Wohl temperiert

Um erfolgreich in neue Marktsegmente vorzustoßen, setzen sich viele Kunststoffspritzgießer das Ziel, vor allem technisch anspruchsvolle Teile zu fertigen. Damit diese Zielsetzung umgesetzt werden kann, ist vor allem eine sorgfältige Planung der Werkzeuge erforderlich. Dem richtigen Temperierkonzept kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Nur mit der besten Werkzeugtemperierung kann eine hohe Produktqualität bei gleichzeitig niedrigster Zykluszeit erreicht werden. Fachunternehmen helfen bei der erfolgreichen Auswahl und Installation der Systeme.

Carsten Schmidt, verantwortlicher Projektleiter bei der gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH in Kierspe, hat hierzu in den vergangen Jahren zahlreiche Erfahrungen gesammelt. Carsten Schmidt: „Die gwk hat sich als Systemanbieter für den ganzen Temperier- und Kühlprozess im Werkzeug in der Branche als innovativer Anbieter positioniert. Für ein sehr anspruchsvolles technisches Teil hat uns der Hersteller daher bereits in der Entwicklungsphase zu Rate gezogen. In diesem Fall galt es, die Produktqualität, die Reproduzierbarkeit und vor allem die Zykluszeit den gesetzten Zielen und Anforderungen anzupassen. Besonders im thermischen Bereich des Werkzeuges sollten relevante Defizite beseitigt werden.“ Nach der eingehenden Situationsanalyse standen die Fachingenieure der gwk vor der Aufgabe, die technischen Probleme optimal zu lösen und dabei gleichzeitig für den Kunden einen deutlich erkennbaren Mehrwert nachzuweisen. Die Fachleute der gwk führten zunächst eine Infrarotanalyse der abgemusterten Artikel durch. Dabei stellten sie fest, dass die Kühlung in den Formeinsätzen auf der Auswerferseite und Düsenseite, sowie in den Schieberbacken nicht ausreichend war und eine ungleichmäßige Temperaturverteilung vorlag. Anhand der Formteildaten wurde daher von der gwk eine thermische Berechnung durchgeführt. Mittels kavitätsnaher Werkzeugtemperierung ließ sich der Kühlverlauf in den Formeinsätzen und Schieberbacken wesentlich verbessern. Mit den erfolgten Änderungen wurden neue Formeinsätze als Rohling mit kavitätsnahen Temperierkanälen für die Musterform gefertigt. Weitere Abmusterungen mit der Versuchsform erfolgten, um auch den praktischen Nachweis für die theoretisch ermittelten Vorteile zu bekommen. Die Ergebnisse sprachen für sich. Die für die Produktivität letztendlich sehr entscheidende Zykluszeit wurde deutlich reduziert. Ebenso wichtig für den wirtschaftlichen Erfolg ist auch die enorme Qualitätsverbesserung der Formteile durch die viel höhere Maßhaltigkeit. Die Verantwortlichen in dem Kunststoffspritzbetrieb sahen hierin den für sie wesentlichen Vorteil. „Nur mit hochwertigen und qualitativ hundertprozentig einwandfreien Produkten haben die Hersteller bei ihren Kunden auf Dauer eine Chance,“ so das Credo von Carsten Schmidt. Anhand der in den Vorversuchen erzielten eindeutigen Ergebnisse entschied sich die Unternehmensleitung dafür, die 16-fach-Serienwerkzeuge komplett mit kavitätsnahen Temperierkanälen auszustatten. Für die erste Abmusterung der Serienform, bei der verschiedene Temperierkreise zu einem Kreislauf zusammengefasst wurden, stellte die gwk ein Mustergerät der neuen Baureihe integrat direct zur Verfügung. Das erklärte Ziel des Projektes war es, die Ergebnisse aus einer Musterform bei der späteren Serienform umzusetzen, und zunächst mit dem integrat direct die Durchflüsse der düsen- und auswerferseitigen Formeinsätze zu regeln und zu überwachen. Die Abmusterungsergebnisse zeigten, dass die Ergebnisse aus der Musterform übertragen werden konnten. Somit wurde abschließend entschieden, alle Kreise pro Form mit dem integrat direct in Regelausführung auszustatten. Damit wird jeder einzelne Temperierkreis auf Durchfluss überwacht, geregelt, protokolliert und dokumentiert. Die weitere Anforderung des Unternehmens, die Geräte so nah wie möglich an die Form zu bringen, um lange Schlauchwege zu vermeiden, die in der Regel zu hohen Druckverlusten führen, konnte mit dem gwk integrat direct zur vollen Zufriedenheit der Unternehmensleitung erfüllt werden. Hierzu hat die gwk das Temperiersystem werkzeugnah in die Spritzgießmaschine integriert. Dabei wurden die Temperiereinheiten auf der düsenseitigen und auswerferseitigen Maschinenaufspannplatte installiert. Die zentrale Regeleinheit für alle Kreise befindet sich direkt neben dem Display der Maschinenbedienung. Die Ergebnisse der Optimierung im Überblick: Deutliche Verkürzung der Zykluszeit Optimale Formteilqualität während des gesamten Produktionsprozesses – 100 % Qualität Hohe Prozesssicherheit durch Überwachung und Regelung der Durchflussmengen in jedem einzelnen Kreis Die hervorragenden Ergebnisse sind für alle Beteiligten positiv. Dazu Carsten Schmidt: „Es hat sich gezeigt, dass die Kombination aus kavitätsnaher Werkzeugtemperierung mit dem Mehrkreis-Temperiersystem integrat direct für die getesteten Anwendungen die optimale Lösung darstellt. Die vollständige Integration in die Spritzgießmaschine ist ideal für die Installation im Reinraum. Die Funktionalitäten des Systems geben eine hohe Prozesssicherheit, die mit den herkömmlich eingesetzten Wasserverteilerbatterien nicht erreichbar war. Alle qualitätsrelevanten Parameter werden vom Temperiersystem überwacht, nachgeregelt und in einer übersichtlichen Grafik am Bildschirm dargestellt. Gleichzeitig ist die intuitive Bedienung über nur einen zentralen Bedienknopf sehr einfach.“ Für den Spritzgießer, der sich mit technisch anspruchsvollen Produkten eine bessere Marktposition in attraktiven Marktsegmenten verschaffen wollte, hat sich die Investition in die innovative Technologie der gwk gelohnt. Nach der Testphase erhielt der Betrieb weitere Aufträge und sieht sich nun bestens gerüstet, um für neue Marktsegmente als Zulieferer hochwertiger Spritzgießteile auftreten zu können. www.gwk.com