Hohe Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit sowie Leidenschaft fürs Detail bei der Lösung hochkomplexer Aufgaben – diese Vorzüge waren gefragt bei der Entwicklung eines Fertigungskonzepts für Getriebedeckel von Frontwischeranlagen und beim Bau der entsprechenden Produktionsanlage. Basis dafür war die enge Zusammenarbeit zwischen der Söhnergruppe und dem Hochleistungsanlagenbauer Hekuma. 

7,5 Sekunden pro Teil, zwei Millionen Stück pro Jahr – Vorzeigeprojekt für eine Hochleistungsanlage in der Spritzgießfertigung 

Handling, Handhabungstechnik

Spritzgießen

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Montageeinrichtungen

Industrieroboter

Elektrische / Magnetische Messtechnik

Optische Mess- und Prüftechnik

Dichtheitsprüfsysteme, Lecksuchsysteme

Qualitätssicherung

Die Aufgabe, Komplexität zu beherrschen 

Die Megatec Kunststofftechnik GmbH aus Lüdenscheid ist ein Spezialist für beschichtete Zwei-Komponenten-Bauteile. 90 Prozent der Kunden kommen aus der Automobilindustrie, darunter die bekanntesten Premium-Marken. Für die automatisierte Fertigung einer hinterleuchteten Türleiste für den Audi A4 setzte der Zulieferer erstmals eine Turnkey-Anlage von Arburg ein. Aus der Vernetzung mit dem Leitrechnersystem ALS zieht er eine Reihe von Vorteilen. 

Megatec investiert in voll automatisierte Fertigung hinterleuchteter Türleisten 

Automatisierungstechnik

Oberflächentechnik

KFZ-Zulieferer

Prozess überwacht, Unfall verhütet 

Der von Foboha entwickelte „Reverse Cube“ fertigt verschiedene Bauteile aus unterschiedlichen Materialien in einem Schritt und montiert die Einzelteile mithilfe eines Handlingroboters noch im Werkzeug zykluszeitneutral zum Endprodukt.

Mehrkomponententeile mit einem zweigeteilten Würfelwerkzeug fertigen und montieren

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Montage

Montagetechnik

Steuern, Regeln

Software

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeugtemperatursensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Heißkanalsysteme

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Spritzgießmaschinen

Gegenläufige Rotation

Ambientebeleuchtung hat den Autoinnenraum erobert – und erleichtert den Passagieren die Orientierung. So muss beim Audi A7 niemand im Dunkeln nach dem Gurtschloss tasten, denn ein integrierter Lichtleiter weist den Weg. Die Kunststoff Helmbrechts AG fertigt das 3K-Bauteil und hat dafür auch das Werkzeugkonzept entwickelt. Der Kniff: ein sogenanntes Twin-Turn-Werkzeug, das sich auf beiden Seiten dreht. Auf der K 2019 erhielt das Unternehmen dafür den GKV/TecPart-Innovationspreis.

Twin-Turn-Werkzeug löst Fertigungsproblem mit doppeltem Dreh

Polycarbonat

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Dienstleistungen

Landefeuer für den Gurt

Bei der Vergabe des Auftrags, für Audi Bedienräder für die Ausströmer im Fahrzeuginnenraum zu produzieren, konnte Weber Esslingen mit einem integrierten Werkzeug-, Material- und Herstellungskonzept überzeugen. In dem 3K-Spritzgießprozess auf einem 2+2+2-fach-Werkzeug mit Drehkreuz stellt das zuletzt aufgespritzte TPE sicher, dass das Bauteil nur im vorgesehenen Bereich galvanisiert wird. 

Weber Esslingen stellt partiell verchromte Bedienräder für den Audi Q5 und A6 her 

Selektives Galvanisieren mit TPE-Elementen 

Einige Jahre lang hat ein Quartett von Entwicklern an einer neuen Technik zur Lackierung von Thermoplastteilen im Spritzgießwerkzeug gearbeitet. Jetzt ging das Verfahren mit der Reaktionslacküberflutung im Spritzgießwerkzeug erstmals in Serie: Der neue Peugeot-SUV 3008 trägt als erstes Auto der Welt elegante A-Säulenverkleidungen in tiefschwarzem Klavierlack mit Spiegelglanz – hergestellt in einem schnellen einstufigen Prozess, der weder Löse- noch Trennmittel erfordert. 

Lackieren ohne Läufer – Zykluszeit unter einer Minute 

Polyurethan

Lackieren

Spiegelglanzlackieren im Werkzeug 

Bei der Herstellung einer elektronischen Einparkhilfe sorgen 8-Pol-Stecker für die sichere Verbindung zwischen Kamera und Elektronik. Eine in einem 2K-Prozess auf einem zweiten Werkzeug angespritzte Dichtung aus Flüssigsilikon schützt die Bauteile vor Spritzwasser und Staub. Auf einer Zwei-Komponenten-Drehtischmaschine produziert H&B Electronic jährlich rund zwei Millionen dieser icam-Stecker für den Systemlieferanten Bosch. 

Zwei-Komponenten-Drehtischmaschine fertigt für eine BMW-Einparkhilfe zwei Millionen Stecker im Jahr 

Der Blick über die Schulter ist passé 

Um bei der Bauteilmontage einen höheren Toleranzausgleich zum Gegenstück zu erzielen, hat der Automobilzulieferer Borscheid + Wenig die Produktion der Luftansaugung für den Audi Q5 umgestellt. Die Dichtung für das Produkt wird statt im 2K-Spritzgießwerkzeug durch nachträgliches Beschäumen der entsprechenden Hartkomponente aufgebracht. Dafür gibt es trotz des Kostennachteils mehr als einen guten Grund. 

Dichtungs- und Montagequalität rechtfertigen höhere Bauteilkosten 

Dichtungsschäumen

Was nicht passt, wird  passend gemacht 

Für ein diffiziles Spritzguss-Bauteil ¿ ein Lichtband für die Mittelkonsole eines Oberklasse-SUVs ¿ suchte der Werkzeughersteller Vema ein geeignetes Heißkanalsystem. Die Herausforderungen: zwei temperatursensible Kunststoffe, äußerst geringe Schussgewichte und höchste Ansprüche an die Qualität des fertigen Class-A-Teils. Auf Basis seines Lieferprogramms entwickelte der Heißkanalexperte Witosa eine Lösung und leistete Hilfestellung bei der Optimierung des Prozesses. 

Witosa liefert Heißkanalsystem für komplexe Anwendung eines Premium-Fahrzeugs 

Normalien und Heißkanaltechnik

Wohlfühllicht braucht Perfektion 

Aus ökologischer und ökonomischer Notwendigkeit sucht die Branche auch für hochbelastete Kunststoffbauteile Wege zum Leichtbau. Bei einer Pkw-Federunterlage sieht die Lösung so aus: Mit einem Sandwich-Schäumverfahren wird in einem Einkomponenten-Spritzgießprozess eine Struktur erzeugt, die außen aus kompaktem Material besteht und innen aus einem leichten Schaum. Somit können bei gleicher Festigkeit Gewicht, Materialverbrauch und Herstellkosten signifikant gesenkt werden.

Leichtbau bei hochbelasteten Kunststoffbauteilen am Beispiel einer Pkw-Federunterlage

Schaumspritzgießen

Werkstoffprüfung, mechanisch

Werkstoffprüfung

Polyamide

Analysetools, FEM

Schwingungs- / Vibrationsprüfger

Schaumkern trotzt enormer Belastung

Mit der KR Cytec nano Serie bietet die Kuka Roboter GmbH, Augsburg, neue, besonders leistungsfähige Roboter in der niedrigen Traglastklasse. Im Bereich von 6 bis 10 kg Traglast zeichnet sich die Baureihe vor allem durch ihre Kompaktheit aus – nach Herstellerangaben bringt es der KR 8 R1620 auf 47% weniger Volumen als das Vorgängermodell. Die schlanken und flinken Knickarmroboter mit großer Reichweite lösen die vorherigen Kuka-Typen KR 5, KR 6-2 und KR 5 arc ab. 

Mehr Leistung in der niedrigen Traglastklasse 

Industrieroboter klein

Handhabungsroboter

Kuka KR Cytec nano Serie 

Neu in der Industrieroboter-Familie von der ABB Automation GmbH, Friedberg,  sind die Scara-Roboter IRB 910SC. Mit ihren vier Freiheitsgraden sind sie für Pick & Place Aufgaben prädestiniert. Die Kleinteilemontage, einfache Handhabungen und Teileprüfungen sind weitere mögliche Anwendungen. Dazu gehören auch das Konfektionieren von Trays, Be- und Entladen von Maschinen, Montagearbeiten wie das Einpressen oder Einschrauben von Elementen. Ihre Einsatzfelder finden sie in der Elektronik-, Medizin-, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Große Vorteile bieten sie laut Hersteller mit ihrer hohen Genauigkeit auch bei hohen Geschwindigkeiten. Für Inspektions- und Prüfaufgaben lässt sich ein Visionssystem integrieren. Die Roboter sind ebenfalls für Arbeiten in Reinräumen geeignet. 

Leichtgewicht für die Produktion 

Scara-Roboter IRB 910SC 

Mit gleich zwei neuen Robotern erweitert die Wittmann Battenfeld GmbH , Kottingbrunn/Österreich, ihre W8 pro Serie. Eingesetzt werden diese Roboter auf Maschinen im Schließkraftbereich von 1300 bis 2400 t – ideal für das Handling von Automobil-Komponenten, Weiß- und Braunware sowie technischen Teilen.

Für kleine und große Spritzgießmaschinen 

Roboter für Großmaschinen: W853 pro und W863 pro 

Dürr und Kuka arbeiten zusammen: Gemeinsam haben sie ein Robotersystem für den automatisierten Lackauftrag entwickelt. Der Roboter stammt von Kuka, Dürr steuert die Technik für den Lackauftrag (Applikation) bei. Einsatzbereiche sind unter anderem die Lackierung vonKunststoff, Holz, Glas und Metall. 

Gemeinsame Lösung von Dürr und Kuka für ein Robotersystem 

Lackierroboter

Sechs Achsen für den automatisierten Lackauftrag 

Der Markt für Outdoor-Ausrüstung ist hart umkämpft. Morakniv gehört zu den erfolgreichen Spielern in diesem Feld. Für die Fertigung von Outdoor-Messern setzt das schwedische Traditionsunternehmen auf Prozessintegration und Automatisierung. Engel hat als Generalunternehmer eine Fertigungszelle mit vier Spritzgießmaschinen konzipiert, die das Vorgängersystem um Längen schlägt. 

Morakniv steigert mit einer hochintegrierten Spritzgießzelle die Produktivität 

Geschliffenes Gesamtkonzept 

Flexible Turnkey-Anlage zur Herstellung variantenreicher Rollos

Am US-Standort Auburn Hills, Michigan, produziert fischer automotive systems Kinematikkomponenten für die Mittelkonsole der Mercedes GLE-Klasse, die mit einem Rollo ausgestattet sind. Die einzelnen Lamellen dieses Bauelements werden auf einer großen 2K-Spritzgießmaschine hergestellt und direkt an der Maschine mit extern zugeführten Teilen zum fertigen Rollo montiert.

Es braucht schon fast die Vogelperspektive, um die Größe und Komplexität dieser vollautomatisch arbeitenden Anlage überblicken zu können (Bild 1). In einer Fertigungszelle, die seitlich an eine hydraulische Zwei-Komponenten-Spritzgießmaschine (Typ: Allrounder 920 S) mit 5000 kN Schließkraft angedockt ist, montieren zwei Sechsachsroboter von Kuka mehrere Spritzguss- und Zuführteile zum Basis-Rollo, das in einem Folgeschritt noch zum einbaufertigen Produkt veredelt wird. Beide Roboter sind in die Maschinensteuerung Selogica integriert. Ebenfalls zur Zelle gehören ein zentraler Drehteller, eine Abkühlstation sowie ein Schwingförderer und ein manuell bestückter Doppelschiebetisch für die Zufuhr der externen Montageteile.

Die Spritzgießmaschine produziert Lamellen für ein Rollo, das die Mittelkonsole der Mercedes GLE-Klasse ziert (Titelbild). Die Montage der Einzelteile ist zugunsten gleichbleibend hoher Produkt- und Montagequalität direkt in die Anlage integriert. Doch warum überhaupt diese Anlagendimension? Die Antwort gibt Dan Saari (Bild 2), bei fischer automotive systems Fertigungsleiter eines Werks am US-Standort Auburn Hills, wo die Fertigungszelle steht: „Weil wir in der Lage sein mussten, die dekorativen Rollos in vielen Varianten und großen Stückzahlen herzustellen, waren wir auf der Suche nach einer sehr flexiblen Turnkey-Lösung. Arburg hat uns hier von der Planung bis zur Umsetzung hervorragend unterstützt.“ Neben der Flexibilität ging es fischer automotive laut Saari vor allem darum, für das komplexe Produkt eine gleichbleibend hohe Teilequalität und Produktionseffizienz sicherzustellen. Dazu war es erforderlich, den 2K-Spritzgießprozess und die verschiedenen Montageschritte präzise aufeinander abzustimmen und auszuführen. Wichtige Anfangsbedingung: Die Spritzgießparameter werden kontinuierlich überwacht und Schlechtteile sofort aus dem Prozess ausgeschleust.

Mit einem 8+8-fach-Werkzeug ausgestattet, fertigt die Zweikomponentenmaschine zunächst acht einzelne Lamellen aus einem glasfaserverstärkten Polyamid 6. Per Index-Dreheinheit werden die länglichen Teile präzise um 180° in die nächste Position gedreht, um an jede Lamelle zwei weiche Dichtlippen aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) anzuspritzen. Diese sorgen später dafür, dass das Rollo der Mittelkonsole während der Fahrt nicht klappert oder quietscht und kein unerwünschtes Licht hindurchlässt.

Der größere der beiden Sechsachsroboter (Typ: KR 30) arbeitet mit einem komplexen, speziell für diese Anwendung ausgelegten Vakuumgreifer. Er entnimmt nach jedem Zyklus die acht fertigen Hart-Weich-Bauteile und legt sie auf einer Kühlstation ab, die über insgesamt 48 Plätze verfügt.

„Über die Bedienoberfläche der zentralen Selogica-Steuerung können wir alle Prozesse der Anlage einfach und übersichtlich steuern und kontrollieren“, nennt Izet Cejvanovic, Verfahrensingenieur bei fischer in den USA, einen großen Vorteil. Darüber hinaus sind die Heißkanäle, die Werkzeugtemperierung und das Nadelverschlusssystem an die Maschinensteuerung angebunden.

Nach dem „First in, first out“-Prinzip greift der Roboter daraufhin acht abgekühlte Lamellen und holt sich ein weiteres Bauelement mit vormontiertem Handgriff, das über einen Doppelschiebetisch zugeführt wird. Nun legt der große Sechsachser alle Bauteile in eine Übergabestation. Diese schiebt die neun Lamellen zusammen und legt sie nach einer vertikalen 180°-Drehbewegung in einer Station des Drehtellers der eigentlichen Montagestation ab.

Großer und kleiner Sechsachsroboter als Montageteam

Der Drehteller rotiert dann horizontal in den Arbeitsbereich des kleineren Sechsachsroboters (Typ: Agilus). Dieser fädelt mit einer anspruchsvollen Drehbewegung nach und nach je zwei Clips zwischen zwei Lamellen in die dafür vorgesehenen Dorne ein. Die Kleinteile wurden zuvor über einen Schwingförderer vereinzelt zugeführt. Der Drehtisch rotiert zur nächsten Station, dort werden die Clips automatisch verrastet (Bild 3). Nach einer weiteren Drehung befindet sich das komplett montierte Basis-Rollo in Ausgabeposition.

Zuletzt übernimmt wiederum der große Bruder des kleinen Agilus die Unterbaugruppe und legt sie auf einem Förderband ab. Das Rollo wird nun aus der Anlage ausgeschleust und nachfolgend kundenspezifisch mit Dekorteilen in Echtholz und in Klavierlack zum einbaufertigen Produkt verschweißt. Diese Verschweiß- und Prüfstation ist jedoch von der hier beschriebenen Montagezelle räumlich getrennt.

„Über die Projektlaufzeit entstehen auf diese Weise rund 1,6 Millionen dieser Produkte für die Automobilindustrie“, rechnet Dan Saari vor – und ist überzeugt: „Mit dieser flexiblen und produktionseffizienten Turnkey-Anlage sind wir bestens für die Anforderungen der Automobilindustrie aufgestellt.“

ARBURG GmbH + Co KG  

www.arburg.com

fischer automotive systems GmbH 

www.fischer-automotive-systems.de

fischerwerke GmbH & Co. KG  

www.fischer.de

Ausgabenartikel

Das Rollo kommt in der Mittelkonsole der Mercedes GLE-Klasse zum Einsatz. Die einzelnen Lamellen werden in einem 2K-Prozess spritzgegossen  und mit extern zugeführten Teilen zur fertigen Unterbaugruppe montiert

Bild 1. Das Herz der Anlage bilden eine 2K-Spritzgießmaschine mit 5000 kN Schließkraft und zwei in die Maschinensteuerung integrierte Sechsachsroboter

Bild 2. Fertigungsleiter Dan Saari, Verfahrensingenieur Izet Cejvanovic und Maintenance  Manager Jon Anderson (von links) haben das Turnkey-Projekt bei fischer automotive systems  in den USA begleitet

Bild 3. Per Doppelschiebetisch wird ein extern zugeführtes Element mit vormontiertem Handgriff bereitgestellt (oben) und anschließend (unten) zusammen mit acht gespritzten Lamellen zur Unterbaugruppe für Rollos verpresst

Name - Hauptartikel

Die fischer America Inc., eine Tochtergesellschaft der fischer automotive systems GmbH & Co. KG in Horb, fertigt am Standort Auburn Hills, Michigan/USA, mit 196 Mitarbeitern hochwertiges Pkw-Interieur wie Ablagefächer, Lüftungsdüsen und Multifunktionskomponenten. Der Maschinenpark der 1998 gegründeten Niederlassung umfasst derzeit 26 Spritzgießmaschinen.

<a href="http://www.fischer-automotive-systems.de">www.fischer-automotive-systems.de</a>

Dr. Bettina Keck arbeitet in der Unternehmenskommunikation der Arburg GmbH + Co KG, Loßburg.

ausgabe 02/2021

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