Als Spritzgieß-Komplettanbieter nutzt die Wittmann Gruppe die Fakuma auch, um ihre Neuheiten aus dem Bereich Automatisierung vorzustellen.

Der Sonic 108 ist für Schnellentnahmen bei Verpackungs- und „Pick & Place“-Anwendungen optimiert

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Messe Fakuma

kunststoffe.de

Handling, Handhabungstechnik

Automatisierungstechnik

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Zuwachs bei mehreren Roboter-Baureihen

Die K 2019 in Düsseldorf wurde ihrem Anspruch, die Leitmesse für Kunststofftechnik zu sein, wieder einmal gerecht. Zumindest im Bereich Spritzgießen gab es Weltneuheiten – wenn man genau hingesehen hat.

Bild 1. Smart Operation – die Maschine wird mit nur noch vier Knöpfen bedient

16:9

Spritzgießtrends auf der K 2019

Schaumspritzgießen

Smart Factory

Energieeffizienz

Mikrospritzgießen

Messe K-Kunststoffmesse

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Fließpressen

Handling, Handhabungstechnik für die spanende Fertigung

Spritzgieß-Sonderverfahren

Spritzgießsimulation

Software

Simulation

Elastomer-Spritzgießen

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Montage-Spritzgießen

Knickarmroboter

Montagetechnik

Industrieroboter

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Ressourcenmanagement

Produktion

Mit digitaler Assistenz  zur technischen Exzellenz

Mit der Herstellung von Demoteilen für Pkw-Türmodule im sogenannten organomelt-Verfahren unternimmt Engel im Bereich des thermoplastbasierten Composite-Leichtbaus den nächsten Schritt in Richtung Großserie. Die Fertigungszelle ist die weltweit erste, die drei unterschiedlich dicke Organobleche mittels IR-Strahlung aufheizt, umformt und im selben Prozessschritt im Spritzgießverfahren eine hochwertige Sichtoberfläche ausformt.

Die lastgerechte Auswahl der Organobleche ermöglicht es, die unterschiedliche Belastung der einzelnen Bauteilbereiche gezielt zu berücksichtigen

Thermoplastische Composites mit höchster Effizienz lastgerecht fertigen

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff Werkstoffe

UD-Tapes

Verstärkungsstoffe

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Wie dünn darf’s denn sein?

Das Projektziel war klar: Eine hoch automatisierte Anlage muss mehrere dezentral arbeitende bedienergeführte Maschinen ersetzen, um Gehäuse für einen Unterdrucksensor mit drei eingelegten Pins fehlerfrei und schneller als bisher in Großserie herstellen zu können. Als Partner auf dem Weg zu mehr Produktionseffizienz hat der Kunststoffverarbeiter Goerlich den Maschinenhersteller Arburg erkoren

Alle vorgeschalteten Prozessschritte sind auf engstem Raum integriert: Nach dem Ausstanzen der Pins (rechts) stellt ein Scara-Roboter diese auf einer Ladeplatte lagerichtig bereit (links), damit das Robot-System Multilift V 24 Pins übernehmen und ins Werkzeug einlegen kann

Turnkey-Anlage ersetzt bei Goerlich zwei Maschinen mit vertikaler Schließeinheit

Automatisierungszellen

Ein-Maschinen-Strategie mit  Automationsplus

Stimmen Spritzgießmaschine und Roboter ihre Bewegungsabläufe aufeinander ab, verkürzt dies in vielen Anwendungen die Zykluszeit. iQ motion control von Engel ermöglicht jetzt einen sicheren Frühstart, kombiniert mit einer vollautomatisch optimierten Bahnplanung. Das Assistenzsystem gehört ab Oktober 2021 zur Standardausrüstung aller neuen Linearroboter des Typs Engel viper.

Fährt der Roboter noch während der Formöffnungsbewegung in den Werkzeugbereich ein,  kann dies Zykluszeit einsparen. Besonders groß ist der Effekt bei Bauteilen mit langen Kernen,  wie beispielsweise Boxen

iQ motion control lässt Spritzgießmaschine und Roboter weiter zusammenwachsen

Steuerungen (Hardware und Software)

Produktionszelle mit fließenden Bewegungen

Als besonders zuverlässiges Messverfahren für die Qualitätskontrolle spiegelnder Oberflächen gilt die phasenmessende Deflektometrie. Isra Vision hat mit der Sensorfamilie SpecGage3D das Verfahren perfektioniert.

Defekterkennung auf Frontlichtgehäuse; typische Defektgröße: 70 bis 100 µm

Oberflächeninspektion

Messtechnik

Form- / Oberflächenmesstechnik

Inspektionssysteme

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

Inspektion, Analyse und Sortierung von Rohmaterial

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Qualitätskontrolle glänzender Oberflächen

Wer sich auf der Fakuma umsah, konnte Automatisierungslösungen für jeden Geldbeutel und Komplexitätsgrad der Anwendung entdecken. Und auch die Vorboten von Industrie 4.0 wurden wieder gesichtet. 

Die Fakuma 2017 bot zahlreiche Lösungen für die flexibel automatisierte Produktion 

Automatisierungskomponenten

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

Inserttechnik

Handhabungsroboter

Von variantenreich bis hocheffizient 

Die Leoni AG aus Nürnberg ist als renommierter Anbieter von Drähten, optischen Fasern, Kabeln und Kabelsystemen weltweit tätig. Ein Tochterunternehmen der Firmengruppe, die Leoni Bordnetz-Systeme GmbH, fertigt mit einer flexiblen Spritzgießanlage von Arburg hochautomatisiert vier unterschiedliche Gehäuseteile für Sicherungsboxen im Auto. Die Herausforderung dabei: Je Zyklus müssen bis zu 40 Einlegeteile prozesssicher verarbeitet werden. 

Leoni stellt vier Gehäusevarianten mit einer flexiblen Turnkey-Anlage her 

Hybridtechnik

KFZ-Zulieferer

Zuverlässiger Verbindungsaufbau 

Das neue iQ motion control von Engel ermöglicht Linearrobotern der Baureihe Engel viper einen sicheren Frühstart, kombiniert mit einer vollautomatisch optimierten Bahnplanung.

iQ motion control arbeitet mit einer automatisch optimierten Bahnplanung

Medizintechnik

Kreislaufwirtschaft

Optimierte Bahnplanung für kürzere Zykluszeiten

Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer Fertigungszelle, in der ohne zusätzliche Schritte, wie beispielsweise Kleben, eine Kennzeichenrückleuchte mit hybriden Verfahren hergestellt werden kann. Ein Teil der notwendigen Analysen und Voruntersuchungen zu den Materialkombinationen, die sich aus dem Aufbau des Produkts mit Kunststoffgehäuse und -optik sowie metallischen Leiterbahnen ergeben, wird in diesem Artikel vorgestellt.

Lichtlösungen  an verschiedenen Produkten.  © Mentor

Herstellung einer Kennzeichenrückleuchte in einer hochintegrierten Spritzgießfertigungszelle

LED / OLED-Systeme und Faseroptik

Lichttechnik

Polymethylmethacrylat

Thermoplaste

Polycarbonat

Welche Materialkombination passt?

Pharmazeutische Bördelkappen bestehen in der Regel aus einer Aluminiumdünnblech- und einer Kunststoffkomponente. Durch einen kombinierten Tiefzieh- und Hinterspritzprozess mit vorgeschalteter Inline-Laserbearbeitung des Aluminiumdünnblechs kann die Prozesskette deutlich verkürzt werden.

Die Bördelkappe für Injektionsfläschchen wird in einem zweistufigen Prozess gefertigt.

Kombinierter Tiefzieh- und Hinterspritzprozess mit mikroformschlüssigem Verbund

Aluminiumlegierungen

Metall Werkstoffe

NE-Metalle

Laserbearbeitungen

Oberflächentechnik

Tiefziehen

Verfahren für die spanlose Fertigung

Simulation Stanzen / Umformen

Laserstrukturieren

Medizinprodukte

 Prozesskette zur Herstellung hybrider Medizinprodukte

Nach dem AVK-Innovationspreis 2019 konnte das neuartige Faserverbund-Baukastensystem des BMBF-Projekts FuPro auch den Materialica-Award in Gold gewinnen.   

Leichtbau-Forscher kombinieren Organobleche und Faserverbund-Hohlprofile im Spritzgießprozess  

Faserverarbeitung

Fasern

Technik Trend

Markt & Wirtschaft

Materialica-Award für Multi-Material-Design  

Engel hat eine hochpräzise Wägezelle zur Inline-Gewichtsmessung entwickelt, die sich direkt zwischen Drehachsen und Übernahmekopf eines Linearroboters integrieren lässt.

Mithilfe der neuen Entwicklung lässt sich das Bauteilgewicht inline erfassen

20:7

Gewichtsmesssystem zur Prozesssicherung direkt am Roboter

Wiege- und Dosiersysteme

Logistik

Verpackungstechnik

Wiegen ohne Zeitaufwand

Zur Herstellung der Kunststoffkomponenten für ein Luftfedersystem in Automobilen kommen zwei flexible Spritzgießmaschinen zum Einsatz, die im Wechsel bis zu sechs Teilevarianten fertigen und eindeutig kennzeichnen.

Der Greifer des Sechsachsroboters entnimmt zunächst die Fertigteile aus einer Werkzeughälfte und legt dann die vorgewärmten Einlegeteile in die gegenüberliegende Seite

LKH fertigt vollautomatisch rückverfolgbare Teilevarianten für die Automobilindustrie

Laserbeschriftung

Federt leicht

Hochwertige Robotsysteme zeichnen sich durch effiziente Motoren und gewichtsoptimierte Achsen aus. Die Auswahl der verwendeten Materialien richtet sich nach dem Einsatzzweck und den Hublängen der Entnahmeroboter.

Die Robotsteuerung R9 zeigt hier eine mit ihr verbundene Arbeitszelle an

Nützliche Standardfunktionen der Wittmann-Robotsteuerung

Multiaxialroboter für die Kunststoffverarbeitung

Digitaler Zwilling

Mit fliegendem Start zur kürzesten Entnahmezeit

NP Germany: Außergewöhnliche Anlage für Automobilbauteile

Beeindruckender geht es kaum: Die Turnkey-Anlage von NP Germany rund um eine vertikale Arburg-Spritzgießmaschine nimmt ein Viertel der Produktionshalle ein. Während des Betriebs tanzen sechs Robot-Systeme Ballett, um ein Pumpenlaufrad für eine Pkw-Kühlflüssigkeitspumpe eines internationalen Automobilzulieferers herzustellen – ein nicht alltägliches Ausmaß an vollautomatisierter Fertigung.

Mehrere Jahre seines Arbeitslebens als Ingenieur habe er in das Projekt gesteckt, sagt Benedikt Niglis, Head of Project der NP Germany GmbH in Brilon. Und das Ergebnis könne sich sehen lassen, fügt er voller Überzeugung hinzu. Produziert wird ein Pumpenlaufrad für eine Pkw-Kühlflüssigkeitspumpe mit einer hohen Leistung. Damit können z. B. Fahrzeugkomponenten wie Batteriepakete von Hybridfahrzeugen gekühlt werden.

Eine Prämisse für die dafür konzipierte Turnkey-Anlage (Titelbild) war, möglichst alle Arbeitsschritte bis zum fertigen Endprodukt bei einer gleichzeitig hohen Autonomie durch Puffer zu automatisieren. Zur hohen Flexibilität der Anlage gehört aber auch, Bearbeitungsschritte manuell fahren und die beiden Bereiche Spritzgießen und Ultraschallschweißen entkoppeln zu können, damit Störungen in der Schweißzelle nicht zu einer Unterbrechung des Spritzgießzyklus führen.

NP Germany, 1851 gegründet und seit 2012 Mitglied der Clayens NP Group, und Arburg haben sich für die Integration einer vertikalen Spritzgießmaschine des Typs Allrounder 1500 T entschieden, weil die vertikale Arbeitsweise der Maschine gewährleistet, dass die verschiedenen Einlegeartikel positionsgenau im Werkzeug eingesetzt bleiben. Eine große Rolle spielt außerdem die Zykluszeit. Im Vergleich zum Horizontalkonzept konnte diese um über 6 s verkürzt werden. Trotz der verschiedenen Einlegeartikel kann durch den elektrischen Zwei-Stationen-Drehtisch, auf dem sich zwei identische Auswerferseiten mit jeweils vier Kavitäten befinden, wertvolle Zeit gespart werden, weil das Bestücken synchron zum Spritzgießzyklus abläuft.

Die vertikale Maschine ist die erste dieser Art, die bei NP Germany in den Produktionsprozess integriert wurde. Anfängliche Bedenken aufgrund der komplexen Handhabungsvorgänge konnten durch die Arbeit mit der Maschinensteuerung Selogica, deren Bedienoberfläche auch auf die Steuerung der drei im Prozess beteiligten Kuka-Sechsachsroboter implementiert wurde, schnell entkräftet werden. Die Ramp-up-Phase ist für die zweite Jahreshälfte 2021 vorgesehen.

Auf der Anlage entstehen zwei Versionen des Pumpenlaufrads aus PPS mit 40 % Glasfaseranteil. Diese unterscheiden sich durch die Länge der integrierten Magnete und Stanzpakete. Auf diese Weise wird das Produkt in zwei Leistungsklassen unterteilt. Für jede Version stehen zwei Heißkanal-Werkzeuge mit Nadelverschlussdüsen bereit. In jede der vier Kavitäten werden vor dem eigentlichen Zyklusbeginn auf der freien Drehtischseite eine Lagerbuchse und ein Rotorpaket eingelegt, in die zuvor jeweils sechs Magnete automatisch eingepresst wurden. Eine Besonderheit ist die Auswerferseite der Drei-Platten-Werkzeuge: Dort befinden sich neben den mechanischen Schiebern auch Auswerfer, die nach dem Schließen des Werkzeugs genutzt werden, um die Rotorpakete über einen Kernzug exakt zu positionieren.

Filigrane Taschen werden mit hoher Einspritzgeschwindigkeit durchströmt

Ein Sechsachsroboter entnimmt die Zulieferteile von einem Ladungsträger auf einem Trayserver und übergibt sie, bereits lagerichtig positioniert, in eine Vorwärmstation. Danach holt ein lineares Robot-System (Multilift V 30) die Rotorpakete aus der Aufheizstation ab (Bild 1). Zuvor wurden die Lagerbuchsen als Schüttgut aufgenommen. Am Zyklusende entnimmt der dreiachsige Roboter zuerst die Spritzteile vom Rundtisch und bestückt anschließend die Kavitäten mit den Einlegeteilen, die im nächsten Zyklus umspritzt werden. Da die Stanzpakete sehr filigrane Taschen aufweisen, durch die das Material fließen muss, um den unteren Deckel zu füllen, bedarf es dazu einer hohen Einspritzgeschwindigkeit. Nach dem Spritzgießprozess entnimmt das zweite Handlinggerät die Angussspinne.

Die entnommenen Bauteile werden an eine Kameraprüfstation übergeben, die die Oberseite auf Spritzfehler kontrolliert. Nun übernimmt der zweite Sechsachser die Teile und führt sie zu einer weiteren Kamerastation, um auch die Unterseite zu prüfen (Bild 2). Anschließend werden die vier Pumpenlaufräder auf einem Doppelschiebetisch abgelegt und verlassen die Anlage in Richtung Schweißzelle. Dort entnimmt der dritte Kuka-Roboter sie vom Doppelschiebetisch, ehe er Deckel abholt, die als Schüttgut über einen Rütteltopf bereitgestellt werden.

Die Deckel werden vor dem Abholen durch den Sechsachsroboter von einem dritten linearen Handlinggerät lagerichtig in Schweißposition gedreht. Bevor die Spritzteile an die Schweißstation übergeben werden (Bild 3), erfolgt die Entnahme der Fertigteile. Anschließend bestückt der Sechsachser die Schweißstation erneut und verpackt die Fertigteile auf einem Ladungsträger, der ebenfalls durch einen Trayserver bereitgestellt wird. Diese gehen dann direkt zum Kunden.

Neben der Tatsache, dass der Maschinenlieferant Arburg alle für die Turnkey-Anlage erforderlichen Komponenten mit bewährten Partnern bereitstellen konnte, schätzt NP Germany auch „die einheitliche Bedienung der Anlagen samt der gesamten Peripherie sowie den schnellen Support und die kooperative, lösungsorientierte Arbeitsweise von Arburg“, wie Benedikt Niglis hervorhebt.

ARBURG GmbH + Co KG  

https://www.arburg.com

NP Germany GmbH  

https://www.clayens-np.com

Ausgabenartikel KU9-21

Bild 1. Ein Multilift V legt die vorgewärmten Rotorpakete in die Auswerferseite des Werkzeugs ein und entnimmt die Fertigteile

Bild 2. Ein Sechsachsroboter führt die Spritzteile der Kameraprüfung (hinterer Bereich) und der Selektierung zu und legt die Gutteile ab (vorderer Bereich)

Bild 3. Die Übergabepunkte der Sechsachsroboter z. B. an der Ultraschall-Schweißanlage lassen sich beim Einrichten auch manuell anfahren

Auf die komplexe Turnkey-Anlage sind Benedikt Niglis, Head of Project (links), und Werksleiter Mario von der Heyde mehr als stolz

Name - Hauptartikel

<b>Andreas Armbruster</b> ist Abteilungsleiter Automation & Turnkey Solutions der Arburg GmbH + Co KG, Loßburg.