Das Unternehemen Murrplastik Medizintechnik, Falkenstein/Sachsen, ist auf das Herstellen komplizierter technischer Teile spezialisiert. In den 1960er Jahren hat der Unternehmensgründer Horst Hölzl Wäscheklammern aus Kunststoff entwickelte, die in einem Spritzzyklus – ohne zusätzliche Montage hergestellt wurden. Auch heute noch zählt das Umspritzen von Metallteilen (Hybrid-Spritzgießen) mit Kunststoff zur Kernkompetenz von Murrplastik.

Aus den Anfängen entwickelte sich über die Jahre hinweg eine Unternehmensgruppe, die sich heute in die beiden Unternehmensbereiche Systemtechnik sowie Produktionstechnik gliedert. Der Bereich Systemtechnik ist für den Vertrieb von Eigenprodukten rund um das Kabel-Management für den Maschinen- und Anlagenbau zuständig. Dazu gehören beispielsweise Energieführungsketten-, Kabelschutzschlauch- oder Kennzeichnungs-Systeme für Leitungen und Schaltschränke. Der Unternehmensbereich Produktionstechnik ist unter anderem auf das Spritzgießen von Präzisionsteilen für die Automobilindustrie sowie auf das Herstellen von Ventilen und Aktuatoren, Lüftern, Getrieben und Motoren sowie von mechatronischen Baugruppen spezialisiert. Die Murrplastik Medizintechnik gehört zum Bereich Produktionstechnik. Neben dem Präzisions- und Hybrid-Spritzgießen stellt man auch Formteile für die Medizintechnik her. Im Schichtbetrieb sind aktuell 24 Spritzgieß-Maschinen mit Schließkräften von 250 bis 2.500 kN im Einsatz.

Kleiner Deckel mit großen Anforderungen

Je unscheinbarer ein Formteil auf den ersten Blick ist, desto anspruchvoller ist vielfach seine Herstellung. So auch bei einem nur 0,8 Gramm leichten Deckel, der als Teil einer Baugruppe mit einem Gehäuse sowie einem integrierten Schalter in Gurtschlössern verbaut wird. Im Zusammenspiel mit weiteren Sensoren geht von dieser Baugruppe ein Signal aus, wenn der Sicherheitsgurt geschlossen ist. Allein daraus wird ersichtlich, dass Präzision gefordert ist. Von den beiden Kunststoff-Teilen aus POM, mit einem Additiv als Gleitanteil, liefert das Unternehmen jährlich 40 Millionen Stück aus. Ursprünglich wurde der Deckel auf einem 16fach Heißkanal-Werkzeug mit vier kalten Unterverteilern für je vier Formteile produziert.

Mit steigenden Stückzahlen waren die vorhandenen Kapazitäten jedoch ausgeschöpft. Daher entschied sich der Kunde für den Bau eines höherfachigen Werkzeuges. Ein weiterer Aspekt betraf die kalten Unterverteiler der indirekten Anbindung. Aufgrund ihrer Größe im Verhältnis zum Formteil war es nicht möglich, den Anguss zu vermahlen und das Mahlgut erneut dem Prozess zuzuführen. In der Regel erlauben die Rohstoffhersteller maximal 20 Prozent Mahlgut. Im vorliegenden Fall bestand jedoch die Gefahr, dass im Verlauf der Produktion zuviel Mahlgut – und damit thermisch vorbelastetes Material – in den Kreislauf gelangt wäre, was wiederum die Qualität der Formteile beeinträchtigt hätte. Mit dem Entschluss für ein größeres Werkzeug ging auch das Überarbeiten des Artikels selbst einher. So war auch das direkte Anbinden und damit das Verlegen des Anspritzpunktes notwendig. Nicht zuletzt um den Anguss und damit Material einzusparen und um die Produktion so wirtschaftlicher zu machen. Das war ein Hauptkriterium bei diesem Projekt. Zu berücksichtigen war in diesem Zusammenhang auch der Materialpreis, der ein Mehrfaches dessen beträgt, was Standardware kostet.

24fach mit zuverlässigem Schutz vor Leckagen

Zielvorgabe war nach den ersten Gesprächen mit Günther Heißkanaltechnik, Frankenberg, ein 24fach-Werkzeug. Wegen der engen Platzverhältnisse fiel die Wahl auf Düsen aus der TT- Baureihe von Günther, die wegen ihrer kompakten Bauweise für solche Fälle geeignet sind. Die TT-Düse ist beim Aufbau des Werkzeugs, also bei ihrer eigentlichen Montage, zwar etwas aufwändiger, doch der Montageaufwand fällt nur einmal an. Gerade bei hochfachigen Werkzeugen macht das Heißkanalsystem einen hohen Anteil an den Werkzeugkosten aus, was sich jedoch bei einem produktionssicheren System durchaus rentiert, insbesondere wegen des Leckageschutzes. Denn Leckagen treten durch Verschleiß, Überhitzungen oder aufgrund von Montagefehlern auf. „Deshalb haben wir von vornherein Wert auf ein leckagesicheres System gelegt, das sich zudem leicht warten lässt“, erklärt Udo Pfabe, Werksleiter bei der Murrplastik Medizintechnik.

Das Werkzeug ist so aufgebaut, dass sich die Form-platte vom Heißkanalsystem komplett trennen lässt, ohne dass zuvor ein Kabel oder eine Düse demontiert werden muss. Theoretisch kann die Platte sogar beim aufgespannten Werkzeug ganz einfach nach vorne abgezogen werden. „Das empfiehlt sich jedoch nur bei weniger komplexen Werkzeugen“, stellt Pfabe fest. Doch unabhängig davon erleichtert der freie Zugang zu den Schnittstellen und Düsen die Arbeit ungemein, erläutert er weiter. „Falls an einem Formnest ein Problem auftritt, ziehe ich die Formplatte herunter und repariere das betroffene Formnest an Ort und Stelle. Bei hochfachigen Werkzeugen ist das eine ganz gute Lösung.“ Der Wegfall der kalten Unterverteiler machte schließlich auch die Verlegung der Anbindung erforderlich. Wichtig war in diesem Zusammenhang, dass der neue Anspritzpunkt keinesfalls die Funktionalität der Teile beeinträchtigen darf – und natürlich sichergestellt sein muss, dass sich die Formnester zuverlässig füllen.

Umfangreiche Füllstudien

Füllstudien sind hierbei empfehlenswert. Der Aufwand im Zusammenhang mit der Änderung des Anschnitts bei einem 1fach-Werkzeug ist hingegen überschaubar. Weitaus aufwändiger ist das natürlich bei einem hochfachigen Werkzeug. Mit Hilfe der Füllanalyse lässt sich zudem der Gesamtprozess sicherer beurteilen. Zugleich kann man dabei nachweisen, dass die Druck- und Füllverhältnisse passen. „Nachdem die ermittelten Werte im Werkzeug umgesetzt waren, hat das auch auf Anhieb funktioniert“, beschreibt Pfabe das weitere Vorgehen. Von den ersten Überlegungen bis zum produktionsfertigen Werkzeug vergingen knapp 16 Wochen. Produziert werden die Teile auf einem vollelektrischen Allrounder 470 E mit 1.000 kN Schließkraft und Spritzeinheit 800 von Arburg. Maßgeblich für den Einsatz der vollelektrischen Maschine ist deren Prozesssicherheit, die aus der höheren Fachzahl und der Materialeinsparung resultiert.

Zudem entfällt das Separieren der Unterverteiler, die Formteile fallen fertig in einen Sammelbehälter. Auch hinsichtlich der Heißkanalregelung hat man sich für ein System von Günther entschieden. Da für das Werkzeug mit den im H-Verteiler enthaltenen Regelstellen insgesamt 32 Regelzonen nötigt sind, ist ein separates Regelgerät erforderlich. Das Regelgerät führt etwa alle 20 bis 25?ms einen Abgleich zwischen Soll- und Ist-Temperatur durch und regelt gegebenenfalls nach. Zugleich wird so eine Überhitzung der Düsen vermieden.


Wir haben von vornherein Wert auf ein leckagesicheres System gelegt, das sich zudem leicht warten lässt.

Udo Pfabe, Werksleiter Murrplastik Medizintechnik.

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Jörg Essinger