Wittmann Battenfeld stellt mit der Fertigung eines Stützrings mit einer mikrometerdünnen Silikonmembran seine Kompetenz in gleich zwei Disziplinen unter Beweis: der Verarbeitung von Flüssigsilikon einerseits und der Herstellung von qualitativ hochwertigen Kleinstteilen andererseits.

LSR-Verarbeitung im Mikrospritzgießen

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Mikrospritzgießen

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Silikonkautschuk

Kunststoff Werkstoffe

Kautschuk / Elastomere

Bauteil mit interdisziplinärem Anspruch

Auf der Fakuma 2021 präsentiert die Plasmatreat GmbH, Steinhagen, ihre Systeme und Lösungen zur Oberflächenbehandlung mit Atmosphärendruckplasma. Dabei hat das Unternehmen auf seinem Messestand die Aktivierung und Beschichtung von Kunststoffoberflächen vor den nachfolgenden Verarbeitungsprozessen im Fokus.

Mit Openair-Plasma können Kunststoffoberflächen gezielt behandelt und die Eigenschaften der Oberflächen verändert werden

Plasmabehandlung

Oberflächentechnik

Reinigen und Vorbehandeln

Messe Fakuma

kunststoffe.de

Kunststoffoberflächen gezielt modifizieren und neue Materialverbunde ermöglichen

Während der vergangenen Monate haben sich viele firmeninternen Abläufe und Entwicklungsprozesse verlangsamt und auch verändert. Trotz allem ist die Zeit nicht stehen geblieben, auch nicht in der Spritzgießtechnik. Dabei haben vor allem zwei Themen die Diskussion und Entwicklung geprägt: Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft. Nachfolgend einige Beispiele von Entwicklungen und Projekten, die das untermauern.

In die durchgehend 3D-geformte Instrumentenblende sind zwei Displays nahtlos integriert

16:9

Innovatives Spritzgießen in Zeiten der Pandemie

Schaumspritzgießen

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Steuern, Regeln

Software

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Spritzprägen

Biokunststoffe

Spritzgieß-Sonderverfahren

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Spritzgießsimulation

Simulation

Machine Learning

Datenanalyse

Schnecken und Plastifiziersysteme

Spritzgießmaschinen

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Lasermarkieren

Laserbearbeitungen

Inline- / Online-Messsysteme

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Kreislaufwirtschaft

Hinterm Horizont geht’s weiter

Nach einem Jahr erzwungener „Fakuma-Pause“ kündigt Wittmann Battenfeld als Highlight der diesjährigen Messe die neue servohydraulische Maschine SmartPlus an. Sie soll sich durch ein hohes Maß an Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Wiederholgenauigkeit auszeichnen.

Die neue Maschine SmartPlus ist mit der Software HiQ Flow und dem Condition Monitoring System CMS-Light ausgestattet

Spritzgießmaschinen, allgemein

Elastomer-Spritzgießen

Servohydraulisch, vollelektrisch, digitalisiert

Drei der vier Anwendungen, die Dr. Boy auf dem eigenen Messestand zeigt, sind mit dem Boy-eigenen Linearhandling LR 5 bestückt. Vier weitere sind bei Partnern zu sehen.

Auf der Boy 35 E wird das kompakt gebaute Teleskop-Handling LR 5 für eine medizinische LSR-Anwendung eingesetzt

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Individuelle Automatisierung und Digitalisierung

Der französische Spritzgießmaschinenhersteller Billion hat auf der Fakuma 2021 eine neue vollelektrische Modellgeneration vorgestellt.

Die Select² ist mit Schließkräften von 1750 bis 4000 kN sowohl als Einkomponenten- als auch als Zweikomponentenmaschine erhältlich

Nachhaltiges Spritzgießen mit voll automatisierter Montage

Gemeinsam mit seinem Kunden Bartenbach entwickelte der Silikon-Spezialist Starlim/Sterner eine neuartige Vorsatzoptik für LED-Lampen, die für eine homogene Lichtverteilung über alle Strahlungswinkel sorgt.

Die Vorsatzoptik aus Silikon umfasst den LED-Chip

Spritzgießspezialist und Lichtdesigner entwickeln gemeinsam Bauteil für LED-Lampen

Zielgenaue Ausleuchtung mit hochtransparentem Silikon

Alle drei Jahre lädt der Spritzgießmaschinenhersteller Engel seine Kunden und Partner zu einem Symposium nach Oberösterreich. Unter dem Eindruck mehrerer Weltpremieren, einer Vielzahl an herausfordernden Anwendungen und zukunftsweisenden Lösungen dürften die mehr als 3000 Besucher aus allen Erdteilen ihr Kommen nicht bereut haben. 

Das Engel Symposium 2015 steht im Zeichen von intelligenten Spritzgießlösungen  und "Industrie 4.0" 

Messdatenerfassung, Software

Messdatenerfassung und -verarbeitung

Metallpulver-Spritzgießen

Prozesse werden sicher – und selbstständig 

Zur 24. Auflage der Internationalen Fachmesse für Kunststoffverarbeitung (Fakuma) haben sich auch in diesem Jahr die wichtigsten Spritzgießmaschinenhersteller angekündigt. Deutlicher als zuvor zeigt sich, dass die Maschinenhersteller der allgegenwärtigen Forderung nach höherer Produktionseffizienz mit einer noch intensiveren Vernetzung von Komponenten zu Produktionssystemen begegnen. Hierbei spiegeln einschlägige Anwendungen das aktuelle Leistungsvermögen der Spritzgießbranche wider. 

Spritzgießmaschinenhersteller ergänzen systematisch ihre Produktspektren und entwickeln sich zu ganzheitlichen Systemanbietern 

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Additive Fertigung

Pulver-Spritzgießen

Fluidinjektionstechnik

Gasinjektionstechnik

Wasserinjektionstechnik

Hybridtechnik

Erfolgreich mit System und Effizienz 

Das Institut für Kunststoffverarbeitung in Aachen hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich hydrophobe Formteile aus Elastomeren in einem einstufigen Spritzgießverfahren herstellen lassen. Mögliche Anwendungsgebiete sind beispielsweise vollständig entleerbare Transportbehältnisse oder selbstreinigende Isolatoren. 

Ohne technischen Zusatzaufwand lassen sich funktionelle Elastomeroberflächen mit Lotus-Effekt spritzgießen 

Fertigung widerstandsfähiger  hydrophober Oberflächen 

Industrie 4.0, Leichtbau und Kombinationstechnologien – so lassen sich die aktuellen Trends und Herausforderungen zusammenfassen, die sich in den letzten Jahren in vielen verfahrenstechnischen Entwicklungen im Spritzgießen widerspiegeln. Die Aussteller zeigen in ihren Ankündigungen für die kommende K-Messe, dass sie auch weiterhin auf diese Themen setzen. 

Spritzgießverfahren zwischen Industrie 4.0, Leichtbau und Kombinationstechnologien 

Reinraumsysteme / -technik

Reise mit bekanntem Ziel 

Das neue vollelektrische Nadelverschluss-Kaltkanalsystem Smartshot E sorgt laut Hersteller Elmet mit servomotorisch angetriebenen Düsennadeln für ein Maximum an Flexibilität, Präzision und Regelbarkeit beim Spritzgießen von Zweikomponenten-Flüssigsilikonkautschuken (LSR) in Mehr-Kavitäten-Werkzeugen.

Der neue vollelektrische High-End-Kaltkanal Smartshot E für das LSR-Spritzgießen ermöglicht das exakte Ausbalancieren beim Füllen von Mehrfach-Werkzeugen mit bis zu 16 Kavitäten

Kaltkanalsysteme

Vollelektrischer Kaltkanal maximiert Flexibilität und Präzision

Trelleborg Sealing Solutions ist es gelungen, Thermoplaste und Elastomere mit der notwendigen Festigkeit zu kombinieren.

Im Multicomponent Development Center werden elastomere Dichtungen erprobt.

Bereits rund 50 Materialkombinationen für Dichtungsanwendungen validiert

2K-Verbindungen von Thermoplasten und Elastomeren

Spritzgießer stehen bei der Verarbeitung von hochgefüllten Wood-Plastic-Composites (WPC) vor unterschiedlichen Herausforderungen. Füllgehalte oberhalb eines Massenanteils von 40 % führen zu Freistrahlbildung und Bindenähten, die wiederum mechanische Schwachstellen im Bauteil erzeugen. Das Sandwich-Spritzgießen bietet eine gute Alternative, um diese Fließanomalien zu vermeiden.

WPC in Granulatform, Freistrahlbildung durch konventionelles Spritzgießen und optimiertes Füllverhalten durch Sandwichtechnik (von links oben im Uhrzeigersinn)

Gesteigerte Prozesssicherheit bei der Verarbeitung von WPC durch Sandwich-Spritzgießen

Holz

Die Fließfront darf nicht brechen

Die Vorankündigungen im Bereich Spritzgießen lassen vermuten, dass sich die Entwicklungen der letzten Jahre fortsetzen. Dazu zählen die zunehmende Digitalisierung der Spritzgießfertigung sowie die Zusammenführung verschiedenster Kompetenzen in hochintegrierten Fertigungszellen. Im Fokus steht nicht mehr nur die Maschine allein, sondern die optimale Systemlösung, die das Werkzeug und eine individuell gestaltete Peripherie in der digitalen und realen Welt integriert. 

Fakuma 2018: Spritzgießen vernetzt und integriert 

Steuerungen (Hardware und Software)

ERP-Systeme

Treibmittel

Temperiertechnik

Die kommunikative Maschine 

Vorzüge mit Hindernissen: 2K-Spritzgießen mit zwei verschiedenen Silikonen

Sie ist so etwas wie die Diva im Mehrkomponenten-Spritzgießen. Doch weiß man erst einmal, wie man mit ihrem fordernden Naturell umgehen muss, kehrt sie ihre schönen Seiten hervor. Die Rede ist von der Mehrkomponententechnik, bei der zwei Silikone miteinander verbunden werden.

Es ist ein anspruchsvolles Unterfangen, einen thermoplastischen Kunststoff mit Silikon zu verbinden. Kombiniert man allerdings zwei Silikone zu einem Bauteil, erreichen die Anforderungen an das Teilehandling ein neues Level. „Das Wichtigste ist, die erste Komponente zu stützen“, erklärt Roland Angerer, Technischer Leiter bei der Rico Elastomere Projecting GmbH, die Herangehensweise. Das Unternehmen mit Sitz in Thalheim bei Wels/Oberösterreich beschäftigt sich seit fast 30 Jahren mit dem Mehrkomponenten-Spritzgießen mit Silikon und baut Werkzeuge für Kunden gleichermaßen wie für die eigene Produktion. Immer wieder setzt Rico Projekte im 2K-Silikon-Spritzgießverfahren effizient um.

„Die 2K-Werkzeugtechnik ist für Rico nicht per se die große Herausforderung. Da können wir auf langjährige Erfahrung zurückblicken“, sagt Angerer. „Heikel wird bei der Kombination zweier LSR-Typen jedoch das Teilehandling.“ Es gilt, den Erst-Spritzling nur nicht loszulassen. Oder so gut zu stützen, dass die zweite Silikonkomponente auf die erste aufgespritzt werden kann, ohne dass sich das Basisteil deformiert. Würde es sich bei der Umspritzung nur ein klein wenig verformen, entspräche das Endprodukt nicht mehr den Anforderungen. „Der komplette 2K-Prozess wird deshalb in einem Werkzeug und einer Maschine umgesetzt. Wir versuchen, das Basisteil so wenig wie möglich zu bewegen“, erklärt Angerer.

Vorteilhaft ist diese Art des 2K-Spritzgießens überdies wegen der Materialhaftung. „Dadurch, dass wir die Wege verkürzen und in einem Werkzeug produzieren, wird der ersten Komponente keine Chance gegeben abzukühlen. Wir nutzen die Wärme des Erst-Spritzlings gleich für die Vulkanisation der zweiten Komponente“, so Angerer. Außerdem gilt bei Silikon das Sprichwort „gleich und gleich gesellt sich gern“. Es haftet nämlich ohne weitere Vorbehandlung von selbst an seinesgleichen – auch bei Standardsilikonen.

Unerlässlich ist es, geeignete Materialpaarungen zu konzipieren. Die Shore-Härte der ersten Komponente muss höher sein als die der zweiten oder zumindest gleich hoch. Der Spritzgießprozess wird so angelegt, dass die härtere Komponente das Basisteil bildet, auf das aufgespritzt wird. Rico gestaltet dafür spezielle Prägeflächen, um beide Komponenten optimal miteinander zu verbinden bzw. abzudichten. Die Farben der Materialien sind dabei irrelevant, da keine Vermischung erfolgt.

Im Vergleich zu einer nachträglichen Zusammenführung zweier Einzelteile bietet das Mehrkomponenten-Spritzgießen Einsparungspotenzial. Nicht nur, dass eine nachträgliche Montage, egal ob mit Mensch oder Maschine, oftmals gar nicht möglich wäre – der Kunde spart sich obendrein Material- und Personalressourcen. Um einzelne Elemente zu konfektionieren, wäre fast immer ein drittes Bauteil nötig. „Wer bei Rico bestellt, bekommt ein fertiges 2K-Teil, bei Bedarf mit individueller Laserbeschriftung oder kundenspezifischer Verpackung“, so Angerer.

2K-Produkte aus reinem Silikon haben den Vorteil, dass sie sowohl die notwendige Stabilität als auch die geforderte weiche Funktionskomponente beinhalten. Beliebte Anwendungsgebiete sind jene, in denen das Produkt mit dem menschlichen Körper in Berührung kommt und weiche Materialien erwünscht sind. Dies ist zum Beispiel bei Atemschutz- oder Apnoemasken der Fall. Für einen Kunden aus der Life-Science-Industrie fertigte Rico ein 2K-Werkzeug für einen Voll-Silikon-Gehörschutz (Bild), der in einer Materialkombination mit 70 plus 30 Shore produziert wird.

Abschließend geht Roland Angerer noch auf den Unterschied zwischen 2K-Spritzgussteilen aus zwei Silikonen und solchen aus Thermoplast und Silikon ein: „Mit einem Thermoplast ist das Teilehandling einfacher.“ Da Thermoplast von Grund auf hart sei und den nötigen Widerstand biete, gebe es keine Probleme beim Umsetzen. Es sei wesentlich schwieriger, ein Silikonteil ohne Deformation zu greifen, es wieder in Position zu bringen und zu umspritzen.

Reine Silikon-Werkzeuge sind darüber hinaus, unter anderem wegen der Notwendigkeit eines zweifachen Kaltkanals, aufwendiger. Angespritzt wird bei beiden 2K-Varianten immer direkt, mit Nadelverschluss oder offenem System. Die Kavitätenzahlen hängen bei einer LSR+LSR- ebenso wie bei einer TP+LSR-Kombination stark von der Formteilgröße und -geometrie ab. Außerdem sind die benötigten Schließkräfte der Spritzgießmaschine relevant. Rico setzte für mehrere Kunden bereits 2K-Spritzgießwerkzeuge mit 96+96 Kavitäten für die Produktion eines Thermoplast-Silikon-Verbundteils um.

RICO Elastomere Projecting GmbH 

https://www.rico.at

Ausgabenartikel KU7-21

Für einen Life-Science-Kunden fertigte Rico ein 2K-Werkzeug für einen Voll-Silikon-Gehörschutz in der Materialkombination 70 und 30 Shore

Roland Angerer, Technischer Leiter bei  Rico: „Wir versuchen, das Basisteil so wenig  wie möglich zu bewegen“

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<b>Sonja Kirner</b> ist im Marketing Management der Rico Elastomere Projecting GmbH, Thalheim/Österreich, tätig.