Senkerodieren pusht Spritzgießen

Das Spritzgießen dünner Wände, Rippen und Stege an anspruchsvollen Kunststoffteilen setzt Hightech im Formenbau voraus. Diese „Dünnwandtechnologie“ wird beispielsweise auch bei Siemens eingesetzt. Erfolgreich werden dort nach wie vor schnurlose Telefone gebaut. Zu diesem Erfolg trägt das Senkerodieren auf Maschinen von Agie bei, können damit doch entsprechend leistungsstarke Spritzgießwerkzeuge hergestellt werden.

Die Agie GmbH aus Schorndorf tritt den Beweis an, dass sie die technische Herausforderung „Dünnwandtechnologie“ bei der inneren Verrippung von Kunststoff-Spritzgussteilen mit ihren Senkerodiermaschinen Agietron Hyperspark HS meistert. Doch was heißt Dünnwandtechnologie? Es liegt auf der Hand, dass einige Tonnen Kunststoff weniger gebraucht werden, wenn ein Spritzgussteil, das millionenfach vorkommt, einige Gramm weniger wiegt. Dazu das Beispiel Gigaset-Gehäuse: Rippen, die früher vielleicht 1 mm dick waren, werden vom Konstrukteur auf 0,6 oder 0,7 mm geändert – und an anderer Stelle beginnen die „Probleme“. Angenommen, der Schlitz in einem Formkern ist 20 mm tief, dann sind zunächst die Elektrodenfertigung und die Senkerosion betroffen. Ein weiteres Problem trifft die Kunststoff-Spritzgießerei, in der „Entformbarkeit“ und Prozesssicherheit vorausgesetzt werden. Auf der Kernseite schrumpft Kunststoff auf und muss ausgestoßen werden. Bisher wurden solche Schlitze nach Abschluss des Erodierens (Rauheitskenngröße VDI 24) manuell „strichpoliert“, das heißt, der Werker hat an diesen für das Auge verborgenen Stellen mit einem dünnen Holz und feinem Schmirgelleinen einen „Strich gezogen“ und damit zur sicheren Entformbarkeit beigetragen. Das ist unmöglich, wenn Rippen noch dünner und Schlitze noch enger werden. Folglich verlangt der Werkzeugmacher von der Funkenerosion eine Oberfläche, die ohne Nachbehandlung Entformbarkeit gewährleistet. Dafür ist VDI 24 zu grob. Dem Schweizer Werkzeugmaschinenbauer Agie ist es gelungen, mit der Generator-Technologie Hyperspark HS (High Speed beim Schlichten) an filigranen Elektroden in wirtschaftlicher Arbeitsweise die Rauheitskenngröße VDI 14 (Ra = 0,5 µm) zu erreichen. Dieser Wert liegt für den Werkzeugmacher und Spritzgießer hinsichtlich der Entformbarkeit „auf der sicheren Seite“. Ein Vergleich zweier Spritzgussteile, für deren Entformbarkeit herkömmlich und aktuell ohne manuelles Zutun gesorgt wurde, zeigt für das Auge keinen Unterschied der Produkte. Franz-Josef Sendler, Agie-Produktmanagement, zu den Effekten: „In der Vergangenheit war es nicht vorstellbar, dass man die Kavitäten für 142 dünne Rippen und Stege fertig senk-erodieren kann. Nun werden Hunderte Polierstunden eingespart, die Geometrie wird manuell nicht angetastet. Der Kunde hat den Kunststoffanteil um 20 Prozent gesenkt, die Zykluszeiten um 25 Prozent. Das ist ein Beitrag für die Fertigung am Standort Deutschland.“ Siemens hat die „Dünnwandtechnologie“ am schnurlosen Telefon „Gigaset“ weitgehend realisiert. Der Hersteller ist auf dem Wege, an diesem Formkern sowie an anderen Formkernen im Laufe eines Jahres rund mehrere Zehntausend Euro für Polierarbeit einzusparen. Dazu Bernhard Schaffeld, Siemens Home and Office (SHC), Bocholt: „Dünnwandtechnik musste auch deshalb eingeführt werden, damit die bisherige Zykluszeit für den Spritzgießtakt von 22 s auf 16 s – und damit auf den Montagetakt der Montagelinie – herabgesetzt werden konnte. So brauchen die Kunststoffteile nicht gelagert oder gepuffert werden.“ Die Dünnwandtechnologie ist auch für den Formenbau eine neue Herausforderung. Es muss mit Heißkanaltechnik gearbeitet werden. Siemens verbindet das mit Folien, die eingelegt und hinterspritzt werden. Um schneller zu kühlen, müssen gut leitende Werkzeug-Werkstoffe, beispielsweise Kupfer, verwendet werden. Laut Schaffeld bringt die Dünnwandtechnologie noch andere Aufgaben mit sich, um Durchlaufzeiten, Kosten und Qualität in Balance zu bringen. „Die Chancen sind aber enorm“, so Schaffeld. „Heute brauchen wir 50 Arbeitstage, um vom Start im Werkzeugbau bis zu ersten gebrauchsfähigen Mustern zu kommen. Der Trend geht aber dahin, dass wir dasselbe Werkzeug in 35 Arbeitstagen herstellen. Wir werden im Hochlohnland Deutschland nicht nur kostengünstig, sondern auch schnell sein.“

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