World-Scale-Anlage: Wachstumschancen mit Polybuten-1 

Mit der neuen Anlage zur Herstellung von Polybuten-1 in Moerdijk/Niederlande möchte Basell das Polyolefin-Geschäft weiter steigern und prognostiziert ein enormes Wachstumspotenzial für den Werkstoff Polybuten-1. 

KU_2004_07_World-Scale-Anlage-Wachstumschancen-mit-Polybuten-1.pdf

528150 World-Scale-Anlage: Wachstumschancen mit Polybuten-1

Polyethylen

Polypropylen

Vakuumgießen. Oftmals genügen die Gebrauchseigenschaften der Prototypenwerkstoffe nicht den realen Einsatzverhältnissen und Belastungsbedingungen. Deshalb benötigt die Umsetzung der Muster in serientaugliche Produkte meist viel Zeit. Ideal wäre ein Rapid-Manufacturing-Verfahren, bei dem gleich der spätere Serienwerkstoff Verwendung findet. 

Polyamid6 wird wegen seiner Gebrauchseigenschaften und der Haltbarkeit von Bauteilen heute in fast allen Industrie- und Konsumgütern eingesetzt, z.B. für Befestigungselemente, Behälter, Gehäuse, Rohre, Ansaugkrümmer und -stutzen, Zahnräder und Filmscharniere. Angesichts des Einsatzspektrums sowie der Tatsache, dass die Entwicklung von Serienteilen aus PA6 fast immer die Anfertigung von aufwändig hergestellten Vorserien-Spritzgießwerkzeugen erfordert, zeigt sich hier Rationalisierungspotenzial. 

Die Anlagen von MCP-HEK, Kaarst, arbeiten nach dem Vakuumgießverfahren und produzieren SPS-gesteuert, prozesssicher und reproduzierbar Prototypen und auch Serienteile aus PA6. Die Zykluszeit beträgt nur 6min. Die zurzeit maximale Formengröße der Vakuumgießmaschinen ist (inklusive dem notwendigen Gießmodul) 750mm x 900mm x 750mm. Beim Gießgewicht ist die Obergrenze derzeit bei 5kg. Für das Herstellen der Gießformen hat der Anwender Zugriff auf die MCP Silikon Tooling Technologie. So steht ein Rapid-Manufacturing-Verfahren zur Verfügung, mit dem sich die Herstellungsdauer von endproduktidentischen Teilen – ein abformbares Musterteil vorausgesetzt – auf ein, maximal zwei Arbeitstage reduzieren lässt. 

Die mit dem Vakuumgießverfahren hergestellten Bauteile aus PA6 zeichnen sich durch hohe Zähigkeit und Steifigkeit, niedriges spezifisches Gewicht, hohe mechanische Festigkeit, gute Verschleißfestigkeit sowie chemische Beständigkeit aus. Das PA6 von MCP-HEK ist ein kostengünstiges Substitut zu Aluminium, auch weil sich die Materialeigenschaften von PA6 je nach Anwendung anpassen lassen und Einfärben möglich ist. 

576305 Produkt Beitrag KU - Billig und schnell: Prototypen aus P

Polyacrylate

Präzise Versuche. In Entwicklungslabors und in der Qualitätssicherung werden zunehmend Laborpressen benötigt, die den gestiegenen Anforderungen der Hochleistungs-Faserverbundstoffe gerecht werden. Die Unterkolbenpressen in Viersäulen-Bauweise von Rucks Maschinenbau GmbH, Glauchau, haben, wegen der wärmedehnungskompensierenden, vollumschlossenen Säulenführung, einen präzise geführten Pressentisch, d.h. die Druckplatten schließen planparallel. Mit dem geräuscharmen, hydraulischen Antrieb kann die Presse freiprogrammierte Druckstufen von 20 bis 220kN mit hoher Druckkonstanz fahren. Eine Vakuumkammereinrichtung schaltet während des Versuchs Einflüsse der Umgebungsluft aus. Die integrierte Drehschieberpumpe evakuiert die Kammer in 5s auf 10mbar absolut. Mit Hilfe der Heiz- und Kühlplatteneinrichtung können Proben innerhalb des Druckstufenprogramms einem ebenfalls freiprogrammierbaren Temperaturstufenprogramm gleichmäßig und reproduzierbar ausgesetzt werden. Die höchste Heiztemperatur beträgt 450°C. Die Gradienten lassen sich beim Heizen von 1 bis 10K/min und beim Kühlen von 1 bis 20K/min einstellen. Das Kühlmedium durchströmt die Platten dabei symmetrisch, wodurch eine hohe Temperaturkonstanz über der Plattenoberfläche, auch beim Kühlen, erreicht wird. Besondere Bedeutung kommt der Mischung und Dosierung des Kühlmediums aus Luft und Wasser zu, welches ständig entsprechend der voreingestellten Kühlrampe über Proportionalventile nachgeregelt wird. Ein Industrie-PC erfasst und speichert online Prozessdaten der Laborversuche, die mit Microsoft-Excel bearbeitet und ausgewertet werden können. Alle zum Steuern der Laborpresse notwendigen Parameter (wie Drücke, Temperaturen und Gradienten) werden über den PC vorgegeben, über dessen Windows-Oberfläche sie auch verwaltet und modifiziert werden können. 

576312 Produkt Beitrag KU - Laborpressen für hohe Temperaturen

Pressen von Kunststoffen

Prozesskontrolle. Einen Subminiatur-Sensor-Controller für induktive Sensoren in OEM-Anwendungen stellt die Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg, vor. Alle induktiven Sensoren des Unternehmens können als integriertes System mit dem Sensor-ASIC aufgebaut werden. Die damit abgedeckten Messbereiche erstrecken sich von 0,5mm bis über 600mm. Durch die zusätzlich integrierte Temperaturmessung ist eine Temperaturkompensation des Messwerts möglich. Der zugehörige Mikrocontroller, der spezifisch für die jeweilige Messanforderung und definierte Datenschnittstelle ausgewählt wird, übernimmt die weitere Signalaufbereitung. Durch dieses Konzept werden alle geforderten digitalen Schnittstellen wie I2C, CAN-Bus, Lin-Bus verwirklicht. Eine weiterer Vorteil ist die mögliche Entlastung der Hauptplatinen und der Datenkanäle durch Verlegen von Überwachungs- und Kontrollfunktionen in das Sensorsystem. Gedacht ist der Sensor-Controller für die industrielle Automatisierung, für die Prozess- und Fertigungsüberwachung und für Automobil-Sensorsysteme. 

576316 Produkt Beitrag KU - Sensortechnik für hohe Ansprüche

Selbstfurchend. Kostengünstig und prozesssicher sollen die Befestigungsmethoden für Kunststoffe und besonders für faserverstärkte Werkstoffe sein. Die neue Gewindegeometrie der so genannten Remform-Schraube aus dem Hause Arnold Umformtechnik GmbH & Co. KG, Forchtenberg-Ernsbach, stellt sich dieser Herausforderung. Der Materialfluss beim Furchen des Gewindes ist optimiert, da die bei der Montage auftretenden Kräfte durch die asymmetrische Gewindegeometrie in die entsprechende Richtung gelenkt werden und über die Gesamtlänge der Schraube ein vollständiges Führungsgewinde erreicht wird. Der verbesserte Materialfluss wird dadurch erreicht, dass die Vorderflanke des Gewindes einen Radius besitzt und der Werkstoff damit in maximale Tiefe des Durchmesserkerns gelangen kann. Die (zum Gewinde weisende) steilere Flankenseite ermöglicht durch Aufnahme des in Längsrichtung verdrängten Werkstoffs einen wesentlich größeren Gewindeeingriff, was zu höheren Auszugslasten führt. Darüber hinaus ist aufgrund dieser Gewindegeometrie die Radialbeanspruchung (die selbst zum Platzen von Naben führen kann) weitgehend reduziert. 

576331 Produkt Beitrag KU - Kunststoffe direkt verschrauben

Geschwindigkeit und Kapazität an RP-Anlagen gesteigert 

Rapid Prototyping. Das Upgrade des Rapid-Prototyping-Systems FDM Titan der alphacam Fertigungssoftware GmbH, Schorndorf, ermöglicht höhere Baugeschwindigkeiten beim Herstellen von Prototypen, und zwar bei allen drei auf der Anlage verarbeitbaren Materialien Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polyphenylensulfon (PPSU) und Polycarbonat (PC). Dabei bleiben die guten Werte für Genauigkeit und Auflösung der Prototypen unverändert. Die ereichbare Geschwindigkeitssteigerung hängt von einer Reihe von Einflussgrößen ab. Dazu zählen die Materialart, die Schichtdicke, die Geometrie und die Größe des Modells sowie die Anordnung der Stützen. Je größer die Prototypen und die Schichtdicke sind, desto höher ist die Geschwindigkeitszunahme. Beim gemeinsamen Bau von 12 bis 18 unterschiedlichen Modellen mit einer Schichtdicke von 0,25mm beträgt die mittlere Zunahme der Baugeschwindigkeit bei ABS 50%, bei PPSU 30% und bei PC 55%. Sie kann in günstigen Fällen bis 125% betragen und liegt im Durchschnitt bei 54%. Die erhöhte Baugeschwindigkeit ist Standardausrüstung bei allen ab Mitte Dezember 2003 ausgelieferten Maschinen; sie kann in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden. 

Bei der FDM Vantage lässt sich mit einem Upgrade der Bauraum um 150% auf 406mm x 355mm x 406mm vergrößern (ursprüngliche Größe: 355mm x 254mm x 254mm). Gleichzeitig wird der Materialvorrat mit zwei weiteren Kanistern, je einem für das Baumaterial ABS oder PC und einem für das Stützmaterial, verdoppelt. Mit der so aufgerüsteten Anlage kann der Anwender größere Prototypen bauen. Zusätzlich ermöglicht der vergrößerte Materialvorrat einen längeren mannlosen Betrieb, weil ein automatischer Wechsel einen leeren Materialkanister durch den vollen ersetzt, während der Bauprozess unterbrechungsfrei weiterläuft. 

576339 Produkt Beitrag KU - Geschwindigkeit und Kapazität an RP-

Rapid Prototyping

Erosionsschutzfolie. Immer mehr Strom wird durch Windenergie gewonnen. Mehr als 2300 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von über 3200MW sind laut Bundesverband Windenergie (BWE) allein im vergangenen Jahr in Deutschland neu entstanden. 

Mit innovativen Folien-Entwicklungen hilft die 3M Deutschland GmbH, Neuss, nicht nur dabei, die bestehenden Anlagen zu schützen. Mehr noch lässt sich damit auch deren Windenergie-Nutzung weiter verbessern. Vor Regen, Insekten, Staub oder anderen in der Luft befindlichen Partikeln geschützt sind Rotorblätter zum Beispiel durch den Einsatz einer Erosionsschutzfolie. Die je nach Querschnitt des Rotorblatts zwischen 100 und 150mm breite 3M 8607 Polyurethanfolie wird, von der Spitze aus mittig, auf die dem Wind zugewandte Kante aufgeklebt. Sind zwischen 30 und 50% der Blattlänge derart beschichtet, lassen sich die Wartungsintervalle von normalerweise zwei auf mindestens vier Jahr verlängern. Die transparente, 0,36mm starke Folie passt sich an die vorhandenen Formen leicht an. Sie ist UV-beständig und zeigt auch nach längerem Einsatz nur geringe Verfärbungen. 

576342 Produkt Beitrag KU - Windenergie besser nutzen

Polyurethan

Folien

Aufbereitungs- und Granuliersystem für Polypropylen (PP) 

Aufbereiten und Granulieren mit hohem Durchsatz 

Anlagentechnik. Im vergangenen Jahr hat die Coperion Werner & Pfleiderer GmbH & Co. KG, Stuttgart, den Auftrag über das weltweit größte Aufbereitungs- und Granuliersystem für Polypropylen (PP) erhalten. Es wird im polnischen Plock, dem größten petrochemischen Standort in Polen, installiert. Errichtet und betrieben wird die gesamte PP-Anlage von Basell Orlen Polyolefins, einem Joint-Venture zwischen dem polnischen Chemie-Unternehmen PKN Orlen S.A. und der Basell-Polyolefins. 

Die Inbetriebnahme des Aufbereitungs- und Granuliersystems ist für Anfang 2005 vorgesehen. Es ist für einen Durchsatz von 55 bis 60t/h ausgelegt und umfasst: 

- einen zweiwelligen Schneckenkneter ZSK380 Megacompounder als Aufbereitungsextruder mit einer Antriebsleistung von mehr als 14MW, 

- eine automatische Nonstop-Siebwechselvorrichtung und 

- eine Unterwassergranulierung für PP, die mit einer intensiv beheizten Lochplatte versehen ist. 

Mit dem Aufbereitungs- und Granuliersystem lassen sich PP-Typen in einem großen Viskositätsbereich wirtschaftlich aufbereiten. Einen entscheidenden Anteil daran hat der drehzahlvariable Antrieb für den Aufbereitungsextruder. Dessen Kernstück ist ein so genanntes Überlagerungs-Planetengetriebe, das Leistung und Drehzahl eines Festdrehzahl-Motors und eines Motors mit variabler Drehzahl addiert. Der drehzahlvariable Antrieb ermöglicht eine variable Schneckendrehzahl im Arbeitsbereich. So kann das gesamte erzeugte PP-Sortiment produktschonend, d.h. mit geringer Energieeinleitung, aufbereitet und granuliert werden. 

Aufbereitungs- und Granuliersystem für Polypropylen 

576351 Produkt Beitrag KU - Aufbereiten und Granulieren mit hohe

Handhabungstechnik. Eigentlich sind Greiferteile für die geforderte Dynamik immer zu schwer. Nachdem die ASS Maschinenbau GmbH, Overath-Untereschbach, bereits das Gewicht der Greiferteile um 20 bis 30% verringert hat, bietet das Unternehmen jetzt auch eine um ca. 30% leichtere Lösung des Schnellwechselsystems. Dieses besteht aus einer extrudierten Aluminiumhalteplatte, die auf dem Flansch des Handhabungsgeräts fest montiert wird. Die Klemmleiste zum Spannen sitzt seitlich, und die Anschlagleiste, die auch die Kupplungen für Luft- und Vakuumanschlüsse trägt, ist auf der Kopfseite angeordnet. Für die Grundplatte in Schwalbenschwanzform werden eigens dafür konstruierte Profile verwendet, die nur noch auf Länge abgeschnitten werden. Das System zeichnet sich durch die erwähnte Gewichtseinsparung, hohe Stabilität, Kostenreduzierung, leichte Bedienbarkeit und einen geringen Montageaufwand aus. 

576355 Produkt Beitrag KU - Leichter Wechsel der Roboterhand

Handling, Handhabungstechnik

Schweißanlagen. Die an Fischer Kunststoff-Schweißtechnik GmbH, Berkatal, von TRW Engineered Fasteners & Components GmbH & Co. KG, Enkenbach, und dessen Kunden Ford gestellte Aufgabe lautete: Es sollten in kürzester Zeit möglichst viele Lampenfassungsgehäuse aus PA66 druck- und salzwasserdicht zirkular gefügt werden. Kein Schaden durfte dabei die empfindliche Kontaktmechanik in den Lampenfassungen beim Fügen erleiden. TRW und Fischer Schweißtechnik haben die Zirkularstation in enger Zusammenarbeit in eine Rundtisch-Montageanlage mit 12 Stationen integriert. So konnten im Laufe von nunmehr drei Jahren rund 8 Millionen dieser Lampenfassungen gefertigt werden. Die Schweißstation im Rundtaktsystem von TRW erhält alle 6s automatisch die Einzelteile der Lampenfassungen und fügt diese. 

576357 Produkt Beitrag KU - 8 Mio. Lampenfassungen

Melaminharzschaumstoff. Zum ersten Mal wird ein flexibler, offenzelliger Schaumstoff aus Melaminharz, das Basotect der BASF, in Flugzeugsitzen eingesetzt. Der Konzern JSO, Sitzhersteller aus Toulouse/Frankreich, hat hierfür eine spezielle Behandlung für Basotect entwickelt. Im Verbund mit anderen Schaumstoffen ist nun die Anwendung im Polsterbereich möglich. Durch den Einsatz des Melaminharzschaums sind die neuen Sitzpolster wesentlich leichter als die herkömmlichen und helfen Kerosin einzusparen. Für die Fluggesellschaften bieten sich so ökologische und ökonomische Vorteile. 

Den Verbund aus Basotect und Standardschaumstoff mit Namen Soly’t stellt die Firma Celso, eine Tochtergesellschaft von JSO, in Lizenz her. Die Außenhülle besteht dabei aus herkömmlichem Schaumstoff, wie zum Beispiel aus grafitiertem Polyurethan, innen ist Basotect zu finden. Bislang wurde Basotect aufgrund seiner ausgezeichneten Schallabsorption vor allem im Schallschutz und wegen seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit in der Wärmedämmung eingesetzt. Dort wirkt auf den feinzelligen Schaumstoff in der Regel keine direkte mechanische Beanspruchung ein. Frühere Tests hatten gezeigt, dass Basotect in Standardqualität ohne spezielle Behandlung den sehr strengen Anforderungen an Flugzeugpolster bezüglich bleibender Verformung nicht genügte. Denn gerade Flugzeugsitze müssen langlebig und komfortabel sein, vor allem aber auch sehr gut brandgeschützt. Für die Nutzung als Sitzpolster im Flugzeug modifizierte JSO deshalb Basotect und kombinierte den Melaminharzschaumstoff mit herkömmlichem Polsterschaum. Diese Entwicklung hat sich JSO auch patentieren lassen. Die physikalischen Eigenschaften des Soly’t-Verbunds übertreffen dabei diejenigen der bisher verwendeten Standardschaumstoffe aus dem Flugzeugbau. Selbst einen Dauerbelastungstest von 80000 Zyklen übersteht das Material, ohne zu ermüden. Der Sitz bleibt bequem und dauerhaft gebrauchsfähig. Auch im so genannten Kerosinbrennertest, dem alle Sitzpolster vor ihrem Einsatz unterzogen werden, zeigt Soly’t die gleichen Eigenschaften wie die vorher eingesetzten Polsterschaumstoffe: Nur wenn ein Sitzpolster direkte Feuereinwirkung über 2min bei 1000°C aushält und dabei weniger als 10% seiner Polstermasse verliert, darf es im Flugzeug eingesetzt werden. 

576370 Produkt Beitrag KU - Ein Schaumstoff hebt ab

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Ertragssteigerung. Steigende Rohstoffkosten zwingen EPS-Verarbeiter, ihr Hauptaugenmerk auf den sorgfältigen Umgang mit Material zu legen, um einer Aushöhlung der Margen entgegenzuwirken. Das größte Rohstoff-Einsparungspotenzial liegt in der Anschaffung eines diskontinuierlichen Schäumers, denn ein kontinuierlicher Vorschäumer verliert bei der Gewichtsumstellung von z.B. 20g/l auf 14g/l bis zu 1t Rohstoff. Die Verarbeitung des Übergangsmaterials stellt also einen Kapitalverlust dar. Besonders Niedrigpentan-Rohstoffe lassen sich mit einem kontinuierlichen Schäumer nicht mehr verarbeiten. Um niedrige Dichten zu erreichen, erfordern sie eine zusätzliche Nachschäumung am diskontinuierlichen Schäumer. 

Aufgrund der patentierten Mehrfachschäumeinrichtung MPU erreichen Schäumer der Hirsch Maschinenbau GmbH & Co KG, Glanegg/ Österreich, eine Dichtetoleranz von weniger als ±1%. Ein wesentlicher Vorteil dieser Maschinen liegt in der Tatsache, dass jede Charge einzeln produziert und durch das automatische Schüttdichtenkontroll und -regelsystem DWS überwacht wird. Somit kann der Verarbeiter dauerhaft exakte Schüttdichten und niedrige Dichtetoleranzen erzielen. 

576373 Produkt Beitrag KU - Diskontinuierliches Schäumen

Polystyrol

Verkleben. Das Membran-Dosierventil 752V-SS der GLT Gesellschaft für Löttechnik mbH, Pforzheim, dosiert genaue, gleichmäßige Klebstoffpunkte und -streifen ohne Nachlaufen, wenn UV-Klebstoffe auf halb- oder vollautomatischen Montagelinien verarbeitet werden sollen. Der pneumatische Teil ist von der Materialkammer durch eine Membran getrennt, die für viele Millionen Dosierzyklen ausgelegt ist. Nach jedem Dosierzyklus schließt das Ventil mit einem schnellen, sauberen Abriss. Die Hubeinstellung macht es einfach, den Durchfluss entsprechend der Dosierapplikation und Kleberviskosität anzupassen. Nach Herstellerangaben bedarf das Ventil geringer Wartung. 

576376 Produkt Beitrag KU - Dosierventil für UV-Klebstoffe

Chemisches Fügeverfahren

Farbwechsel. Einen neuen Mehrkomponentenmischkopf für die flexible Produktion stellt die Krauss-Maffei Kunststofftechnik GmbH, München, vor. 

Der Mischkopf ist mit vier Düsen ausgestattet. Mit zwei Düsen werden die Polyurethankomponenten in die Mischkammer eingebracht; die anderen beiden Düsen stehen für die Farbdosierung zur Verfügung. So lässt sich die Bauteilfarbe von Schuss zu Schuss wechseln. Für die Farbkomponenten wurde das Zirkulationssystem modifiziert, um Farbverschleppungen durch Farbreste zu vermeiden. Die Farbdüse wird dazu durch eine hydraulisch angetriebene Nadel verschlossen. Gleichzeitig öffnet sich ein Rezirkulationskanal, durch den die Farbe abfließen kann. Vor Schussbeginn wird bei der Rezirkulation die Farbe auf den erforderlichen Verdüsungsdruck vorgespannt. Bei der Schussanforderung schließt sich der Rezirkulationskanal, während im gleichen Moment die Düse geöffnet wird, so dass die Farbe in die Mischkammer eingespritzt werden kann. Es wird nur die Materialmenge eingefärbt, die verarbeitet wird. Auch bei kleinen Austragsmengen zwischen 20 und 70g/s gewährleistet der Mischkopf nach Herstellerangaben eine sehr gute Mischungsqualität. 

576390 Produkt Beitrag KU - Mehr Farbe für PUR

Rovings. Johns Manville, ein Unternehmen der Berkshire Hathaway Gruppe, ist ein führender Hersteller von speziellen Industrieprodukten in Denver, Colorado/USA. Die Engineered Products Group (EPG), einer der vier Geschäftsbereiche von Johns Manville, produziert u.a. Glasfasern, Glasfaservlies, Polyesterspinnvlies und Glasfasergewebetapeten an 14 Standorten weltweit. Der neue Roving MultiStar 819 des Unternehmens ist speziell imprägniert und zeichnet sich durch seine guten Schneideigenschaften aus, was zu gleichmäßigen Schnittfasern führt. Zusätzlich ist die störende Flauschbildung durch einzelne Fasern deutlich reduziert. Er dient zur Verstärkung von ungesättigten Polyesterharzen und ist besonders geeignet für die so genannte Spray-up-Technologie, wenn glatte Oberflächen gefordert sind. Weitere Produktvorteile sind eine schnelle Durchtränkung, rasche Aushärtung, keine statische Aufladung und der Roving verwickelt sich bei der Verarbeitung nicht. 

576394 Produkt Beitrag KU - Verstärkung verbessert

Kleine Produktionsmengen. Grundbausteine des Masterbachdosiersystems von Brabender Technologie KG, Duisburg, sind modulare Kompaktdosierstationen. In eine kreisförmige Unterkonstruktion werden bis zu 6 Dosier-Differenzialwaagen mit Saugförderern zum Befüllen integriert. Die Waagen mit eingebauter Steuer- und Leistungselektronik sind mit einem Feldbus untereinander verbunden. Sie sind mit Schneckendosierern mit großem Verstellbereich ausgerüstet, die auch im unteren Leistungsbereich pulsationsfrei arbeiten. Schneckentrog, Schneckenrohr, Behälter und Restschüttgut können nach Lösen von zwei Schnellverschlüssen als Einheit entnommen und ausgetauscht, entleert oder auch nass gereinigt werden. Die entnommene Einheit enthält keine elektrischen Teile. Da die eigentliche Waage nicht ausgetauscht wird, bleibt die steuerungstechnische Integration und Parametrierung erhalten. Für freien Zugang zu den Waagen sind diese auf schwenkbaren Fahrgestellen montiert. Alternativ sind auch komplett entnehmbare Fahrgestelle erhältlich, die den Austausch gesamter Dosierwaagen erlauben. 

576400 Produkt Beitrag KU - Flexible Masterbatchdosierung

Masterbatches

Dosierer

Extrusionsblasformen. Kaum wahrnehmbar verrichten sie täglich viele Male ihre wichtige Aufgabe: Unterputz-Spülkästen. Der Sanitärausrüster Geberit GmbH, Pfullendorf, fertigt sein neuestes Modell auf einer Blasformmaschine, BlowPac 4-30 D FGT, von SIG Blowtec, Troisdorf. Bislang betreibt Geberit neun Blasformmaschinen, von denen sieben von SIG Blowtec bzw. dem Vorgänger Battenfeld Fischer stammen. 

Die neue Maschine ist eine Doppelstationen-Maschine mit so genanntem Hybrid-Antrieb. Fast alle Bewegungen, wie Verfahren der Schließeinheiten, Bewegungen des Kalibrierblasdorns und Extrudernicken, werden servoelektrisch über Kugelumlaufspindeln ausgeführt. Um unter den Schließeinheiten möglichst viel Freiraum zu schaffen, werden diese von zwei außen liegenden Kugelumlaufspindeln angetrieben, die in einer Master-Slave-Konfiguration absolut synchron arbeiten und die Schließeinheit präzise positionieren. Die Schließbewegung der Schließeinheit wird aufgrund der erforderlichen Zuhalte- und Abquetschkraft von 400kN hydraulisch realisiert. Die Maschine ist mit einem kontinuierlichen Schlauchkopf von SIG Kautex und einer 275-mm-PWDS-Düse ausgestattet, die für eine gute Wanddickenverteilung in dem komplex geformten Behälter sorgt. Der 120-mm-Extruder hat ausreichend Reserve, um den Ausstoß der Maschine später durch die Installation tiefkalter Blasluft zu erhöhen. Die Basismaschine wurde durch Platz sparend ausgelegte Peripherieeinrichtungen an beiden Seiten erweitert. Auf jeder Ausgabeseite werden die Blasformteile mit einem 2-Achsen-Greifer entnommen und über eine Luftlanze von innen gekühlt. Anschließend können die Teile vom Greifer an je zwei unterschiedlichen Stellen abgesetzt werden. Gutteile werden auf ein hinter der Maschine zusammengeführtes Förderband gestellt, während Schlechtteile oder Teile für Qualitätskontrollen nach vorne ausgegeben werden. 

Die Blasformwerkzeuge für diesen Spülkasten, der ein Volumen von ca. 13l und ein Nettogewicht von 2,2kg aufweist, wurden mit Design- und Layoutunterstützung durch SIG Blowtec von Geberit im eigenen Werkzeugbau hergestellt. Die Werkzeuge sind mit Vorrichtungen für schnellen Werkzeugwechsel ausgestattet und beliebig zwischen den beiden Blasformstationen austauschbar, da die Masken für Entbutzung und Nachkühlung an den Aufspannplatten befestigt sind. 

576404 Produkt Beitrag KU - Spülkästen aus dem Shuttle

Infrarot-Schweißtechnik. Die Widos GmbH, Heimerdingen, hat jetzt die programmgesteuerte Schweißmaschine WIDOS 2501 Servo CNC zum Infrarotschweißen von Werkstücken, Rohren und Formteilen aus PP, PVDF und PFA im Produktportfolio. Gegenüber den Maschinen, die entweder kraft- oder wegegeregelt schweißen, hat diese Maschine servogesteuerte Antriebe. Die Kombination aus hochwertiger Antriebseinheit und moderner Steuerungstechnik bringt nach Herstellerangaben Vorteile bei der Geschwindigkeit, Positionsgenauigkeit und Kraftregelung. 

Darüber hinaus sind Schweißverfahren mit Fügewegbegrenzung, Druckregelung und eine Verknüpfung zu einer kombinierten Druck- und Wegesteuerung möglich. Beim Schweißen von Kunststoffrohren mit hoher MFR (Schmelze-Massenfließrate) wird ein Abkühlen ohne Restspannungen und gleichzeitig gezielter Restschmelze erreicht. Die servogesteuerten Bewegungen der Maschine machen manuelle Arbeitsschritte überflüssig. Alle Verfahrenswege lassen sich präzise positionieren, so dass z.B. die Strahlungsabstände und Hobelwege nicht begrenzt werden, sondern je nach Anforderung individuell einstellbar sind. Das heißt, dass für jede Wanddicke ein optimaler Abstand festgelegt werden kann, was ein Reduzieren der Anwärmzeiten bedeutet. 

Nur mit einer Barcode-Berechtigung kann man in das Schweißprogramm eingreifen. Der Schweißablauf ist standardmäßig nach Schweißfläche und Material angelehnt an die DVS-Stumpfschweißrichtlinienwerte, kann alternativ aber auch an individuelle Anforderungen angepasst werden. Kommt es zu einer außerplanmäßigen Abweichung vom Sollwert oder wird ein Arbeitsschritt nicht ausgeführt, bricht der Schweißvorgang ab und protokolliert den entsprechenden Fehlercode. 

576433 Produkt Beitrag KU - Unterschiedliche Anwendungen

Verfahrensvergleich: Gewindefertigung in faserverstärkten Kunststoffen 

Für die Innengewindefertigung von gewebeverstärkten Kunststoffen stehen prinzipiell die Verfahren Gewindebohren und Gewindefräsen zur Auswahl. Die Lehrenhaltigkeit der erzeugten Innengewinde liegt beim Gewindebohren im Toleranzbereich, dagegen wird beim Gewindefräsen eine starke Abhängigkeit von den Schnittwerten festgestellt. 

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528178 Verfahrensvergleich: Gewindefertigung in faserverstärkten

Verarbeitungstechnik: Polyurethan-Schäumanlagen 

Im Gegensatz zur Fertigung von Formteilen oder Halbzeugen durch physikalisches Umformen liegt bei der Herstellung von Polyurethanen der wesentliche Schritt der chemischen Umsetzung in der Hand des Verarbeiters. Für die Produktion der unterschiedlichsten Anwendungen stehen Verarbeitungsanlagen zur Verfügung, die diese anspruchsvollen Prozesse zuverlässig beherrschen. Ausgehend von der Nieder- und Hochdruckmaschinentechnik werden Teilaggregate kurz erläutert. Die vielfältig ausgeprägten Anlagentechniken werden nach diskontinuierlichen und kontinuierlichen Verfahren unterschieden. 

Udo Maier | Hans-Guido Wirtz | Jürgen Fietz | Andreas Frahm | Thomas Rüb 

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528206 Verarbeitungstechnik: Polyurethan-Schäumanlagen

Heißkanalsysteme: Geregelte Verhältnisse 

Zur exakten Balancierung eines Mehrkavitäten-Heißkanalwerkzeugs eignen sich weder Werkzeuginnendruck-Sensoren noch Füllstudien. Werkzeugwandtemperatur-Sensoren kompensieren Viskositätsänderungen der Schmelze, indem sie die Einstellwerte der Heißkanaldüsen ändern – bis jede Kavität zur selben Zeit gefüllt ist. 

Christopherus Bader | Christian Burkhart | Erwin König 

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528190 Heißkanalsysteme: Geregelte Verhältnisse

Steuern, Regeln

Normalien und Heißkanaltechnik

Spritzgießen

Rheologie. Viskositätsprüfungen dienen in der Kunststofftechnik der Wareneingangsprüfung, der Überwachung der Gleichmäßigkeit von Chargen und zur Beurteilung der Verarbeitungsmöglichkeit. Bei den verschiedenen Verarbeitungsprozessen treten Veränderungen im Aufbau auf, z.B. Kettenabbau, thermische Schädigung, die sich als Veränderung der Viskosität zeigen. 

Das Viskosimeter DVS1 von Lauda, Lauda-Königshofen, berechnet aus der Dämpfung einer in der Messprobe schwingenden Perle die dynamische Viskosität und Dichte von Flüssigkeiten. Im Gegensatz zu Rotationsviskosimetern lassen sich so Viskositäten kleiner 1mPas ebenso genau ermitteln wie Viskositäten von zähflüssigen Substanzen bis zu 1000mPas. In Verbindung mit dem Thermostat RE305 bestimmt das Gerät die zum Berechnen des Viskositätsindex benötigten Viskositäten bei 40°C und 100°C sowie parallel dazu die Dichteänderung an derselben kleinen Probenmenge. Selbst bei Polymerlösungen reicht die Genauigkeit aus, um Lösevorgänge sichtbar zu machen. Aufgrund der Goldbeschichtung des Sensors können Azeton oder Dichlormethan als Löse- bzw. Spülmittel im Viskosimeter verwendet werden. Das externe Steuerpult lässt sich ohne spezielle Kenntnis bedienen. Die Messgrößen dynamische Viskosität, Dichte und Temperatur werden in Abhängigkeit von der Zeit protokolliert und auf einem Grafikdisplay angezeigt. Die dargestellten Messergebnisse können an einen Drucker oder nach Zwischenspeicherung via RS-232-Schnittstelle an einen PC übermittelt werden. 

576308 Produkt Beitrag KU - Viskosität und Dichte parallel messe

Werkstoffprüfung

Systemintegration: PET-Preforms im Direktverfahren 

Eine neue Pilotanlage zur Herstellung von Flaschenvorformlingen stellte das Anlagebau-Unternehmen Zimmer AG vor. Dabei handelt es sich um ein integriertes Direktverfahren, bei dem ohne den Zwischenschritt einer Granulierung direkt aus der Schmelzphase der Polykondensation PET-Preforms gespritzt werden können. 

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528146 Systemintegration: PET-Preforms im Direktverfahren

Polyethylenterephthalat

Neuer Werkstoff: Keiner will der Erste sein 

Seit gut drei Jahren produziert die Ticona GmbH, ein Unternehmen der Celanese AG, das Polyolefin COC im großtechnischen Maßstab. Während einer internationalen Tagung in Oberhausen wurde Resümee gezogen und speziell Anwendungen im Bereich pharmazeutische Verpackungen vorgestellt und diskutiert. 

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528158 Neuer Werkstoff: Keiner will der Erste sein

Thermoplaste

Medizintechnik

Parole "Wachstum": Stimmungshoch nach der Flut 

Hochwasserschäden beseitigt, Produktion modernisiert, Umsatz gesteigert, Marktstellung ausgebaut – das neu aufgestellte Management des österreichischen Spritzgießmaschinenbauers zog eine zufriedene Bilanz des abgelaufenen Geschäftsjahrs: „Engel nach der Flut ist deutlich mehr als zuvor.” 

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528154 Parole "Wachstum": Stimmungshoch nach der Flut

Qualitätssicherung: Prozessführung beim Ultraschallschweißen 

Hersteller von Schweißanlagen bieten seit einiger Zeit neben den herkömmlichen pneumatischen Pressen und analogen Generatoren auch servoelektrische Vorschubeinheiten und digitale Generatoren an. Damit eröffnen sich dem Anwender der Ultraschallschweißtechnik neue Prozessführungs- und Prozessüberwachungsmöglichkeiten. 

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528166 Qualitätssicherung: Prozessführung beim Ultraschallschwei

Obwohl die Verarbeitungstechnologie bei den Kunststoffen hohe Integrationen zulässt und somit der Bedarf an Fügeprozessen reduziert ist, müssen Kunststoffteile ebenso in Konstruktionen aus anderen Werkstoffen integriert wie auch mit anderen Kunststoffteilen verbunden werden. Der Beitrag gibt eine Übersicht über die rein additive Verbindungstechnik vorgefertigter Einzelteile. 

KU_2004_07_Fuegeverfahren-Verbindungstechnik.pdf

528162 Fügeverfahren: Verbindungstechnik

Laserstrahlschweißen: Dimensionen erweitert 

Aufgrund seiner gut kontrollierbaren, lokalen Energieeinbringung und der geringen mechanischen Belastung der Fügepartner bietet das Schweißen mit Hochleistungs-Diodenlasern eine gute Alternative zu konventionellen Fügeverfahren. Ein Hersteller hat die Laserquelle und den Scanner zu einem zuverlässigen Werkzeug verschmolzen. 

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528170 Laserstrahlschweißen: Dimensionen erweitert

Multi-Orbitales Reibschweißen: Schweißen durch Bewegung 

War das Reibschweißen bisher nur bei Hochtechnologie-Produkten bekannt, so könnte das so genannte „Multi-Orbitale Reibschweißen“ zur einer breiteren Anwendung dieses Verfahrens in der Kunststofftechnik beitragen. 

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528174 Multi-Orbitales Reibschweißen: Schweißen durch Bewegung

Verfahren im Wettbewerb: Ist Laserstrahlschweißen wirtschaftlich? 

Die zunehmende Anwendung des Laserstrahlschweißens ist nicht zuletzt auf die vielfältigen technischen Vorteile zurückzuführen. Hinsichtlich der wirtschaftlichen Vorteile bestehen aufgrund der höheren Investitionskosten und der unter Umständen höheren Kosten für geeignete Werkstoffe noch Vorurteile. Bei einem Vergleich zu anderen Verfahren müssen alle Aspekte betrachtet werden. 

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528182 Verfahren im Wettbewerb: Ist Laserstrahlschweißen wirtsch

Simulation: Fügeprozess durch Modell beschreiben 

Das Prozessverständnis beim Laserschweißen wird bis dato vorwiegend durch experimentelle Untersuchung erlangt. Diese stößt auf Grenzen im Hinblick auf die Optimierung von Entwicklungszeiten und -kosten. Einsatz von leistungsfähiger Software, die basierend auf mathematisch-physikalischen Modellen den gesamten Fügeprozess simuliert, kann für Abhilfe sorgen. 

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528186 Simulation: Fügeprozess durch Modell beschreiben

Spritzgießsimulation

Spritzgießtechnik für die Verpackungsindustrie (2): Ganzheitliche Systemintegration 

„Automatisieren oder sterben“ postulierte Husky-Gründer Robert Schad schon vor 30 Jahren die entscheidende Herausforderung der Kunststoff verarbeitenden Industrie. Wer heute schneller und rentabler im Markt sein will als die Konkurrenz, profitiert von den kurzen Realisierungszeiten und der von Anfang an hohen Produktivität und Zuverlässigkeit schlüsselfertig gelieferter Spritzgießzellen. 

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528194 Spritzgießtechnik für die Verpackungsindustrie (2): Ganzh

Simulation Verpackung

In den letzten Jahren werden zunehmend 3D-Simulationsprogramme zur Berechnung des Spritzgießprozesses angeboten. Gerade bei kompakten Bauteilgeometrien verspricht die hier praktizierte dreidimensionale Vernetzung des Bauteils genauere Berechnungsergebnisse im Vergleich zur herkömmlichen 2½ D-Simulationstechnik, welche die Geometrie für die Berechnung auf ein schalenförmiges Modell reduziert. Am Beispiel eines Pumpenbauteils werden die Vor- und Nachteile beider Simulationstechniken in Hinblick auf die Wiedergabegenauigkeit des Füllbildes sowie deren praktische Handhabung im Alltagsbetrieb verglichen. 

Stefan Roth | Bernd Küster | Hendrik Sura 

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528198 2½ D oder 3D?

Schaumstoffe schneiden: Netzwerkfähige Schaumstoff-Spaltmaschinen 

Komplexe Schneidlinien für Formteile aus Polyurethan und anderen Schaumstoffen setzen sich aus mehreren Einzelmaschinen zusammen, die idealerweise miteinander kommunizieren können. Der Datenaustausch an Horizontalspaltmaschinen ist erstmals direkt und komfortabel am Bediengerät via Ethernet realisiert. 

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528202 Schaumstoffe schneiden: Netzwerkfähige Schaumstoff-Spaltm

Schneidmaschinen, Kunststoff

Projektierung einer Fertigungszelle: Planung mit Weitblick 

Dekorierte Blenden für den Einsatz in Kfz-Armaturentafeln und Türinnenmodulen stellen hohe Anforderungen an Oberflächenreinheit, Optik und Qualitätsanmutung. Einem fränkischen Kunststoffverarbeiter gelang es durch die frühzeitige Zusammenarbeit mit einem Spritzgießmaschinenhersteller als Systemlieferant in kurzer Zeit, eine vollautomatische Fertigungszelle einschließlich Reinluftmodul einzurichten und die Produktion termingerecht aufzunehmen. 

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528210 Projektierung einer Fertigungszelle: Planung mit Weitblic

Stereolithographie: Nahtloser Übergang in die Serie 

Für den GM Super Sport Roadster wurde eine Reihe von Kunststoffbauteilen für den Fahrzeuginnenraum in Rapid Prototyping vorgefertigt. Bei der Herstellung kamen Photopolymer-Epoxidharze zum Einsatz. 

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528218 Stereolithographie: Nahtloser Übergang in die Serie

Hart-Weich-Verbunde mit Metallinsert: Kunststoff-Metall-Hybride der neuen Generation 

Aus dem kombinierten Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe lassen sich technische und funktionelle Vorteile generieren. Metall-Hybrid-Bauteile bestehen aus tragenden Metallstrukturen, die mit Funktionselementen aus Kunststoff umspritzt werden. Die MCDS-Technologie (Multi-component Damping System) bringt zur Belastungs- und Verzugsreduktion eine dämpfende Zwischenschicht in den Metall-Kunststoff-Verbund ein. 

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528214 Hart-Weich-Verbunde mit Metallinsert: Kunststoff-Metall-H

Strukturbauteile: Faserverstärkte Bauteile mit lokaler Endlosfaser 

Ein neu entwickelter Langfaser-Thermoplast-Direktprozess mit lokaler Endlosfaserverstärkung bietet erweiterte Einsatzmöglichkeiten im Automobilbau. 

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528226 Strukturbauteile: Faserverstärkte Bauteile mit lokaler En

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Begriffsdefinitionen: Von der Pflanze zum naturfaserverstärkten Bauteil 

Naturfasern werden immer häufiger für die Verstärkung von Kunststoffen eingesetzt. Wenn traditionelle Werkstoffe, noch dazu aus der Landwirtschaft, mit der modernen Kunststoffverarbeitung zusammentreffen, kommt es zu unvermeidlichen Kommunikationsproblemen zwischen den einzelnen Wertschöpfungsstufen. 

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528234 Begriffsdefinitionen: Von der Pflanze zum naturfaserverst

Leicht, dicht und sicher sollen Lkw-Druckluftspeicher sein. Nach innen gewölbte Böden sind das Geheimnis einer neuartigen Druckbehälter-Bauweise, die der Faserverbundtechnik nun auch zum Durchbruch im Lastkraftwagen-Bereich verhelfen könnte. Für die Entwicklungsarbeit wurde der AVK-TV-Innovationspreis 2003 für die „Beste Hochschularbeit des Jahres 2003“ verliehen. 

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528222 Druckbehälter: Eine Frage der Wölbung

Vorbauklappe: Lkw-Bauteil in Hybridtechnik 

Das große Ziergitter des Mercedes-Benz Actros lässt sich mit einem leicht fließenden Polyamid 6 umsetzen. Die Seitenstreben in Hybridbauweise aus Stahlblech und glasfaserverstärktem Polyamid 6 dienen als tragende Verstärkung. 

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528230 Vorbauklappe: Lkw-Bauteil in Hybridtechnik

Polyamide

Filtertassen aus Polyamid: Transparenz für Wasserfilter 

Moderne Filtersysteme sind ohne Kunststoffe nicht mehr denkbar. Die transparenten Filtertassen von Wasserfiltern der Carbonit Filtertechnik werden aus Grilamid gefertigt, einem für Lebensmittel- und Trinkwasseranwendungen zugelassenen thermoplastischen Polyamid12, das kaum Wasser aufnimmt. 

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528238 Filtertassen aus Polyamid: Transparenz für Wasserfilter

Kunststoff/Kunststoff-Hybride: Es muss nicht immer Stahl sein 

Kunststoffe erobern ein weiteres Terrain, das vornehmlich Metallen vorbehalten war: In der Hybridbauweise erreichen Einlegeteile aus gewebe- oder glasmattenverstärkten Thermo- und Duroplasten mit angespritzter Kunststoffverrippung Belastbarkeiten vergleichbarer Konstruktionen aus Stahl. 