Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

LWB-Steinl: Technologie für Gummispritzgieß-Forschung

Dr.-Ing. Benjamin Klie (r.), Fachbereichsleiter am DIK übernimmt die Maschine vom Leiter der LWB-Anwendungstechnik Markus Zabel (M.) und LWB-Verkaufsingenieur Thomas Vodnansky. (Foto: LWB Steinl)

Dr.-Ing. Benjamin Klie (r.), Fachbereichsleiter am DIK übernimmt die Maschine vom Leiter der LWB-Anwendungstechnik Markus Zabel (M.) und LWB-Verkaufsingenieur Thomas Vodnansky. (Foto: LWB Steinl)

Die auf Spritzgießmaschinen zur Verarbeitung von Gummi- und thermoplastischen Elastomeren fokussierte LWB-Steinl GmbH, Altdorf, unterstützt seit vielen Jahren die universitäre Forschung durch die Bereitstellung von Maschinen – insbesondere für die Elastomerabteilung des IKV in Aachen und das DIK in Hannover. Beide Forschungseinrichtungen erhielten in diesem Jahr im Zuge ihres regelmäßigen Ausrüstungs-Updates je eine Vertikal-Spritzgießmaschine mit 3.000-kN-Holm-Schließeinheit und 2.000-cm³-FIFO-EFE-Spritzaggregat, die sie in die Lage versetzen, den aktuellen Stand der Technik in Forschung und Lehre einzusetzen.

Der Schwerpunkt des Angebotes von LWB-Steinl sind Maschinen mit vertikaler Schließeinheit, ausgehend von holmlosen C-Rahmen-Maschinen über Maschinen mit 4-Holm-Schließeinheit bis zur Steinl-spezifischen Plattenrahmen-Schließeinheit, letztere auch als Großmaschinen mit bis zu 20.000 kN Schließkraft. Ergänzt wird das Maschinenportfolio um Maschinen mit horizontaler Schließeinheit, deren Größenbereich von Maschinen für das Mikro-Spritzgießen bis in den Bereich mittelgroßer Schließkraft reicht. Darüber hinaus werden auch Pressen und in größerem Umfang Sondermaschinen für besondere Anwendungen angeboten. Eine Besonderheit des Steinl-Angebotes ist die zweistufige Kombination aus FIFO-Plastifizierung und Kolbeneinspritzung, die in unterschiedlichen Regelvarianten (EFE-System) in einem weiten Größenspektrum erhältlich ist.

Die sowohl vom IKV-Aachen als auch vom DIK-Hannover für deren Ausbildungs- und Forschungsbetrieb als passend angesehene Maschine ist eine VSEFE 3000/2000s P aus dem Vertikalmaschinenprogramm. VSEFE steht für eine Vertikal/Säulen-Schließeinheit in Kombination mit dem EFE-Gummi-Spritzaggregat und der neuen Flex-Evo-Maschinensteuerung. Mit einer Schließkraft von 3.000 kN und einem Einspritzvolumen von bis zu 2.000 cm³ sind Anforderungen des üblichen Versuchsbetriebs abgedeckt. Eine Kaskadensteuerung zur individuellen Ansteuerung der Kaltkanal-Anspritzdüsen und umfangreichen Entformungsfunktionen komplettieren den Ausrüstungsumfang.

Forschungsschwerpunkte Elastomer-Rheologie bei der Formfüllung und variotherme Werkzeugtemperierung

Unter der Leitung des zuständigen Projektleiters Dr.-Ing. Benjamin Klie soll die LWB-Maschine am DIK für Versuchsreihen zur Aufklärung der Abweichungen zwischen Vorhersage und Praxis bei der Formfüllung, insbesondere beim Einsatz von Mischungen mit einem hohen Füllstoffanteil, eingesetzt werden. Ziel des aktuellen Forschungsprojektes ist es, geeignete Methoden zur Charakterisierung von rheologischen Mischungseigenschaften zu entwickeln und zu evaluieren. Im Rahmen des geplanten Forschungsprojektes wird von den Möglichkeiten des LWB-EFE-Spritzgießsystems zur fein abgestuften Variation der Füllbedingungen ein wesentlicher Beitrag zur systematischen Erarbeitung alternativer Anwendungsbedingungen erwartet.

Das zweite Forschungsprojekt stellt die variotherme Werkzeugtemperierung zur Optimierung der Vernetzungsdichte-Verteilung in spritzgegossenen Elastomerformteilen in den Mittelpunkt. Ziel ist, über vorab definierte Heizzeiten eine homogene Vernetzungsdichte über das gesamte Materialvolumen zu erreichen. Dafür setzt das DIK auf der LWB-Spritzgießmaschine ein Isoform-Spritzgießwerkzeug ein, bei dem durch die thermische Isolation der Formkavität gegenüber der Stammform Temperaturänderungen in der Kavitätenoberfläche durch integrierte Sensoren schnell und prozesssicher erfasst und überwacht werden können. Dabei werden durch die konstruktiv deutlich verringerte Masse der Kavitäten stark verkürzte Ansprechzeiten der Temperaturführung möglich, die die Basis für neue Heizstrategien darstellen. Die Ziele dieser im Projekt erarbeiteten Heizstrategien sind neben der Verbesserung der Vernetzungshomogenität insbesondere die energetische Optimierung des Spritzgießprozesses. Als wesentlicher Teilaspekt innerhalb des Projektes wird zusätzlich auch der Einfluss einer gezielten thermischen Vorkonditionierung der Kautschukmischung auf die nachfolgende Prozessführung erforscht.

www.lwb-steinl.de
www.dikautschuk.de
www.ikv-aachen.de/forschung/forschungsbereiche/kautschuktechnologie/