Der Behälterspezialist Walther Faltsysteme arbeitet seit vielen Jahren mit dem Werkzeugbauer Haidlmair zusammen. Bei aktuellen Projekten kamen nun erstmals zwei weitere Unternehmen der Gruppe ins Spiel, die Walther zu einer höheren Produktivität und Produktionseffizienz verhalfen.

In den beiden Werkzeugen für das Palettendeck und die Kufen kommen eine spezielle Heißkanaldüse und  ein Mould-Monitoring-System zum Einsatz

Walther Faltsysteme kombiniert drei Werkzeugtechnologien der Haidlmair Group

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Paletten und Behälter

Logistik

Verpackungstechnik

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Heißkanalsysteme

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Mit breitem Schwert und Datensammler

In der dritten Auflage zieht die Fachmesse trotz leicht rückläufiger Aussteller- und Besucherzahlen eine positive Bilanz.

Drei Stationen, drei Komponenten: Drehtellerwerkzeug für die Bedienblende des Thermomix TM5

16:9

Die Moulding Expo entwickelt sich zum Branchen- und Ideenmarktplatz

Doriat, Clemens, Dr.

Temperiertechnik

Normalien für die Kunststofffertigung

Normalien

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Normalien und Heißkanaltechnik

Dynamische / variotherme Temperierung

Laserstrukturieren

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Kaltkanalsysteme

Sensorbestückte Alleskönner

Wenn ein Werkzeugbauer und ein Heißkanalhersteller sich zusammentun und vor ausgewählten Kunden für eine bestimmte Technik trommeln, ist klar, dass davon beide profitieren wollen. Weniger klar ist, warum diese lange bekannte Technik nicht längst eine noch größere Verbreitung gefunden hat.

Die drei sehr unterschiedlichen Teile eines Seitentürmoduls können in einem Werkzeug in hoher Qualität gefertigt werden, weil sich Druck, Fließgeschwindigkeit und Volumen der Schmelze in jeder Kavität feinfühlig regeln lassen

 Siebenwurst und HRSflow veranstalten gemeinsame Kundentage

Montage

Montagetechnik

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff Werkstoffe

Stanzmaschinen, Kunststoff

Sondermaschinen

Stanzpressen

Maschinen für die spanlose Fertigung

Pressen

Stanzwerkzeuge

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Es bleibt in der Familie

Das Molding Solutions-Netzwerk von Barnes bündelt seine Kompetenzen und ist mit seiner Werkzeug- und Heißkanaltechnik sowie Controls am eigenen Stand, aber auch bei Partnerunternehmen zu erleben.

Holy Grail Technologie: 6-Kavitätenwerkzeug von Foboha mit lasergravierten Formsätzen, um ein digitales Wasserzeichen einzubringen

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe-international.com

kunststoffe.de

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Molding Solutions auf der K

Werkzeuge, Heißkanaltechnik und Steuerung

Dynamisch: Bei der CITI-Technologie drehen sich die Werkzeugeinsätze innerhalb des sich drehenden Werkzeug-Würfels.

Werkzeugbau

Molding Solutions auf der K: Netzwerken für eine nachhaltige Produktion

Barnes Molding Solutions zeigt auf der Fakuma 2024 die offene seitliche THS-Heißkanaldüse für anspruchsvolle Spritzgießanwendungen.

THS-Radial 4-Punkt in drei verschiedenen Größen. 

Messe Fakuma

Anwenderfreundliche seitliche Heißkanalsysteme

Zum Jahreswechsel 2024/25 übernimmt Raphael Binder die bisherigen Aufgaben von Stephan Berz in der HRSflow GmbH in Raunheim.

Zum Jahreswechsel 2024/2025 übernimmt Raphael Binder (r.) die bisherigen Aufgaben von Stephan Berz in der HRSflow GmbH in Raunheim.

Heißkanaltechnik

Messtechnik

Messung von Umgebung (Klima)

Neue Leitung für HRSflow in Raunheim

Die diesjährige Fakuma-Messe in Friedrichshafen gilt als Startpunkt für die künftige Kooperation der beiden Unternehmen DME Europe B.V. und FDU Hotrunner GmbH.

Willibald Windhager, Hans Hagelstein, Enrique Moya und Mario Haidlmair (v.l.n.r.) bei der offiziellen Bekanntgabe der Partnerschaft am Messestand von Mold Masters/DME auf der Fakuma 2024.

DME und FDU Hotrunner unterzeichnen Exklusivvertrag

Das StrömungsRaum-Framework der Ianus Simulation bietet die Möglichkeit, Simulationen ohne Vorkenntnisse und Hardware durchzuführen. Auch in der Kunststoffindustrie lassen sich so Ressourcen sparen und Prozesse optimieren.

Verschiedene Prozessschritte der Kunststoffverarbeitung in einem Cloud-Framework vereint – StrömungsRaum

Wie Ianus Simulation die Innovationskraft der Kunststoffindustrie stärken will

Extrusion

Simulation

Software

Spritzgießsimulation

Extrusionswerkzeuge

KI (Künstliche Intelligenz)

Vorreiter in der digitalen Prozessoptimierung

Der Heißkanalspezialist Oerlikon HRSflow hat externe Nadelverschluss-Endringe für die Tp- und Vp-Düsenserien entwickelt. Sie zeichnen sich aus durch ihre erhöhte Verschleißfestigkeit bei der Verarbeitung verstärkter Thermoplaste.

Heißkanalkonfiguration mit offenen Düsen der Sa-Serie für ein 16-fach-Werkzeug zur Herstellung von Kabelklemmen (speziell für die Verarbeitung von PA66-GF30 entwickelt).

Nadelverschluss-Produkte für technische Anwendungen

Die Kombination aus kompakter Bauweise, hoher thermischer Performance, einfacher Wartung und flexiblen Einsatzmöglichkeiten macht die Space Saver Vorkammer von Witosa zur idealen Lösung für anspruchsvolle Spritzgießprozesse.

Vierfach Monolith-Heißkanalsystem mit Space Saver Vorkammer.

Vorkammer mit minimalem Bauraum

Ein Besuch bei Mold-Masters zeigt: Heißkanalinnovationen können über den Standard hinaus die Nachhaltigkeit einer Anwendung verbessern. Dabei können sich die Anwendungsfelder einer Technologie beständig weiterentwickeln.

iFlow-Verteiler in 24-fach-Ausführung. Die beiden Platten werden in einem mehrstufigen Prozess zusammengelötet.

Ein Gespräch mit Thomas Bechtel vom Heißkanalhersteller Mold-Masters

Qualitätssicherung Kunststoff

Qualitätssicherung

Innovation hat keinen Endpunkt

Synventive automatisiert die Heißkanal-Kaskadensteuerung mit Temperatursensoren, die direkt in der Verschlussnadel platziert sind.

Heißkanalsystem mit integrierter Sensorik: Synventive IntelliGate.

Synventive automatisiert die Kaskadensteuerung mit integrierten Temperatursensoren

Temperatursensoren

Sensoren / Messwertaufnehmer

Ein Heißkanal mit Gefühl

Neun Jahre nach der Erstpräsentation der „blauen Düse“ zeigte der Heißkanalhersteller Günther auf der K 2019 Neuigkeiten zur energieeffizienten Produktreihe BlueFlow. Diese ist nun auch für größere Düsen in verschiedenen Längen verfügbar.

Mit der Dickschichttechnik können die Heizleiterbahnen feiner in der Breite und im Durchmesser sowie präziser in den Abständen zu den einzelnen Heizwindungen positioniert werden

Düsenserie BlueFlow: Energieeffizient auch bei größeren Durchmessern

Dickschichttechnik verfeinert

Ein Pharma-Unternehmen entwickelt eine Inhalationstherapie zur Behandlung von Lungenerkrankungen und das passende Produkt zur Verabreichung des Medikaments gleich dazu. Der Inhalator hat ein komplexes Innenleben und besteht aus 14 Bauteilen.

Für seinen komplexen Funktionsmechanismus benötigt der Inhalator 14 Bauteile

Glittenberg liefert Werkzeuge für lebenswichtiges Medizinprodukt an Celon Pharma

Medizintechnik

Medizinprodukte

Kunststoff im Dienste der Medizin

Heterogene Bauteile in einem Schuss spritzen

Familienwerkzeuge gehören zur Königsklasse des Spritzgießens. Synventive demonstriert mit einem seriennahen Versuchswerkzeug, dass die Prozessführung zwar anspruchsvoll, aber mit der richtigen Technologie durchaus zu bewerkstelligen ist. Die Kunststoffe-Redaktion gehörte zu den ersten Gästen im neuen Techcenter.

Familienwerkzeuge gehören zur Königsklasse des Spritzgießens – zumindest wenn die einzelnen Bauteile sehr unterschiedliche Wanddicken und Volumina aufweisen. Synventive demonstriert mit einem seriennahen Versuchswerkzeug, dass die Prozessführung zwar anspruchsvoll, aber mit der richtigen Technologie durchaus zu bewerkstelligen ist. Die Füllung jedes Formnests wird dabei individuell und in Echtzeit geregelt. Die Kunststoffe-Redaktion gehörte zu den ersten Gästen im neuen Techcenter.

Die Synventive Molding Solutions GmbH hat in den Ausbau des Technologiecenters der Unternehmensschwester Foboha am Standort Haslach investiert. Zum Paket gehören eine Spritzgießmaschine des Typs Engel Duo 2700/17060 samt 6-Achs-Handling, ein Materialtrockner, ein Werkzeugwender und das Familienwerkzeug, das mit einem Synventive-Heißkanal und hauseigener Regelungstechnik und Kontrollsystemen ausgestattet wurde. Ziemlich großes Kino also. Der Startschuss im Techcenter verzögerte sich leider pandemiebedingt. Die Kunststoffe-Redaktion hatte die Chance, die Anlage als einer der ersten Gäste zu besuchen.

Kai Irlenborn (Bild 1), Sales & Marketing Director Europe von Synventive, wartet inzwischen ungeduldig auf den Tag, an dem hier die ersten Live-Vorführungen für Kunden stattfinden. „Hier“ heißt in diesem Fall: im erweiterten Molding Solutions Tech Center der Foboha Germany GmbH, wie Synventive ebenfalls Teil der Barnes Group. Zum Molding-Bereich der Gruppe gehören sechs Unternehmen (siehe Kasten). Die gemeinsame Nutzung des Techcenters ist nur ein Beispiel für die Zusammenarbeit der Firmen. Im beschriebenen Projekt spielen noch mehr Partner aus der Gruppe eine Rolle – dazu später mehr. Das Versuchs- und Entwicklungswerkzeug wurde von der Müller Modell- und Formenbau GmbH gebaut und produziert eine Baugruppe aus drei Polypropylen-Einzelteilen:

<ul><li>eine Türverkleidung inklusive Lautsprecher-gitter mit einem Teilegewicht von 1500 g und einer Wanddicke von 2,5 mm,</li><li>eine Kartentasche mit einem Gewicht von 350 g und 2,3 mm Wanddicke,</li><li>und eine Brüstung, die ein Teilegewicht von 200 g und eine Wanddicke von 2,1 mm aufweist.</li></ul>

Das gesamte Schussgewicht beträgt 2060 g. Die gesamte Baugruppe des Familienwerkzeugs ist in Bild 2 zu sehen.

Das Anspritz- bzw. Verteilerkonzept des Werkzeugs ist so ausgelegt, dass Bauteile entweder mit Kaltkanal und direkt – oder nur direkt angespritzt werden. Auch die Füllrichtung bleibt dem Kunden überlassen: Sie erfolgt entweder von einer Seite zur anderen – oder von der Mitte aus. „Wir wollten mit diesem Werkzeug demonstrieren, wie vielseitig die Technologie ist. Deshalb gibt es viele verschiedene Variationen, um damit zu fertigen, auch Farbwechsel sind möglich“, betont Irlenborn. „Beim größten Bauteil stehen sieben Anspritzpunkte zur Verfügung – zum Teil Direktanspritzung, zum Teil Kaltkanäle. Momentan füllen wir mit drei Anspritzpunkten aus der Mitte heraus. Aber es besteht auch die Möglichkeit, mit vier Anspritzpunkten von links nach rechts zu füllen. Der Kunde kann selbst entscheiden, welches Füllkonzept er verfolgen möchte.“

Der Füllvorgang für alle Bauteile innerhalb des Familienwerkzeugs kann gleichzeitig starten oder gleichzeitig enden, um Verzug oder Oberflächendefekte zu vermeiden. Deshalb kontrollieren druckgeregelte Schmelzeventile im Heißkanalsystem das erforderliche Spritzvolumen pro Bauteil, ähnlich wie individuelle Spritzgießmaschinen.

Das Herzstück: Ein Schmelzedruckregelsystem, das in Echtzeit reagiert

Eine wichtige Rolle beim intelligenten Spritzgießen spielt die Technologie Dynamic Feed, welche die individuelle Schmelzedruckregelung für einzelne Düsen oder Verteilerbereiche ermöglicht. Diese Technik tritt dem Problem entgegen, dass es bei Familien- und Stammwerkzeugen mit mehreren unterschiedlich großen Formnestern schwierig ist, allein mithilfe der zentralen Spritzgießparameter ein gleichmäßiges Füllverhalten für jedes Bauteil zu erzielen. Herausforderungen sind beispielsweise unterschiedliche Wanddicken bzw. Fließwegverhältnisse, die einen unterschiedlichen Schmelzedruck erfordern, oder unterschiedliche Schmelzevolumina, die bei zu frühzeitigem Erreichen des jeweiligen Fließwegendes zum lokalen Überladen der Einzelkavitäten führen können. Gleichzeitig wird das Werkzeug durch die unterschiedlich projizierten Flächen unsymmetrisch belastet, was die Werkzeugstandzeit verringert.

Dynamic Feed ermöglicht es sozusagen, für jede Heißkanaldüse oder jedes Verteilersegment ein eigenes Einspritzprofil einzustellen und das davon gespeiste Formnest oder den Formnestbereich individuell zu befüllen. Im Familien-Demowerkzeug sitzen die Schmelzeventile in einem Transducerblock zwischen Brückenverteiler und Unterverteiler. Durch Verändern des Fließquerschnitts wird das Einspritz- und Nachdruckprofil beeinflusst. Dabei misst ein dem Schmelzeventil nachgeschalteter Drucksensor den im Fließkanal wirkenden Schmelzedruck und übergibt die Messdaten an einen Regler. Auf diese Weise ergibt sich ein Echtzeit-Schmelzedruckregelsystem, das für die individuelle Befüllung der Formnester sorgt.

Der feine Unterschied: Hier wird geregelt,  nicht gesteuert

Das Besondere am Synventive-System? „Wir sind stolz darauf, unseren Kunden einen Closed-Loop-Prozess anzubieten“, betont Irlenborn. „Das heißt, wir haben keine Steuerung, sondern eine Regelung.“ Anders als bei einer Steuerkette, die keine Kontrolleinrichtung für das Erreichen der Soll-Größe besitzt, wird bei einer Regelung die Soll-Größe permanent mit der Ist-Größe (Eingangs- und Ausgangsgröße) verglichen. Bei einer Regelung soll dadurch sichergestellt werden, dass der vorgegebene individuelle Soll-Schmelzedruck erreicht wird und im Prozess konstant bleibt. Für das Familienwerkzeug bedeutet das, dass jedes individuelle Spritzprofil in Echtzeit geregelt wird – und damit konstante Bauteil-Ergebnisse garantiert werden.

Verbesserung der Bauteiloberfläche mittels Software

Auch die mittlerweile dritte Generation der praxiserprobten Synflow-Steuerungssoftware kommt im Demowerkzeug zum Einsatz. Synflow erlaubt eine Kontrolle der Nadelöffnungsbewegung an jeder individuellen Heißkanaldüse und bietet mit einer Vielzahl an Einstellparametern insbesondere beim sequenziellen Spritzgießen und bei Familienwerkzeugen Möglichkeiten zur Formteiloptimierung (Bild 3). Durch die präzise hydraulische Steuerung jeder einzelnen Nadelöffnungsgeschwindigkeit und der Nadelöffnungsposition kann das System flexibel eingesetzt werden.

Vorteile in der Prozessführung bei Familienwerkzeugen liegen unter anderem in der individuellen Kontrolle der Füllbalancierung und des Nachdrucks und somit einer optimalen Füllung eines jeden Bauteils mit höchsten Ansprüchen an Maße, Schwindung und Verzug, bis hin zur Schließkraftreduzierung. Klassische Fehlerbilder wie Druckumschlagsmarkierungen, Hofbildung gegenüber der Direktanbindung, Einfallstellen nach der Lacktrocknung oder die verminderte Haftung nach Beschichtungen werden mit Synflow vermieden.

„Für die Barnes-Familie ist die Unterstützung von Kunden in der Prozessoptimierung eine der Schlüsselkompetenzen der Zukunft“, betont Irlenborn. „Die Datenbasis aller Softwarelösungen sind die im Werkzeug und Heißkanal tatsächlich erzeugten Prozessdaten.“ Die Kavitäten des Familienwerkzeugs wurden daher mit direktmessenden Priamus-Temperatur- und -Drucksensoren ausgestattet. Zusätzliche Temperatur- und Drucksensoren überwachen das Werkzeug, den Heißkanalverteiler und die Nadelverschlussdüsen.

Die Signale der Priamus-Druck- und -Temperatursensoren (Bild 4) liefern ihre Daten an die hauseigene Software Fill Control. Die Besonderheit dieser Temperatursensoren ist die Eigenschaft, die Schmelzefront zu erkennen. Die Füllung der Bauteile wird dabei in Echtzeit visualisiert. Die benötigte Zeit zur Einrichtung des Kaskaden-Spritzgießprozesses reduziert sich. Wenn die tatsächlichen Werte von den vorab festgelegten Soll-Werten abweichen, wird die Bauteilqualität durch die Überwachungsfunktionen bewertet sowie automatisch Schlechteile aussortiert. Fill Control kompensiert unterschiedliche Fließverhalten der Schmelze durch automatisierte Optimierung der Öffnungszeiten der Nadeln bei der Formfüllung.

Im vorgestellten Familienwerkzeug arbeiten folgende Systeme Hand in Hand: Synventive Dynamic Feed regelt den Volumenzufluss zu den Kavitäten durch Schmelzeventile im Heißkanal. Priamus Fill Control steuert die Öffnungszeiten der kaskadierten Verschlussnadeln. Synventive Synflow wiederum legt das Bewegungsprofil, sprich die Geschwindigkeiten der Nadeln beim Öffnen fest. Umgesetzt werden die Signale von einem G 24 Heißkanal-Temperaturregler von Gammaflux, ebenfalls ein Mitglied der Barnes-Familie. Last but not least wird das gesamte Werkzeug vom ebenfalls hauseigenen „moldMind“ überwacht. Das „digitale Cockpit für die Spitzgießform“ erfasst die relevanten Prozessdaten in Echtzeit und speichert sie manipulationssicher über den gesamten Lebenszyklus des Familienwerkzeugs. Das Gerät bietet sich auch als zentraler Speicherort für umfassende Werkzeugdaten, wichtige Dokumente und Reports, wie zum Beispiel alle Wartungsprotokolle. Für einen standortunabhängigen Zugriff können die Daten in einer kundeneigenen Cloud oder ab Herbst 2022 in einer eigenen moldMind-Cloud gespeichert werden.

Das Versuchs- und Entwicklungswerkzeug bietet eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten:

<ul><li>Es kann Langglasfasern verarbeiten,</li><li>eignet sich zum Folienhinterspritzen,</li><li>ist für das Spritzprägen einsetzbar und</li><li>wurde für das physikalische Schaumspritzgießen (MuCell) vorbereitet.</li></ul>

Gerade, weil es so viele Möglichkeiten bietet, ist es wichtig, diese auch zu demonstrieren. Irlenborn: „Wir können hier vor Ort unseren Kunden den Mehrwert dieser Technologien nachweisen. Nur so können wir die Vorteile transparent machen. Wir können zum Beispiel die Schließkraft um bis zu 50 % reduzieren – nur über die Druckregulierung. Und auch den Nachdruck individuell regeln. Wir glauben, dass wir damit 10 bis 15 % der Zykluszeit einsparen können. Die Vorteile von Familienwerkzeugen liegen zum einem in Einsparungen durch geringere Investitionen in Werkzeuge und Maschinen. Zum anderen entfallen eine aufwendige Abstimmung des Glanzgrads und der Farbgebung bei einer Baugruppe, da in einem Schuss gefertigt wird. Wir sind überzeugt, dass Familienwerkzeuge mit der richtigen Prozessregelung in einem stabilen, flexiblen und kostengünstigen Prozess arbeiten.“

Synventive Molding Solutions GmbH  

https://www.synventive.com

Otto Männer GmbH  

https://www.maenner-group.com

Barnes Group Inc.  

https://www.onebarnes.com

Ausgabenartikel KU03-22

Blick in den Werkzeugraum der Engel Duo 2700 im Techcenter. Im Hintergrund ist der Sechsachsroboter mit 180 kg Tragkraft zu sehen, der die Bauteile entnimmt. 

Bild 1. Kai Irlenborn von Synventive war maßgeblich an dem Aufbau der neuen Anlage beteiligt.

Bild 2. Das Versuchs- und Entwicklungswerkzeug fertigt eine Baugruppe für die Türtafel.

Bild 3. Herausforderungen bei der Auslegung von Familienwerkzeugen.

Bild 4. Macht den Unterschied: Einer der insgesamt 19 Sensoren, die im Werkzeug verbaut sind. 

Name - Hauptartikel

Zur globalen Plattform von Barnes gehören:

<ul><li>Foboha Germany GmbH: Formenbau mit Fokus auf „alles, wo es knifflig wird“. Dazu zählen Multikavitäten-, Mehrkomponenten-Dünnwandtechnik- und Würfel-Werkzeuge.</li><li>Gammaflux Controls GmbH: Temperatur- und Kaskadenregelsysteme für die Kunststoffindustrie.</li><li>Otto Männer GmbH: Entwicklung und Fertigung von Präzisionsformen und Nadelverschluss-Heißkanalsystemen.</li><li>Priamus System Technologies: Intelligente Prozessüberwachungs- und Regelsysteme für das Spritzgießen. Zum Produktportfolio zählen Sensoren, digitale Verstärker und Softwaresysteme.</li><li>Synventive Molding Solutions GmbH: Heißkanalsysteme, sowie Kontroll- und Temperaturregler für Spritzgießwerkzeuge vorwiegend in der Automotivebranche.</li><li>Thermoplay: Heißkanalsysteme in Standard- und Sonderausführungen.</li></ul>