In der Fertigstellung hat der Automobilzulieferer FWB Kunststofftechnik, Pirmasens, einen neuen so genannten Sauberraum eingerichtet. Gemäß VDA 19 Teil 2 – Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie: Technische Sauberkeit in der Montage – ist dies ein Produktionsbereich mit fest installierter baulicher Abgrenzung von anderen Bereichen und mit sauberkeitsorientierter Regulierung innerhalb des Bereichs. Bei FWB ist es ein eigenständiger Raum, unbeeinflusst vom übrigen Spritzgieß-Bereich.

Eine über die Raumklimatisierung hinausgehende Reinluft-Technik, wie bei einem Reinraum, ist für einen Sauberraum nicht zwingend erforderlich, jedoch ist auch hier eine sauberkeitsorientierte Regulierung bezüglich Material- und Personentransfer zu angrenzenden beziehungsweise anderen Bereichen (kontrollierter Zugangsbereich) zu treffen. Das Unternehmen plant, in dem Sauberraum künftig auf bis zu sieben Spritzgieß-Maschinen Bauteile für elektrische Servolenkungen (Electric Power Steering – EPS) zu produzieren. Diese sicherheitsrelevanten Bauteile dürfen bei der Weiterverarbeitung eine maximale Partikelbelastung nicht überschreiten. „Für den neuen Sauberraum benötigten wir eine eigene Materialaufbereitung mit zentraler Trocknungsanlage außerhalb vom Produktionsbereich. Die Alternative, beispielsweise Beistelltrockner direkt an den Spritzgieß-Maschinen einzusetzen, ging schon aus Gründen der bei solchen lokalen Aggregaten unvermeidlichen Partikelemission nicht“, berichtet Anton Paternoster, bei FWB unter anderem zuständig für die gesamte Materialaufbereitung und damit Entscheider bei der Anlagenbeschaffung.

Die Entscheidung fiel schließlich zugunsten der Somos-Technologie von Protec Polymer Processing. „Es waren gleich mehrere Gründe, die uns überzeugt haben. Vor allem ist es der Vorteil, die neuen D-Trockner flexibel in einem großen Durchsatzbereich betreiben zu können. Das kommt uns für Erweiterungen in der Zukunft sehr entgegen“, meint Paternoster und ergänzt: „Hervorzuheben ist auch die Möglichkeit, einen Trockenmittel-Topf – falls erforderlich – im laufenden Betrieb zu wechseln. Da wir rund um die Uhr produzieren, erspart uns dies eine sonst notwendige mehrstündige Produktionsunterbrechung. Und mit dem Karussell-Prinzip, nach dem diese Trockner arbeiten, hat die erzeugte Trockenluft eine jederzeit konstante Taupunkt-Temperatur. Das ist für den Nachweis der Prozesskonstanz sehr wichtig, speziell im Automobilsektor.“

Geschlossenes System

Die Trocknungsanlage ist auf einem Podest vor dem Sauberraum aufgebaut. Sie besteht aus einem Trockenluft-Erzeuger der Baugröße Somos D500 und fünf daran angeschlossenen Trocknungstrichtern, drei mit einem Volumen von je 200 Litern und zwei mit je 300 Litern. Zwei Gebläsestationen, jeweils mit Zentralfilter zur Staubabscheidung ausgestattet, sorgen für das Auffüllen der Trocknungstrichter mit den in Oktabins unter dem Podest bereitgestellten Neumaterialien und für den Transport der getrockneten Materialien zu den Spritzgieß-Maschinen. Dieser Transport der getrockneten Materialien erfolgt stets mit Trockenluft, um ein Wiederbefeuchten zu verhindern. Jeder Fördervorgang schließt mit einer Restlosentleerung der Förderleitung ab.

„Für die Restlosentleerung kommt ebenfalls Trockenluft zum Einsatz, sodass die gesamte Materialleitung vom Trocknungstrichter bis zur Materialvorlage auf der Spritzgieß-Maschine stets mit Trockenluft beschleiert ist. Auch das Leersaugen funktioniert – wie die gesamte Trocknungs- und Förderanlage – vollkommen störungsfrei“, kommentiert Paternoster zufrieden.

Der Trockenluft-Erzeuger ist zusätzlich noch mit einem Kondensat-
Abscheider im Rückluftstrom ausgestattet worden. Damit kann FWB prozesssicher selbst Materialien trocknen, die bei der vorgeschriebenen Trocknungstemperatur zum Ausgasen neigen. Würden diese mit der aufgenommenen Feuchtigkeit zusammen transportierten flüchtigen Substanzen nicht vor dem Eintritt der Rückluft in das Adsorptionsmittel (Molekularsieb) des Trockners abgetrennt, wäre das Trockenmittel schnell kontaminiert. Das würde die Wasseradsorptions- und Wasserdesorptionsfähigkeit einschränken oder sogar komplett blockieren.

Modular strukturiert, flexibel

Die neue Generation der Materialtrocknungssysteme ist modular strukturiert und besteht aus dem Trockenluft-Erzeuger und den daran anschließbaren sogenannten Modul-Trichtern. Alle Trichter haben eine eigene Steuerung, die neben der Temperaturführung und der durchsatzabhängig erforderlichen Trockenluftmenge auch das dem jeweiligen Trichter zugeordnete Fördergerät regelt. Diese autarke Betriebsweise erleichtert auch das Erweitern der Modulanlage um einen oder mehrere Trocknungstrichter. Hierzu wird lediglich der neue Modultrichter über Standard-Schnittstellen angeschlossen – die Trocknersteuerung erkennt automatisch den neuen Trichter, die Anlage ist betriebsbereit. Anschließen lassen sich an einen Trockenluft-Erzeuger bis zu 12 Trocknungstrichter.

Im Verbund führen die konstruktiven, verfahrenstechnischen und steuerungstechnischen Neuerungen zu mehr Einsatzmöglichkeiten. So lässt sich der Trockenluft-Durchsatz der bei FWB eingesetzte Baugröße D500 steuerungstechnisch von 200 m³/h auf bis zu 500 m³/h erweitern. Durch diese Flexibilität kann der getrocknete Materialdurchsatz ohne bauliche Veränderung des Trockenluft-Erzeugers variabel gesteigert werden. Die Anlage erkennt mit einem automatisch ablaufenden Scandurchlauf aller Schnittstellen, welche Trocknungstrichter aktuell in Betrieb sind und stellt den dafür benötigten Trockenluft-Durchsatz ein. Somos-Trockenluft-Erzeuger arbeiten nach dem Karussell-Verfahren.

Hierbei sind bis zu fünf kurz bauende Trockenmittel-Töpfe im Einsatz, wovon dann vier parallel zum Entfeuchten der Trockenluft dienen und der fünfte regeneriert wird. Der Vorteil dieser Betriebsweise ist, dass die erzeugte Trockenluft einen konstant niedrigen Taupunkt hat, unabhängig von Jahreszeit oder Klimaschwankungen. Taupunktsprünge, wie sie bei sogenannten Twin-Tower-Trocknern durch den wechselweisen Betrieb der beiden Trockenmittel-Töpfe zum Entfeuchten oder Regenerieren auftreten, sind dadurch vermieden.

Für Energieeffizienz sorgen die Regelmechanismen ALAV zur automatischen Anpassung der Trockenluftmenge auf den Materialdurchsatz in jedem Trocknungstrichter und Super-Somos, um die Trockenmittel-Regeneration an der aktuellen Feuchtebeladung des Adsorptionsmittels auszurichten. Gleichzeitig führt eine neue Prozessführung beim Trockenmittel-Karussell zu einer deutlich kürzeren Zeit beim Regenerieren, wodurch die dafür notwendige Energie effektiver genutzt werden kann. Mit der D-Serie können etwa
30 Prozent der Energiekosten eingespart werden.

Präzisionsteile für den Automobilbau

FWB Kunststofftechnik legt seinen Fokus auf den Mehrkomponenten-Spritzguss und auf Formteile mit zum Teil sehr komplexen Einlegeteilen, hergestellt in voll automatisierten Fertigungszellen. Das Spektrum der realisierten Formteil-Gewichte reicht von 2 bis rund 650 g. Verarbeitet werden dazu alle gängigen technischen Kunststoffe, häufig glasfaserverstärkt, zum Teil auch mit Langglasfaser-Ausrüstung.

Zur Maschinenausrüstung gehören inzwischen über 30 moderne Spritzgieß-Maschinen im Schließkraft-Spektrum von 300 bis 4.200 kN, sowohl Einkomponenten- als auch 2K-Maschinen, hydraulisch, hybrid und sogar vollelektrisch angetrieben. Die Maschinen sind in der Regel mit Linearrobotern für Einlege- und Entnahmeaufgaben ausgerüstet. Für komplexe Montageabläufe in Fertigungszellen kommen Knickarm-Roboter zum Einsatz. Die Spitzgieß-Werkzeuge baut FWB zum Großteil selbst. Das hierzu aufgebaute Know-how und leistungsfähige Bearbeitungstechnologien ermöglichen es, Werkzeuge und Formeinsätze mit hoher Präzision und unter Einhaltung kleiner Toleranzen zu fertigen. Der eigene Werkzeugbau verschafft dem Spritzgießer zudem Vorteile bei der systematischen Werkzeugwartung und bringt den erforderlichen Qualitätsstandard mit der hohen Verfügbarkeit der Werkzeuge in Einklang. Das Unternehmen fertigt Teile für die Automobil-Industrie sowie technische Kunststoff-Teile für Hausgeräte.

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Grit Feistkorn