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06.09.2016

Griff und bis zu 500 Borsten aus einem Material

Technologiepartner setzen filigrane Struktur einer Interdentalbürste im 1K-Spritzgießen um

Eine neue Interdentalbürste wird komplett aus Kunststoff hergestellt, sogar die feinen Borsten werden gespritzt. Indem der bisher übliche Metalleinsatz überflüssig wird, vereinfacht sich der Fertigungsprozess erheblich.

Die steife Seele und bis zu 500 weiche Borsten lassen sich im 1K-Spritzgießprozess ausformen (© Engel)

Die steife Seele und bis zu 500 weiche Borsten lassen sich im 1K-Spritzgießprozess ausformen (© Engel)

„scrub!“ – so heißt eine neue Interdentalbürste, die die pheneo GmbH, Bremen, in Kürze auf den Markt bringen wird. Auf der K 2016 feiert sie ihre Vorpremiere, denn auch ihr Herstellprozess ist eine Weltneuheit. Bis zu 500 Borsten lassen sich direkt in einem Einkomponentenprozess zusammen mit der Seele und der Grifffläche ausformen. Unmittelbar nach dem Spritzgießen werden die Teile in einer voll automatisierten Fertigungszelle kamerageprüft und die Gutteile zu jeweils 16 Stück in Verkaufsbeutel verpackt. Alle vier Sekunden verlässt ein Beutel die Fertigungszelle.

Die Einkomponentenausführung und der hohe Prozessintegrationsgrad steigern die Fertigungseffizienz im Vergleich zu am Markt etablierten Produkten und Verfahren um ein Vielfaches. Bislang bestehen Interdentalbürsten aus drei Komponenten, die meist in voneinander unabhängigen Prozessen produziert werden: der Grifffläche, einem Drahtgeflecht und den Filamenten. Auch das Material, ein nicht näher benanntes PP/TPE-Compound, leistet hierzu einen Beitrag. Die Glasfaserlänge ist so eingestellt, dass die Fasern der Grifffläche und Seele die nötige Stabilität verleihen, aber nicht in die filigranen Borstenbereiche gelangen. Damit ist die Seele steif genug, um in den Zahnzwischenraum vorzudringen, und die Borsten bleiben weich genug für eine schonende Zahnpflege.

Mikrofeine Präzision

Bei einem Gesamtschussgewicht von ca. 2 g acht Kavitäten mit jeweils bis zu 500 Borsten vollständig zu füllen und die Teile sicher und schnell zu handhaben, stellt an Werkzeug, Spritzgießmaschine und Automatisierungstechnik hohe Anforderungen. Für das Messeprojekt haben sich deshalb drei Systempartner zusammengeschlossen. Das filigrane Hochleistungswerkzeug mit acht Kavitäten stammt von der Hack Formenbau GmbH, Kirchheim unter Teck. Bemerkenswert, mit welcher Präzision die feinen Borsten (Maximaldurchmesser am Sockel: 0,2 mm) in den Werkzeugstahl gebracht wurden.

Das Werkzeug läuft auf einer vollelektrischen Spritzgießmaschine in Reinraumausführung (Typ: Engel e-motion 170/100 T), die die Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich, zur Verfügung stellt. Deren elektromechanische Antriebe stehen für reproduzierbare Prozesse, und um zusätzlich Schwankungen in den Umgebungsbedingungen oder im Rohmaterial auszugleichen, bringt Engel ihre iQ-Assistenzsysteme ins Spiel.

In die Spritzgießmaschinensteuerung integrierte Assistenzsysteme sorgen dafür, dass Prozessschwankungen ausgeglichen werden, noch bevor Ausschuss entsteht (© Engel)

In die Spritzgießmaschinensteuerung integrierte Assistenzsysteme sorgen dafür, dass Prozessschwankungen ausgeglichen werden, noch bevor Ausschuss entsteht (© Engel)

Schuss für Schuss analysiert „iQ weight control“ während des Einspritzens den Druckverlauf über der Schneckenposition und passt sowohl den Umschaltpunkt als auch das Einspritzprofil an die aktuellen Bedingungen an. Parallel dazu ermittelt „iQ clamp control“ für jeden Schuss einzeln die Werkzeugatmung und passt die Schließkraft automatisch an. Als drittes Produkt im Bunde hält „e-flomo“ die Temperierverhältnisse im Werkzeug konstant. Die dezentrale Intelligenz direkt an der Maschine gewährleistet in dieser Anwendung höchste Prozesskonstanz, vermeidet Ausschuss und sorgt damit für wettbewerbsfähige Stückkosten.


Inhaltsverzeichnis

Dr. Clemens Doriat, Redaktion

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