Um Spritzgieß-Werkzeuge zu reinigen, werden sie oftmals aus den Maschinen ausgebaut und soweit zerlegt, dass die feinen Kavitäten mit Spezialwerkzeugen, Pinseln und Lösungsmitteln oder Formcleanern gereinigt werden können. Die Reinigung der Schieber erfolgt in der Regel in einem Ultraschallbad. Der Zeitbedarf für die Demontage, Reinigung und Montage der Werkzeuge durch speziell geschultes Personal kann zum Teil mehrere Stunden dauern. Nach diesem Schema der Werkzeugreinigung ist auch der Entwicklungs- und Produktionspartner der Automobilindustrie A. Raymond, Lörrach, vorgegangen. Das Unternehmen stellt unter anderem Spezialbefestigungs-Elemente und Schnellkupplungen für die Bereiche Karosserie, Innenausstattung, Antriebsstrang, Klima- und Flüssigkeitsmanagement sowie Fahrzeugelektrik und -elektronik in Spritzgieß-Verfahren her.
Reinigung schränkt Fertigungskapazität ein
Die Werkzeuge für die Steckersysteme, Schraubteile und Scheibenwasch-Düsen aus Polycarbonat, Polyamid und POM haben teilweise sehr filigrane Kavitäten, die schwierig zu reinigen sind. Die Produkte sind sogenannte Dauerläufer und werden im Drei-Schicht-Betrieb hergestellt. „In den Kunststoffen sind Flammschutz-Mittel und Additive enthalten, die in den Kavitäten der Werkzeuge einen Belag hinterlassen.
Dieser muss alle zwei Tage spätestens alle drei Tage entfernt werden, damit die Qualität der Teile nicht beeinträchtigt wird“, erklärt Stefan Preller, der in der Abteilung Manufacturing Direct Industrialisation (MDI) für die Industrialisierung von Werkzeugen im Kunststoffbereich zuständig ist. Weil die notwendigen regelmäßigen Reinigungsprozesse die Maschinenauslastung reduzieren und der Reinigungsgrad der Werkzeuge zudem direkten Einfluss auf die Teilequalität hat, setzt der Lörracher Spritzgießer das Reinigen mit Trockeneis-Schnee ein. Mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Werkzeuge mit diesem Verfahren nicht beschädigt werden, was bei der klassischen Reinigung durchaus vorkommen kann.
Trockeneis-Strahlen mit Blockeis als Alternative
Das Verfahren mit Trockeneis-Pellets erwies sich als nicht geeignet. Denn die reiskorngroßen Eisstücke erzielten bei den feinen Kavitäten und Konturen keine ausreichende Reinigungswirkung, zudem war die Lärmentwicklung zu groß. Eine Alternative bot das leise arbeitende Reinigungssystem i3 Micro Clean System von Cold Jet, Weinsheim. Bei diesem Verfahren kommt Kohlendioxid in Form von Eisblöcken zum Einsatz, von denen mit der patentierten Block-Shaver-Technologie Partikel abgeschabt werden. Diese bilden im Vergleich zu Pellets einen viel feineren Reinigungsstrahl, der in Verbindung mit speziellen Hochleistungsdüsen für eine schonende und gleichzeitig effektive Behandlung sorgt.
Reinigung ohne Demontage
„Auch die sehr filigranen Erodierstrukturen der Werkzeuge für die Düsenfertigung werden sauber“, beschreibt Preller. Das Werkzeug muss nicht mehr ausgebaut werden. Für die Reinigung wird das kompakte und mobile Gerät zur jeweiligen Spritzgießmaschine gefahren, an deren Druckluft-Versorgung angeschlossen, das integrierte Erdungskabel verbunden und das Werkzeug mit der passenden Strahldüse gereinigt. Dafür sind nur noch maximal 45 Minuten erforderlich. Das sparte dem Unternehmen viel Zeit und die Maschinenauslastung bei den Dauerläufern konnte deutlich erhöht werden. „Dadurch amortisiert sich die Investition in das Gerät in weniger als einem Jahr“, sagt Preller. Außerdem hat sich der Personalbedarf für die Reinigung verringert. Die Einweisungszeit ist kurz und das Gerät lässt sich einfach bedienen. Wo früher speziell geschulte Mitarbeiter für die Werkzeugreinigung erforderlich waren, kann die Reinigung jetzt von den Maschinenbedienern selbst durchgeführt werden. Dies zahlt sich insbesondere während der Kontischichten am Wochenende aus.
Die Trockeneis-Reinigung erhöht auch die Prozess-Sicherheit, da die Entlüftung der Spritzgießwerkzeuge immer frei von Verstopfungen ist. Dadurch kommt es bei den Validierungstests der Steckersysteme zu keinen Ausfällen mehr. „Ich würde sagen, dass wir die Prozess-Sicherheit bei dieser Produktgruppe durch das Trockeneis-Schnee-Reinigungssystem um 25 Prozent gesteigert haben“, sagt Preller. Gleichzeitig wurden Arbeitssicherheit und Umweltschutz erhöht. Denn der Einsatz von Lösungsmittel konnte reduziert werden.
