Auf der K 2013 stellt Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery zwei maschinentechnische Neuheiten vor: eine Systec SP, eine Verpackungsmaschine auf Basis der langjährig bewährten Systec-Plattform, und eine voll automatisierte IML/IMD-Produktionszelle, […]
Ein IML-dekorierter 1,2-Liter-Eimer wird auf der neuen Verpackungsmaschine Systec SP 280 wirtschaftlich hergestellt (Foto: Sumitomo)
Auf der K 2013 stellt Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery zwei maschinentechnische Neuheiten vor: eine Systec SP, eine Verpackungsmaschine auf Basis der langjährig bewährten Systec-Plattform, und eine voll automatisierte IML/IMD-Produktionszelle, in der als Novum durch Spritzgießen in einem Arbeitsschritt ein 5‘‘ großes Multitouch-Display entsteht.
Hohe Flexibilität durch frei konfigurierbaren Ausstattungsumfang, verfügbar von der umfangreich ausgestatteten Basisversion bis hin zur kompletten Fertigungszelle, dies sind Merkmale der Maschinenplattform Systec, auf die Verarbeiter aus den unterschiedlichsten Branchen weltweit vertrauen. Zwei auf diese Plattform aufsetzende Neuentwicklungen stellt Sumitomo (SHI) Demag jetzt erstmals dem internationalen Fachpublikum auf der K in Düsseldorf unter Produktionsbedingungen vor.
Systec SP für wirtschaftlichen Verpackungsspritzguss
Mit der Systec SP 280 (Schließkraft 2.800 kN) präsentiert Sumitomo (SHI) Demag auf der K einen neuen Maschinentyp, maßgeschneidert für den Verpackungsspritzguss. „SP“ als Abkürzung für „Speed Performance“ in der Maschinenbezeichnung dokumentiert, dass hier die Anforderungen an erhöhte Leistung und Geschwindigkeit für den Verpackungsspritzguss mit einem hybriden Antriebssystem und speziellen Ausstattungsmodulen abgedeckt werden. Kombiniert mit der robusten Systec-Plattform, führt dies gleichzeitig zu einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Einsatzgebiet der Systec SP ist die prozessstabile, wirtschaftliche Serienproduktion von Verpackungsartikeln wie Schnappverschlüssen, Deckeln, Eimern, Stapelboxen u.ä.m. Beispielhaft vorgeführt wird die Leistungsfähigkeit auf dem Messestand in Düsseldorf mit der Herstellung von IML-dekorierten Eimern aus PP (Inhalt 1,2 l). Bei dem hierfür eingesetzten Zweifach-Werkzeug und einem Schussgewicht von 84 g beträgt die Zykluszeit lediglich 5,3 s. Das parallele Entnehmen der dekorierten Eimer und Einlegen der IML-Label ins Werkzeug für den nächsten Zyklus übernimmt ein Highspeed-Linearhandling, das Sepro Robotique gemeinsam mit Machines Pagès entwickelt hat.
Mit der neuen, auf der Systec-Plattform aufsetzenden Verpackungsmaschine bietet Sumitomo (SHI) Demag eine wirtschaftliche Maschinenbasis für den Verpackungsspritzguss in einem Anwendungsbereich, für den die hohe Leistungsfähigkeit der bisher vorwiegend im Highend-Verpackungsspritzguss etablierten EL-Exis SP nicht zwingend erforderlich ist. Die Systec SP verfügt ebenfalls über ein hinsichtlich Geschwindigkeit, Beschleunigung, Präzision und Energieeffizienz optimal abgestimmtes Antriebssystem. So besitzt die Maschine einen starken elektrischen Antrieb für den Dosiervorgang sowie hydraulische Antriebe für Werkzeug- und Einspritzbewegung, die von der zentralen, verbrauchsoptimierten activeDrive „Servo Technology“ gespeist werden. Ein Hydrospeicher und ein schnelles lagegeregeltes Hydraulikventil sorgen für hochdynamisches Einspritzen. Weitere, darin integrierte Technologiebausteine reichen vom aktiven Werkzeugschutzsystem activeQ bis hin zur Funktion activeAdjust, die dem Anwender die Möglichkeit bietet, fomteil- und prozessabhängig jede einzelne Maschinenbewegung zu beschleunigen und so die Zykluszeit und damit die Produktivität der Systec SP zu steigern. Selbstverständlich können alle zyklusrelevanten Achsen parallel bewegt werden.
Spritzgießzelle für Multitouch-Display
Kompakte Produktionszelle mit einer Systec 210, die IML- und IMD-Technik miteinander kombiniert. Hierauf entsteht in einem Schuss ein multitouchfähiges Display (Foto: Sumitomo)
Die Herstellung eines Multitouch-Displays auf einer Systec 210 (Schließkraft 2.100 kN) dokumentiert die Kompetenz von Sumitomo (SHI) Demag für komplexe, voll automatisierte Spritzgießzellen zur effizienten und prozesssicheren Serienproduktion innovativer Produkte. Bei der auf dem K-Messestand erstmals vorgeführten Serienproduktion eines 5‘‘ großen Touchdisplays werden spezielle, von PolyIC entwickelte funktionale Folien – auf PET basierende, mit dünnen, metallischen Leiterstrukturen überzogene Folien – im Inmold-Labeling (IML)-Verfahren mit PMMA überspritzt. Der ebenfalls angespritzte schmale Rahmen wird gleichzeitig mittels Inmold-Decoration (IMD) in schwarzer Klavierlackoptik dekoriert. Alle Abläufe, vom Einlegen der IML-Folie in die Werkzeugkavität bis zur letzten der in mehreren Schritten erforderlichen Nachbearbeitung zur Konfektionierung des Displays, erfolgen in der Produktionszelle unter Reinraumatmosphäre (Klasse ISO 7). Die eingesetzten, für die Spritzgießverarbeitung optimierten leitfähigen IML-Folien können viele der heute für Touchscreens verwendeten, meist aus Indiumzinnoxid bestehenden Folien (ITO-Folien) ersetzen. ITO-Alternativen sind nicht nur technologisch, sondern auch wirtschaftlich sehr interessant, da Indium ein seltenes und mit steigendem Bedarf zunehmend teureres Schwermetall ist. Außerdem entfällt das kostenintensive Laminieren der Folien auf den Träger.
Auf der schließseitigen Werkzeugseite wird der Rahmen des 5‘‘ großen Displays mit der IMD-Einheit direkt beim Spritzgießen dekoriert (Foto: Sumitomo)
Zentrale Schaltstelle in der Spritzgießzelle, die Sumitomo (SHI) Demag gemeinsam mit Systempartnern für die jeweiligen Prozessschritte realisiert hat, ist ein hängend montierter Industrieroboter. Er entnimmt pro Zyklus aus einem Magazin ein leitfähig ausgerüstetes Inmold-Label und positioniert es exakt auf der festen Werkzeughälfte des Ein-Kavitäten-Werkzeugs. Gleichzeitig bringt das schließseitig oberhalb des Werkzeugeinbauraums montierte IMD-Vorschubgerät eine Trägerfolie mit Einzelbildern zur dekorativen Beschichtung des Formteils positionsgenau in die Kavität ein. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird dann über einen Filmanguss das Display aus PMMA unter Einsatz der variothermen Werkzeugtemperierung gespritzt; das Schussgewicht beträgt 25 g.
Auch wenn das Wesentliche des Verfahrens im Spritzgießprozess selbst liegt, tragen die in der Zykluszeit von 40 s außerhalb des Werkzeugs ablaufenden Nachfolgeschritte erheblich zur Bauteilqualität und zur Wirtschaftlichkeit bei. Nachdem der Sechsachs-Roboter einen gespritzten Displayrahmen aus dem Werkzeug entnommen und ein neues Label eingelegt hat, legt er das Bauteil auf einem Werkstückträger ab. Von dort gelangt es in eine gekapselte Laser-Trennstation, wo ein CO2-Laser mit Absaugung den Filmanguss sauber und bruchfrei entfernt. Anschließend überführt der Roboter das Display in eine UV-Aushärteeinheit, um den Decklack der Dekorfolie auszuhärten. Für den letzten Bearbeitungsschritt übergibt der Roboter das Bauteil schließlich an die unterhalb der UV-Station angeordnete Reinigungsstation. Hier sorgen Bürsten für das sorgfältige und schonende Abreinigen von IMD-Folienresten; von den Kanten abgelöste Partikel werden rückstandsfrei abgesaugt.
