können wir somit durch den Einsatz kleinerer Maschinen die Kostenspirale umkehren und für eine höhere Wettbewerbsfähigkeit der Kunststoffverarbeiter sorgen. Damit trifft die Holmlostechnik auch in ihrem 25. Jahr den Nerv der Zeit.“
Höhere Produktivität pro Quadratmeter Fertigungsfläche
Auf kompakter Fläche kombiniert die E-Motion 50 TL die vollelektrische Antriebstechnik mit einer holmlosen Schließeinheit. Ihre hohe Präzision wird die neue Maschine während der Messe mit der Herstellung von Steckergehäusen unter Beweis stellen. (Foto: Engel)
Die neue holmlose und vollelektrische E-Motion 50 TL wird im Ausstellungsbereich Teletronics auf dem Engel-Messestand in einem 2-fach-Werkzeug 15-polige Steckergehäuse aus glasfaserverstärktem PBT/ASA fertigen. „Der Trend geht zu einer immer höheren Produktivität pro Quadratmeter Fertigungsfläche“, betont Heinz Rasinger, Leiter der Business Unit Teletronics. „In der Elektronikindustrie kommen außerdem extrem hohe Anforderungen an die Präzision hinzu.“ Die 15 Kontaktstifte sitzen im fertigen Stecker sehr eng, entsprechend filigran ist die abzuformende Gitterstruktur mit Wanddicken und Kantenlängen im Bereich weniger Mikrometer. Vollelektrische Maschinen sind in diesem Marktsegment Standard. Um hier besonders kompakte Fertigungszellen zu erzielen, verbindet Engel mit der Kleinmaschinenreihe E-Motion TL die vollelektrische Antriebstechnik mit einer holmlosen Schließeinheit.
Nachdem auf der K 2013 die E-Motion TL zunächst mit einer Schließkraft von 300 kN vorgestellt wurde, erweitert Engel zur Fakuma 2014 diese neue Baureihe nach oben um eine 500-kN-Variante. Wie bereits die kleinere Ausführung zeichnet sich die neue E-Motion 50 TL durch einen einteiligen Maschinenrahmen aus, der die Spritzgießmaschine leichter und kürzer macht als vergleichbare vollelektrische Maschinen anderer Bauarten. Gleichzeitig gewährleistet die Konstruktion eine hohe Plattenparallelität sowie eine gleichmäßige Schließkraftverteilung.
„Die kleinen vollelektrischen E-Motion TL Maschinen sind der beste Beweis dafür, dass das Konzept der holmlosen Spritzgießmaschinen auch nach 25 Jahren noch Raum für Innovationen bietet“, so Rasinger. „Für die Elektronikindustrie sehen wir ein großes Potenzial für holmlose Spritzgießmaschinen.“ Viele Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel Steckergehäuse, sind dreidimensional anspruchsvolle Bauteile. Sie erfordern sperrige Werkzeuge mit Schiebern und Kernzügen, aber aufgrund der eher kleinen projizierten Bauteilflächen nur eine vergleichsweise geringe Schließkraft. Da sich die Werkzeugaufspannflächen der holmlosen Maschinen bis an den Rand voll ausnutzen lassen, kann in vielen Anwendungen eine kleinere Maschine eingesetzt werden, als es die Werkzeugmaße herkömmlich erfordern würden. Auf diese Weise lässt sich die Produktivität pro Quadratmeter Fertigungsfläche steigern.
Automotive: Technologieintegration eröffnet neue Qualitätshorizonte
Auf einer Duo Großmaschine integriert Engel gleich zwei Prozesstechnologien auf einmal: Foammelt und Variomelt. Das Ergebnis sind sehr hochwertige Oberflächen bei einer präzisen Wiedergabe von Feinstrukturen. (Foto: Engel)
Prozessintegration ist schon lange ein Trend, der zu mehr Effizienz, Sicherheit und Qualität führt. Inzwischen muss dieser Trend diversifiziert betrachtet werden. Es geht nicht mehr alleine darum, dem Spritzguss vor- oder nachgelagerte Prozessschritte zu integrieren, sondern auch unterschiedliche Prozesstechnologien miteinander zu kombinieren. Für die Herstellung von Mittelkonsolenkomponenten aus PC-ABS vereint Engel an seinem Messestand auf einer Spritzgießmaschine Duo 2550/550 mit integriertem Roboter Viper 20 zwei Technologien: Foammelt, das von Trexel, Wilmington (USA), entwickelte Mucell-Schaumspritzgießen, und Variomelt, das variotherme Spritzgießverfahren. „Erstmalig können wir damit Dünnwandteile mit einer sehr hochwertigen Oberfläche und gleichzeitig exzellenten Wiedergabe von Feinstrukturen in einem einzigen Spritzgießschritt herstellen“, betont Franz Füreder, Leiter der Business Unit Automotive von Engel.
Um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieser Verfahrenskombination zu demonstrieren, besitzt das Musterteil unterschiedliche Wanddicken und Oberflächenstrukturen. Das Werkzeug für die variotherme Prozessführung wird von Roctool, Le Bourget du Lac (Frankreich), zur Verfügung gestellt. Dank Foammelt wird die Kavität inklusive der Hinterschnitte vollständig gefüllt, und nach dem Abkühlen weist das Bauteil keine Einfallstellen auf. Gleichzeitig sorgt die variotherme Temperaturführung für eine Hochglanzoptik. Außer für Interieur-Anwendungen im Automobil eröffnet die Integration von Foammelt und Variomelt auch in den Bereichen Weiße Ware und Haushaltswaren neue Effizienz- und Qualitätshorizonte.
Die Duo-Spritzgießmaschine präsentiert sich auf der Fakuma 2014 erstmalig im neuen Design. Der Anwender profitiert vor allem von einem Plus an Ergonomie durch die niedrigere Bedienhöhe und dem verbesserten Zugang zum Werkzeug- und Düsenbereich. Weitere Merkmale der neuen Maschinengeneration sind die Rollenschienenführung für die bewegliche Aufspannplatte, eine energieoptimierte Formbewegung und ein sehr sauberer Werkzeugbereich durch den Verzicht auf eine Zentralschmierung.
Zur Fakuma 2014 präsentieren sich die Viper Linearroboter schneller, flexibler, kompakter, energieeffizienter und komfortabler in der Bedienung. Das neue 7“-Touch-Handbediengerät C70 ist eines der leichtesten am Markt. (Foto: Engel)
Auch die Viper-Linearroboter wurden zur Fakuma technisch überarbeitet und an die neue Steuerung CC300 der Spritzgießmaschinen angepasst. Dank des Updates sind die Roboter jetzt schneller, flexibler, kompakter, energieeffizienter und komfortabler in der Bedienung. Sie sind bereits im Standard mit dem Antriebspaket Multidynamic ausgestattet, das die bisherigen Pakete Load, Regular und Speed vereint. Außerdem ersetzt das neue 7“-Touch-Handbediengerät C70 das bisherige C35- und C100- Terminal. Mit einem Gewicht von 950 g ist das C70 eines der leichtesten Handbediengeräte seiner Größe am Markt. Die Darstellung der Roboterseiten ist an das neue Design der Maschinensteuerung angepasst. Dies gewährleistet eine durchgängige Bedienphilosophie und einheitliche Darstellung. Alle Robotereinstellungen können am Handbediengerät sowie am Bedienpanel der Spritzgießmaschine vorgenommen werden. Umgekehrt werden auch wichtige Einstellparameter der Spritzgießmaschine zusätzlich am C70 angezeigt.
Packaging: Vollelektrisch für höchste Leistungen
Vollelektrische E-Motion Maschinen finden immer häufiger für Hochleistungsapplikationen in der Verpackungsindustrie Einsatz. Auf der Fakuma fertigt eine E-Motion 440/160 mit integriertem In-Mould-Labeling 500-ml-Lebensmittelcontainer. (Foto: Engel)
Mit einer vollelektrischen Spritzgießmaschine präsentiert sich die Business Unit Packaging in Friedrichshafen. Auf einer E-Motion 440/160 werden in einem 2-fach-Werkzeug von Glaroform, Näfels (Schweiz), 500-ml-Lebensmittelcontainer produziert. Die Verpackungen werden mittels In-Mould-Labeling (IML) dekoriert. Hierfür arbeitet Engel mit seinem Partner Beck Automation, Oberengstringen, (Schweiz), zusammen.
„Die konsequente Weiterentwicklung der E-Motion Baureihe etabliert diese Maschinen zunehmend im Bereich der Hochleistungsanwendungen in der Verpackungsindustrie“, sagt Kurt Hell, Verkaufsleiter Packaging. Die jüngste Maschinengeneration erreicht Zykluszeiten von deutlich unter 3 s und Einspritzgeschwindigkeiten von mehr als 500 mm/s und verbindet dabei hohe Leistung mit hoher Energieeffizienz. Das geschlossene System für Kniehebel und Spindel stellt jederzeit eine gute und saubere Schmierung aller bewegten Maschinenkomponenten sicher. Dies macht die E-Motion auch in regulierten Fertigungsbereichen – zum Beispiel bei der Herstellung von Lebensmittelverpackungen – zum geeigneten Maschinentyp.
Medical: Prozessintegration mit Sicherheit
In nur einem Arbeitsschritt fertigt Engel auf der Fakuma Tropfkammern mit integriertem Filter. Die holmlose E-Victory combi Maschine verarbeitet dafür drei verschiedene Rohmaterialien. (Foto: Engel)
Im Ausstellungsbereich Medical produziert Engel auf der Fakuma Tropfkammern für Bluttransfusionen mit eingelegtem Filter. Für diesen hochintegrierten Fertigungsprozess kommt eine E-Victory 310H/80W/50V 160 combi Dreikomponenten-Spritzgießmaschine mit Ecodrive und in Reinraumausführung zum Einsatz. Die Kammern der Tropfkammern bestehen aus einer ABS- und einer PP-Komponente, die in einem Arbeitsschritt spritzgegossen, mit dem Filter montiert und durch Umspritzen mit einem weiteren Polypropylen gefügt werden. Dieser hohe Integrationsgrad sorgt für einen Effizienzschub in der Herstellung von Mehrkomponentenhohlkörpern mit Inlays. Herkömmlich werden die zwei Hohlkörperkomponenten einzeln spritzgegossen und erst in nachfolgenden Prozessschritten mit dem Inlay montiert und verklebt. „Tropfkammern sind Massenprodukte, die sich trotz höchster Anforderungen an die Produktsicherheit und Hygiene wirtschaftlich herstellen lassen müssen“, macht Christoph Lhota, Leiter der Business Unit Medical die Bedeutung dieser Innovation deutlich. „Wir sehen auch in anderen Branchen Potenzial für dieses innovative One-Shot-Verfahren, zum Beispiel im Bereich Automotive für die Herstellung von Kraftstofffiltern.“
Eine wichtige Voraussetzung für die Realisierung des neuen Prozesses ist die servoelektrische Antriebstechnik für alle Bewegungen des Indexplattenwerkzeugs, die die synchrone Steuerung voneinander unabhängiger Bewegungen ermöglicht. Werkzeugbaupartner für diese Anwendung ist Hack Formenbau, Kirchheim.
Ein Easix-Mehrachsroboter ist ebenso in die Fertigungszelle integriert wir ein System zur 100-Prozent-Qualitätskontrolle. Die Tropfkammern werden unmittelbar nach dem Spritzguss auf ihre Dichtheit überprüft.
Technical Moulding: LIM-Mehrkomponentenprozesse effizient beherrschen
Mehrkomponentenprozesse mit Flüssigsilikon sicher beherrschen: Im Ausstellungsbereich Technical Moulding demonstriert Engel die Spritzgießherstellung von Sensorgehäusen mit integrierter Dichtung. (Foto: Engel)
Vollautomatisch, nacharbeitsfrei, abfallfrei und gratarm – so lauten die wichtigsten Anforderungen bei der Verarbeitung von Flüssigsilikon (LSR). Dass die Systemlösungen von Engel nicht nur diese Vorgaben erfüllen, sondern darüber hinaus auch LIM-Mehrkomponentenprozesse sicher und effizient beherrschen, stellt eine E-Victory 200H/80W/120 combi Spritzgießmaschine – automatisiert mit einem Viper 20 Linearroboter – eindrucksvoll unter Beweis. In einem Werkzeug von ACH Solution, Fischlham (Österreich), werden Sensorgehäuse für die Durchflussmessung mit integrierter Dichtung gefertigt. „Durch die Verwendung servogetriebener Spritzaggregate gewährleisten wir höchste Präzision“, so Leopold Praher, Verkaufsleiter Elast/LIM-Maschinen. „Üblicherweise erfordert der LSR-Bereich bei sehr kleinen Spritzvolumina hierfür Sonderlösungen. Wir decken das mit einem Standardaggregat ab.“ Die hier eingesetzte und von Engel entwickelte und patentierte Software IQ Weight Control erkennt während des Einspritzprozesses Schwankungen der Schmelzemenge und gleicht diese umgehend während des aktuellen Einspritzvorgangs automatisch aus.
Auch die Holmlostechnik der E-Victory Maschine trägt in dieser Anwendung entscheidend zu einer hohen Prozesskonstanz bei. Der patentierte Force-Divider sorgt für eine über die gesamte Aufspannfläche gleichmäßig verteilte Krafteinleitung in das Werkzeug. Damit werden sowohl die außen- als auch die innenliegenden Kavitäten mit exakt gleicher Kraft zugehalten, was den Werkzeugverschleiß deutlich reduziert und die Produktqualität steigert. Zudem ermöglicht der freie Zugang zum Werkzeugraum der Holmlosmaschine optimierte Automatisierungskonzepte.
Geregelte Verhältnisse
Der neue Temperierwasserverteiler E-Flomo besitzt elektrische Regelventile. Er ermöglicht die vollautomatische Einstellung der Durchflussmengen und hält diese auch bei schwankendem Wasserdruck über den gesamten Produktionszeitraum konstant. (Foto: Engel)
Seinen Serviceprodukten und Optimierungstools widmet der Maschinebauer auf der Fakuma unter dem Namen Engel plus einen eigenen Ausstellungsbereich. Top-Thema ist dort die intelligente Werkzeugtemperierung. „Die Werkzeugtemperierung hat erheblichen Einfluss auf die Produktivität des Fertigungsprozesses und die Bauteilqualität, dennoch wird ihr meist zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt“, macht Wolfgang Degwerth Leiter Customer Service Division, deutlich. Mit der Entwicklung von Flomo im Jahr 2010 hat Engel einen Umdenkprozess in Gang gesetzt. Das maschinenintegrierbare, kompakte und manuell einstellbare Temperierwasserverteilersystem mit elektronischer Überwachung erhöht die Prozesssicherheit und vereinfacht die Prozessoptimierung – bis heute in mehr als 1.000 Neumaschinen. Zur Fakuma 2014 vollzieht Engel nun den Schritt von der Prozessüberwachung zur Prozessregelung. Die Neuentwicklung E-Flomo besitzt elektrische Regelventile und ermöglicht die vollautomatische Einstellung und Regelung der Durchflussmengen, was während der Messe live demonstriert wird. „E-Flomo hält die Temperierverhältnisse im Werkzeug auch bei schwankendem Wasserdruck über den gesamten Produktionszeitraum konstant“, so Degwerth „Das Ergebnis sind ein Mehr an Effizienz und Prozesssicherheit und eine konstant hohe Produktqualität.“
Auch bei Partner präsent
Die grünen Engel-Maschinen und -Systemlösungen sind auf der Fakuma 2014 nicht nur auf den eigenen Messeständen des Maschinenbauers zu entdecken. Sieben Partnerunternehmen präsentieren ihre Messeinnovationen auf Engel-Anlagen, darunter das Kunststoff-Institut Lüdenscheid, Ehlebracht Kunststoff-Technik und ROS.
Holmlos produziert das Kunststoff-Institut Lüdenscheid an seinem Messestand in Halle A5, Stand 5312. Für die Herstellung von Visitenkartenboxen im TSG-Verfahren kommt eine Victory 200/50 spex Spritzgießmaschine zum Einsatz. Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid präsentiert anhand dieser Anwendung ein passives Greenmold-Konzept, das ohne zusätzliche aktive Heizquelle auskommt und bereits bei einer Werkzeugwandtemperatur von ca. 60 °C die Schlierenbildung vollständig unterdrücken kann. Greenmold ist ein selbstregulierendes System für die variotherme Prozessführung, das eine hohe Energieeffizienz mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität der Bauteile vereint.
Anhand einer Victory 200/50 Spritzgießmaschine demonstriert die Ehlebracht Kunststoff-Technik mit Stammsitz in Enger in Halle A1, Stand 1205, die wirtschaftliche Herstellung von oberflächenveredelten Kunststoffkomponenten. Gemeinsam mit den Partnerausstellern Pi4_robotics, Berlin, und Impact Coatings, Linköping (Schweden), wird gezeigt, wie sich Spritzgießprozess, Oberflächenveredelung und Handhabung inklusive Qualitätssicherung effizient und platzsparend integrierten lassen. In einem verketteten Prozess werden dreidimensional anspruchsvolle Musterteile gefertigt. Nach dem Spritzgießen entnimmt ein Viper Roboter die Kunststoffkomponenten und legt sie auf einem Förderband ab. Dort erfolgt die Übergabe an einen humanoiden Roboter vom Typ Pi4_workerbot von Pi4_robotics mit integriertem visuellen Inspektionssystem. Nach einer ersten Qualitätsprüfung legt der Roboter die Teile in die Plasticoater 200 PVD-Beschichtungsanlage von Impact Coatings ein, wo die Kunststoffkomponenten eine Chrom-Beschichtung erhalten. Nach der Entnahme durch den humanoiden Roboter erfolgt eine erneute Qualitätsprüfung, bevor die Fertigprodukte – ebenfalls automatisiert – auf einem Verpackungstray platziert werden. Mit der Inline-Beschichtung erreicht die hochintegrierte Fertigungszelle eine neue Effizienzklasse bei der Herstellung metallisierter Kunststoffprodukte und trägt dazu bei, das Risiko im Umgang mit Chromverbindungen zu reduzieren.
Bei ROS – Stammsitz ist in Coburg – steht die präzise Abformung einer komplexen Bauteilgeometrie im Fokus. Auf einer vollelektrischen E-Motion 200/110 Spritzgießmaschine mit integriertem Viper 12 Roboter werden in Halle A5, Stand 5104, Flügelräder für den Einsatz in Kühlmittelpumpen im Automobil gefertigt. Ziel bei der Entwicklung dieses Bauteils, das 2013 den Tecpart Innovationspreis erhielt, war es, bei sehr kleinen Bauteilabmessungen eine hohe Förderleistung zu erzielen. Um die extremen Hinterschnitte entformen zu können, wurden verschiedene Techniken miteinander kombiniert. Unter anderem folgen die Schieber zwei überlagerten Kreisbahnen.
Sonderpräsentation 25 Jahre Engel Holmlostechnik: Foyer Ost, Stand FO-03
