Neuer Zündstoff

von Harald Klieber Springt die Konjunktur bald wieder an? Gut ein Monat vor dem Start der 20. Fakuma in Friedrichshafen scheinen nicht nur die Rahmenbedingungen eine deutliche Sprache zu sprechen. Auch die wohl letztlich rund 1.500 Aussteller bieten vielen Fachbesuchern reichlich Zündstoff, um den Motor wieder auf Touren zu bringen. Special Tooling zeigt die interessantesten Neuerungen für den Werkzeug- und Formenbauer.

Auch Annemarie Lipp, Projektleiterin der Fakuma bei Messeveranstalter Paul E. Schall, spürt bereits eine zumindest leichte Besserung der Konjunktur. „Aktuell (Red.: 9.9.) haben 1.465 Aussteller aus 32 Ländern gebucht. Wir sind sehr zufrieden, zumal sich immer noch Unternehmen anmelden.“ 12 Hallen seien fast komplett belegt. Zwei Hallen haben noch Freiflächen: „Die eine Halle ist bislang zwar nur zu drei Viertel gefüllt, bei der anderen ist noch ein Streifen mit 7,5 Metern frei“, was sich aber nach Einschätzung von Annemarie Lipp wohl noch füllen wird. 2008 kamen über 40.000 Besucher zu 1.705 Ausstellern auf 81.000 m2. Dieses Jahr verspricht Annemarie Lipp ein praxisnahes Informations-Feuerwerk. Zusätzlich wartet das Ausstellerforum in Halle B5, die Themenparks Mikrosystemtechnik sowie Bildung + Forschung in Halle A6, und das bereits etablierte Medium Kunststoffe TV in Halle B5.

Technisch gesehen gibt es sicherlich ein Wiedersehen mit den elektrischen Antrieben, die auf der Fakuma 2008 vehement Einzug hielten und etwa die Zykluszeiten des Spritzgieß-Prozesses auf 0,1 s drücken oder die Positionsgenauigkeit auf das letzte Hundertstel. Konkret zeigt etwa die Hofmann Innovation Group neue Entwicklungen im Bereich der Werkzeugtemperierung. Zusammen mit der ebenfalls in Lichtenfels ansässigen Riessner Gase entwickelte Werkzeugbau Hofmann eine völlig neue Art der Temperierung: die CO2-Temperierung. Stefan Hofmann, Assistent der Geschäftsleitung erklärt, was auf dem Stand der Hofmann Innovation Group in Halle B2, Stand 2311, zu sehen sein wird: „Das Metall-Laserschmelzverfahren LaserCusing ermöglicht es, Werkzeugeinsätze mit komplexen Kühlkanalgeometrien werkzeuglos zu fertigen. Ebenso ist es durch die Verwendung spezieller Kanalgeometrien und Kanalanordnungen möglich, den Druckverlust gering zu halten und somit hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Die beiden patentierten Systeme Flächenkühlung und Bypasskühlung arbeiten mit minimalen Querschnitten von bis zu 3 mm. Werkzeugeinsätze mit Flächenkühlung und Bypasskühlung werden von uns bereits seit Jahren standardmäßig in Werkzeuge integriert. Durch die kontinuierlich stattfindende Weiterentwicklung der Kühlkanalkonstruktion kam das Projekt CO2-Temperierung zustande.“ Ursache für das Entwicklungsprojekt waren geforderte Kühlkanaldurchmesser kleiner 3 mm. Bisher erfolgte die Temperierung mit durchströmenden Medien wie Wasser oder Öl. „Bei Kanaldurchmesser unter 3 mm stößt man mit flüssigen Temperierungsmedien jedoch an Grenzen. Eine Alternative bietet die CO2-Temperierung“, verspricht Stefan Hofmann. Hier wird durch ein Kapilarrohr flüssiges CO2 in eine Steigbohrung eingeleitet, welches dort expandiert und somit die Umgebung stark abkühlt. Es ist gelungen, sehr lange Kanäle gleichmäßig mit CO2 zu kühlen. Der Kanaldurchmesser konnte aktuell bis auf 1,5 mm reduziert werden. „Die Abkühlgeschwindigkeiten, die erreicht werden, sind äußerst beeindruckend. So wird beispielsweise eine Versuchsplatte innerhalb von 3 s von 72 auf 27°C abgekühlt, was einem Temperaturdelta von 45 K entspricht. Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass sich Temperaturen des CO2 zwischen -50 und +30°C genau einstellen lassen“, beschreibt Stefan Hofmann.

Ewikon Heißkanalsysteme hat als Trends vor allem die Prozesssicherheit und geringe Ausschussquoten ausgemacht. „Gerade bei der Fertigung sehr hochwertiger Kunststoffteile kommt man kaum am Einsatz von Nadelverschlußsystemen vorbei, mit denen sowohl prozesssicher, als auch in den meisten Fällen mit verkürzten Zykluszeiten produziert werden kann“, kommentiert Marketing-Leiter Henning Becker. Zudem würde der Trend zur Integration von Zusatzfunktionalitäten in Werkzeuge Kosteneinsparungen durch den Wegfall nachgelagerter Arbeitsgänge ermöglichen. Ein Beispiel sei das Montagespritzgießen, wo Artikel bereits während des Spritzzykluses zu Baugruppen komplettiert werden. „Ein weiteres Einsparungspotential liegt selbstverständlich auch in einer kostengünstigen Werkzeugkonstruktion und einer hohen Wartungsfreundlichkeit während des Betriebs mit möglichst geringen Stillstandzeiten. Hier kann der Heißkanalhersteller dem Werkzeugkonstrukteur durch entsprechendes Produktdesign die Arbeit erleichtern“, erklärt Henning Becker. Ewikon bietet Anwendern ein umfangreiches Nadelverschlussprogramm mit verschiedenen Bauformen und Nadelbetätigungsoptionen für optimale Anpassung. „Eine Technologie, die sich ideal für den Einsatz in Werkzeugen mit erweiterter Funktionalität eignet, ist der elektrische Schrittmotorantrieb für Nadelverschlusssysteme mit hochpräziser Nadelpositionierung.“ Er bietet laut Henning Becker die Möglichkeit, mehrere Nadelpositionen in einem Spritzzyklus anzufahren sowie Prozessparameter wie Kraft, Geschwindigkeit oder Öffnungsweg der Nadel variabel anzupassen. „Und damit kann auch das Heißkanalsystem als zusätzliche Funktionskomponente in das Werkzeugkonzept eingebunden werden – nicht nur als Anschnittversiegelung, sondern auch als verschiebbarer Formkern oder Auswerfer.“ Als echte Fakuma-Messeneuheit präsentiert Ewikon unterdessen die Erweiterungen des HPS III-MH Düsenprogramms für die Seitenanspritzung. „Neben neuen abgewinkelten Spitzenvarianten stellen wir auch eine innovative Möglichkeit der Direktanbindung mit Nadelverschluss oder Wärmeleitspitze unter engsten Platzverhältnissen vor“, verrät Henning Becker in Halle A2, Stand 2203.

Erhebliches Potenzial sieht Udo Stahlschmidt, Leitung Werkzeugprojektierung der Engel Austria GmbH vor allem für Werkzeug- und Formenbauer durch die neue Strategie von Engel: „Mitte 2008 hat Engel sein Angebot an Spritzgießwerkzeugen neu ausgerichtet und organisiert – und zwar in Form einer branchenorientierten Werkzeugprojektierung. Branchenorientierung heißt, dass Engel Werkzeuglieferanten auswählt, die sich produktbezogen spezialisiert haben. Spezialisierte Werkzeugbauer können aufgrund ihrer Erfahrung Anforderungen wie Präzision und Wirtschaftlichkeit entsprechend gut erfüllen. Dies wiederum sorgt langfristig für eine effiziente Produktion und damit für ein großes Einsparpotenzial.“ Unterdessen hat Udo Stahlschmidt als technische Trends vor allem die turn-key-Lösungen ausgemacht: „Der Trend der letzten Jahre zeigt, dass vor allem die turn-key-Lösungen nachgefragt werden – insbesondere für technisch anspruchsvolle, komplexe Produkte mit hohem Automatisierungsanteil. Darüber hinaus gewinnt das Thema Medizintechnik beziehungsweise Produktionen unter Reinraumbedingungen immer mehr an Bedeutung. Und last but not least ist auch im Werkzeugbau die Energieeinsparung zu einem wesentlichen Thema geworden.“ Hier gibt es jedoch aus Sicht von Udo Stahlschmidt noch zu wenig Aktivitäten seitens des Werkzeugbaus. So wären elektrische Kernzüge ein großer Vorteil und auch die Werkzeugtemperierung sollte stärker unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz betrachtet werden. „Engel als Maschinenbauer bietet mit seinen elektrischen Maschinen die beste Basis dafür“, so Udo Stahlschmidt. Auf der Fakuma in Halle A5, Stand 5204, belegt Engel die Theorie: etwa mit einem Beispiel aus der Verpackungsindustrie, einem Trinkbecher für die Flugzeugindustrie, hergestellt mit In-Mould-Labelling auf einem 4-fach-Werkzeug von der Glaroform AG aus dem Schweizerischen Näfels. Weiteres Beispiel ist die Herstellung von PP-Pipettenspitzen auf der neuen Engel e-motion 310/100 T. Das Werkzeug stammt von der Tanner Formenbau AG, ebenfalls aus der Schweiz, aus Feuerthalen.

Demgegenüber sieht Horst-Werner Bremmer, Leiter technische Anwendungsberatung bei Günther Heißkanaltechnik, als Trends vor allem kleinere, platzsparende Bauweisen der Düsen mit konstanter Temperaturführung für kostengünstige und wirtschaftliche Werkzeuge. „Neue Düsenheizungskonzepte mit Dickschichttechnik sowie neue Technologien wie Kaltkanaltechnik für die Verarbeitung von LSR in Mehrkomponenten-Werkzeugen sind weitere Gebiete, auf denen Günther Entwicklung betreibt“, erklärt Horst-Werner Bremmer. Beispiele für Günther-Innovationen seien die Heißkanaldüsen für die senkrechte und seitliche Anspritzung, die Baureihe SMHT in Verbindung mit einem Verteiler sowie als Einzeldüse mit beheizter Aufnahme. „Diese Düsenbaureihe ist ideal für die Mehrfachanspritzung von Kleinteilen – und das bei geringen Nestabständen“, betont Horst-Werner Bremmer. Die Unterverteilung LT kann mittels Anschlussdüse sowohl als Einzeldüse (Delt), aber auch in Verbindung mit einem Verteiler zum Einsatz kommen. Vorteile sind die seitliche Anspritzung, ohne kalten Pfropfen, Direktanspritzung auf den Artikel, die Spitzen sind einzeln wechselbar und eine Spitzenanzahl von bis zu 24 Spitzen pro Verteilung ist möglich. Heißkanaldüsen mit der Unterverteilung des Typ LOT sind nach Erfahrung von Horst-Werner Bremmer für die direkte, seitliche Anspritzung von Artikeln in kompakten, hochfachigen Werkzeugen konstruiert. Vorteile seien dabei die seitliche Anspritzung, ohne kalten Pfropfen, Teilkreis-Durchmesser ab 37 mm, einzeln wechselbare und bis zu acht Spitzen pro Verteilung. „Weiteres Highlight ist der Elektromagnet ME 10/UV 75, ein elektrischer Antrieb für Nadelverschluss-Systeme, für vollelektrische Spritzgießmaschinen, uneingeschränkt reinraumtauglich“, so Horst-Werner Bremmer. Vorteile seien hierbei einfache Montage und Werkzeugaufbau sowie die Wartungsfreiheit. Es sind keine Versorgungsbohrungen in der Aufspannplatte nötig, die Nadelsollposition wird überwacht, die Nadel selbst ist auf ± 1 mm justierbar.

Günther deckt mittlerweile eine breite Palette ab: von kleinsten Schussgewichten ab 0,02 g bis hin zu Spritzgewichten von rund 5 kg. Besondere Aufmerksamkeit widmet Günther auch der thermischen Trennung der Düsen zur Kavität. Ein patentiertes Bauteil, der zweigeteilte Schaft, nutzt neben Luft und Kunststoff auch die Eigenschaften verschiedener Metalle als Isolator, um wenig Wärme ans Werkzeug abzugeben. Ein schlecht Wärme leitender Spezialwerkstoff optimiert die thermische Trennung zur Kavität. „Somit können Probleme wie schlechte Teilefüllung, Fadenziehen und schlechte Angusspunkt-Qualität vermieden und kürzere Prozesszeiten erreicht werden“, fasst Horst-Werner Bremmer zusammen.

Digital durchgängig erstellen, simulieren, analysieren und optimieren ist das Thema von Autodesk. Der Software-Riese stellt erstmals auf der Fakuma in Halle 5, Stand 5110, aus. „Kunststoffe und Verbundmaterialien sind die Werkstoffe der Zukunft“, so Wolfgang Lynen, EMEA Campaign Manager bei Autodesk. „Daher haben wir unsere Digital Prototyping Strategie auf die Kunststoffindustrie ausgeweitet. Mit Autodesk Inventor Tooling und Autodesk Moldflow bieten wir die Möglichkeit, Kunststoffprodukte und deren Werkzeuge und Formen durchgängig digital zu erstellen sowie den Spritzgussprozess zu simulieren, zu analysieren und zu optimieren. Weil die Fehlerquote sinkt, werden die Herstellungskosten geringer, die Produktionszeiten kürzer, und die Qualität der Kunststoffprodukte steigt. Davon können sich die Besucher der Fakuma überzeugen.“

Viel Einsparpotenzial sieht indes Andreas Mayr, Leiter Sales Support und Marketing der Hasco Hasenclever GmbH, beim Einsatz von Spritzgießformen. „Das fängt bereits bei der Konstruktion an, die mit Hilfe von Normteilbibliotheken auf einbaufertige Baugruppen und komplexe Funktionsbauteile zurückgreifen kann, deren Verwendung dann auch den Bau des Werkzeugs vereinfacht. Durch Stähle der neuen Generation kann schneller zerspant werden und Wärmebehandlung kann entfallen“, betont Andreas Mayr. Weiteres wichtiges Thema sei die Zykluszeit. Oft könnte auch die Verwendung von Heißkanalsystemen in der Verarbeitung deutliche Einsparungen bringen – „aber auch ein schneller und einfacher Werkzeugwechsel für eine verbesserte Maschinenauslastung. Immer interessanter wird der Energiebedarf in der Produktion. Wartungsfreundlichkeit und, besonders im Falle eines Ausfalls, schnelle Austauschbarkeit sind dann in der Produktionsphase von großer Bedeutung.“ Hasco liefert laut Andreas Mayr für alle Bereiche die neuesten Lösungen samt umfangreicher CAD-Unterstützung. „Insbesondere die Stähle der neuen Generation, wie beispielsweise Toolox 33 und Toolox 44 bieten dem Formenbauer sehr deutliche Vorteile in der Zerspanung und der Lieferzeit, da Spannungsarmglühen oder Härten nicht mehr erforderlich ist.“ Im Kühlbereich sorgt Hasco mit einem breiten Spektrum an Kühlkernen, Umlenkungen sowie Schläuchen und Anschlüssen dafür, dass Temperiermedien an die richtige Stelle kommen. „Weil aber auch mit diesem Verfahren nicht jeder kritische Punkt optimal erreicht werden kann, bieten wir auch lasergenerierte, konturnahe Kühlungen an, die dem Spritzgießer deutliche Zykluszeitvorteile bringen“, so Andreas Mayr. Für die Reduktion von Rüstzeiten hat Hasco beispielsweise die pneumatische Auswerferkupplung Z1680/... neu herausgebracht. „Im Bereich Entformungskomponenten sorgt der neue innenliegende Rundklinkenzug Z178/... bei einfachem Einbau und kompakten Baumaßen für zuverlässige Trennung der Öffnungsbewegung und Arretierung der Platte in Endstellung“, verspricht Andreas Mayr. Das Heißkanalprogramm rundet das Portfolio des Komplettanbieters ab (Halle A2, Stand 2202).

www.schall-messen.de

www.autodesk.de

www.hofmann-wzb.de

www.engelglobal.com

www.hasco.com

www.guenther-hotrunner.com

www.ewikon.com