Vor über 60 Jahren, am 11. Oktober 1952, öffnete die erste K Messe in Düsseldorf ihre Tore. Die deutsche Industrie steckte damals noch im Wiederaufbau und das Zeitalter der Produktion von Massenkunststoffen stand gerade am Anfang. „Image zu bilden“ im positiven Sinne war das Ziel, das sich die junge Industrie und ihre Branchenzweige zum Motto erkoren hatten. Die Messe sollte die Leistungsfähigkeit und die Vielseitigkeit von polymeren Werkstoffen unter Beweis stellen. Unbestritten ist heute die K die Messe ihrer Branche für den Weltmarkt von Kunststoff und Kautschuk. Der Veranstalter, die Messe Düsseldorf erwartet vom 16. bis 23. Oktober 2013 mehr als 3.000 Aussteller aus über 50 Ländern, die Rohstoffe und Hilfsstoffe, Halbzeuge, Technische Teile und Erzeugnisse aus verstärkten Kunststoffen sowie Maschinen und Ausrüstungen für die Kunststoff- und Kautschuk-Industrie präsentieren werden.

Harte Fakten und bewegte Kunststoffverarbeitung

Die Spritzgießmaschinen-Hersteller warten zur K wieder mit neuen Maschinen und erweiterten Komponenten auf. Auch der Anwendungsbezug steht bei allen Maschinenherstellern im Mittelpunkt. Mit sogenannten Anwendungs-Highlights schafft man immer wieder Besuchermagnete. In Halle 13, Stand A13, stellt der Maschinenbauer Arburg sein Thema Produktionseffizienz in den Mittelpunkt und zeigt mit über zehn Exponaten, wie Kunststoffteile in Zukunft effizient gefertigt werden können. Seine Weltpremiere wird in Düsseldorf der elektrische Allrounder 820 A feiern, der die elektrische Baureihe Alldrive komplettiert. Für diese Maschine wurden sowohl die 4.000-kN-Kniehebel-Schließeinheit als auch die elektrische Spritzeinheit der Größe 2.100 neu entwickelt. Damit schließt sich bei den elektrischen Schließeinheiten die Lücke zwischen 3.200 und 5.000 kN.

Ein Anwendungs-Highlight wird das Langfaser-Direktspritzgießen kombiniert mit Organoblech sein. Dieses ermöglicht, bis zu 50 Millimeter lange Fasern über eine Seitenbeschickung an der Spritzeinheit direkt in die flüssige Schmelze zuzuführen und dort homogen zu verteilen. Faserlänge, Faseranteil und Materialkombination lassen sich individuell einstellen. Das Verfahren bietet eine hohe Flexibilität und die Möglichkeit, eigenes Know-how zu erarbeiten. Hinzu kommt ein signifikanter Kostenvorteil, da die Ausgangsstoffe Kunststoff und Glasfaserroving günstiger sind als fertige Langfasergranulate. Vorgestellt wird das Verfahren an einer energieoptimierten hydraulischen Spritzgießmaschine Allrounder 820 S mit Servohydraulik, welche mit einem Werkzeug von Georg Kaufmann Formenbau arbeitet. Durch Umspritzen von endlosfaserverstärkten Thermoplast-Einlegern (Organobleche) entstehen hochfeste und stabile Composite-Bauteile, die bei einer Länge von über 500 mm unter 300 g wiegen. Ein Sechs-Achs-Roboter nimmt die Organobleche aus einem Magazin auf.

Diese werden materialschonend aufgeheizt und bei Umformtemperatur an das LIPA-Werkzeug (Lightweight Integrated Process Application) übergeben. In einer Zykluszeit von rund 40 s erfolgen dort gleichzeitig das Umformen der Einleger und das Anspritzen von Funktions- und Versteifungselementen wie zum Beispiel Randbereiche, Lageraugen und Rippenstrukturen. Das produzierte Bauteil ist ein anschauliches Beispiel, wie sich durch die Kombination von Organoblech und Langfaser-Direktspritzgießen Leichtbauteile mit hoher Funktionsintegration und kurzen Zykluszeiten fertigen lassen.

Hoher Integrationsgrad für Tropfkammern

Engel stellt innovative Maschinenkonzepte und Technologien mit branchenspezifischer Systemkompetenz in den Mittelpunkt des Messeauftritts in Halle 15, Stand B42 und C58. Mit 25 Exponaten, davon 12 auf dem eigenen Messestand in Halle 15, erschließt das österreichische Unternehmen neue Anwendungen. Eine der wesentlichen Neuheiten wird die E-speed 650 Spritzgießmaschine sein. Dieser Schnellläufer greift auf die bewährte Technologie der vollelektrischen Hochleistungsmaschinen der Baureihen E-Motion und E-Cap sowie die Vorteile der Speed Serie zurück, um hohe Einspritzgeschwindigkeiten mit Energieeffizienz zu kombinieren. Damit werden auch bei größeren Schneckendurchmessern über 60 mm Einspritzgeschwindigkeiten von bis zu 800 mm/s erreicht.

Ein Anwendungs-Highlight wird die Fertigung von Tropfkammern für Bluttransfusionen mit integriertem Filter auf einer E-Victory 310H/80W/50V 160 Combi Dreikomponenten-Spritzgießmaschine in Reinraumausführung sein. Die Kammern bestehen aus einer ABS- und einer TPE-Komponente, die in einem Arbeitsschritt spritzgegossen, mit dem Filter montiert und durch Umspritzen mit Polypropylen gefügt werden. Dieser erstmalig realisierte hohe Integrationsgrad sorgt für mehr Effizienz in der Herstellung von Mehrkomponenten-Hohlkörpern mit Inlays, der nicht nur in der Medizintechnik, sondern beispielsweise auch bei der Herstellung von Kraftstofffiltern verwendet werden kann. Herkömmlich werden die zwei Hohlkörper-Komponenten einzeln spritzgegossen und erst in nachfolgenden Prozessschritten mit dem Inlay montiert und verklebt. Eine wichtige Voraussetzung für die Realisierung dieses integrierten Pro-zesses ist die servoelektrische Antriebstechnik für alle Bewegungen des Indexplattenwerkzeugs, die die synchrone Steuerung voneinander un-abhängiger Bewegungen ermöglicht.Werkzeugbaupartner für diese Anwendung ist Hack Formenbau, Kirchheim.

Die präzise Plattenparallelitäts-Einstellung der holmlosen Spritzgießmaschine sorgt für einen hohen Werkzeugschutz. Beim Aufbau der Schließkraft passt sich die Plattenparallelität automatisch der Werkzeugparallelität an. Dank Vorspannung und Abstützung durch den massiven C-Rahmen ist die Plattenparallelität auch bei hohen Werkzeuggewichten sicher gestellt. Ein Mehrachsroboter ist ebenso in die Fertigungszelle integriert wie ein System zur 100-Prozent-Qualitätskontrolle.

Die Wittmann Gruppe präsentiert sich auf der K-Messe auf zwei Ständen. Die Maschinen von Wittmann Battenfeld werden in Halle 16, Stand D22 vorgestellt, die Roboter und Peripheriegeräte von Wittmann Robot Systeme in Halle 10, Stand A04.

IML-Dekoration eines 13-Liter-Eimers

Die Messe-Highlights sind bei den kompakten Großmaschinen die neue Macropower 1500 und die Macropower E 450 in Hybrid-ausführung mit elektrischem Spritzaggregat und servohydraulischer Schließeinheit. Mit der Macropower E Hybrid in Verbindung mit IML-Technologie präsentiert man dem Fachpublikum eine dynamische, präzise und energieeffiziente Großmaschine in Verbindung mit einer auf die Maschine abgestimmten Wittmann IML-Anlage. Die Spritzgießmaschine E 450/2250 besteht aus einer modernen servohydraulischen 2-Platten-Schließeinheit kombiniert mit einem vollelektrischen Hochleistungsspritzaggregat. Durch diese Kombination kann eine kompakte Großmaschine mit kleinstmöglicher Stellfläche, die gleichzeitig Präzision und Energieeffizienz bei hohen Einspritzgeschwindigkeiten von bis zu 450 mm/s aufweist, hergestellt werden. Die Schließ- und Düsenbewegung der Maschine erfolgen servohydraulisch. Die auf die Leistungsanforderung der Schließeinheit optimal ausgelegte Antriebseinheit besteht aus einem dynamischen Servomotor und einer elektrisch verstellbaren Axialkolbenpumpe mit veränderbarem Schluckvolumen.

Die Regelung des Förderstroms erfolgt über die Motordrehzahl oder über den Schwenkwinkel der Hydraulikpumpe. Somit wird für jeden Betriebspunkt das Optimum zwischen Pumpenwirkungsgrad und Motordrehzahl ermittelt und über die Steuerung der Maschine vorgegeben. Damit können erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden. Die Spritzseite zeichnet sich durch ein vollelektrisches Spritzaggregat mit bis zu 450 mm/s Einspritzgeschwindigkeit aus und erreicht Energiewerte der Euromap 60 Klasse von 9+ -. Damit eignet sich diese Maschine besonders für hochkavitätige Werkzeuge für Verpackungen oder Elektronikartikel, sowie dünnwandige technische Präzisionsteile.

Die Funktionalität der Anlage wird auf der Messe anhand der Produktion eines 13-Liter-Eimers mit einem Gewicht von 450 g aus PP von Borealis, Linz, Österreich, mit IML-Dekoration demonstriert. Zum Einsatz kommt dabei ein Hochleistungswerkzeug mit einer Kavität und 24 Kühlkreisen. Bei der IML-Anlage handelt es sich um eine W842 HS Top-Entry Anlage, optimal ausgelegt für kürzeste Eingriffszeiten ins Werkzeug und für das Stapeln der fertigen Eimer. Der IML-Roboter entnimmt Banderole-Labels vom vertikal angeordneten Labelmagazin und führt diese mit Hilfe eines Dummy-Cores in die Kavität auf der festen Formhälfte ein. Zur Minimierung der Zykluszeit erfolgen die Entnahme der fertigen Eimer und das Einlegen der Labels zeitgleich. Krauss Maffei und Tochterunternehmen Netstal präsentieren sich in der Halle 15, Stand B27. Dank der erfolgreichen Markteinführung der GX-Baureihe baute man das Maschinenspektrum nach oben aus und präsentiert auf der Messe das neue Modell mit 900 Tonnen Schließkraft. Mit den Baugrößen 750 und 900 sowie den Einspritzeinheiten 6100 und 8100 erweitern sich die Kombinationsmöglichkeiten der Baureihe auf 44 Typen im Schließkraftbereich zwischen 400 und 900 Tonnen.

Schnelllaufende Anwendung -sieben Sekunden Zykluszeit

Auf der Messe demonstriert eine GX 900-8100 die Leistungsfähigkeit für schnelle Zykluszeiten, wie sie für Produkte aus der Logistik- und Verpackungsbranche gefordert wird. Bei der schnelllaufenden Anwendung mit sieben Sekunden Gesamtzykluszeit werden die Teile dabei mit einem Linear-roboter entnommen und per Hand-shake an einen zweiten Ablageroboter übergeben.

Die beiden Roboter vom Typ LRX 250 HS sind in High-Speed Version ausgerüstet. Dies sichert eine kurze Entnahmezeit sowie das produktionssichere Abstapeln in der zur Verfügung stehenden Zeit. Roboter und Maschine sind mit der MC6 Steuerung ausgerüstet. Damit kann von jedem Bedienpult aus die Automation als auch die Maschine bedient werden. Eine optische Arbeitsraumüberwachung liefert dem Bediener auf dem Display immer Einblick in den Roboter-Arbeitsraum und erleichtert Rüst- und Optimierungsvorgänge.

Auf dem Partnerstand der Firma T.H.E. Machines in Halle 12, Stand A51 präsentiert Netstal die Ressourcen schonende Produktion von Irrigation Drippern auf einer vollelektrischen Elion 1200-530. Einer Anwendung die nebst Wasserversorgung und Filterung in einer Tropfbewässerungsanlage zur Bewässerung von Agrarflächen ihre Verwendung findet. Bei einer Zykluszeit von rund 2,5 s werden die präzisen technischen Teile in einem 64-fach Werkzeug der schweizerischen Pro Tool produziert. Die Kühlung übernimmt dabei das Unternehmen Ef-Cooling (Schweiz), während die ebenfalls aus der Schweiz stammende Motan für das Materialhandling zuständig ist. Hohe Kavitätenzahlen (aktuell bis 128-fach), höchste Präzision und Reproduzierbarkeit sowie Zykluszeiten zwischen zwei und fünf Sekunden sprechen für sich. In einer Extrusionslinie werden dann die fertigen Dripper in den PE-Schlauch eingebracht.

Ferromatik Milacron präsentiert vier Spritzgießmaschinen der modularen F-Serie als Systemlösungen und zwei der vollelektrischen Elektron-Baureihe in Halle 15, Stand C06. Darüber hinaus hat man auch eine Maschinenpräsenz auf den Messeständen von Mold-Masters und DME.
Zuwachs bekommt die vollelektrische Elektron Baureihe mit einer neuen Kleinmaschine mit 300 kN Schließkraft, womit die Baureihe jetzt in elf Baugrößen von 300 bis 5.500 kN Schließkraft verfügbar ist. „Mit der neuen Kleinen knüpfen wir an unsere Firmengeschichte an, in der wir viele Jahrzehnte sehr erfolgreich Kleinmaschinen am Markt platziert haben, und starten den Wiedereinstieg in dieses Maschinensegment“, sagt Ralf Cezanne, Director Sales & Marketing. Die Elektron 30 ist mit einer Spritzeinheit der internationalen Größe 55 ausgestattet und produziert auf einem Werkzeug mit vier Kavitäten von Braunform, Bahlingen, medizintechnische Träger für 1-ml-Ampullen in einer Zykluszeit von 9,1 s, die 1,6 g wiegen.

Dünnwandige Deckel mit dekoriertem Label

Die modulare F-Serie mit Schließkräften von 500 bis 6.500 kN kann je nach Wunsch als vollelektrische, hydraulische oder hybride Maschine zusammengestellt werden. Auf der Messe ist eine vollelektrische F 200 mit 2.000 kN Schließkraft mit einer elektrischen Spritzeinheit Advanced Performance APe 50 zu sehen. Die Maschine produziert mit einem 4-fach Werkzeug und einer IML-Anlage von H. Müller, Conthey, Schweiz, dünnwandige Rechteck-Deckel mit dekoriertem Label. Alle 3,1 s entstehen vier Deckel, die jeweils 8,2 g wiegen. Die Deckel werden seitlich entnommen, optisch hinsichtlich Qualität überwacht, gestapelt und abtransportiert.

Eine weitere Maschine der modularen F-Serie auf dem Messestand ist eine vollelektrische Würfelmaschine F 270 Cube mit 2.700 kN Schließkraft. „Mit der ersten vollelektrischen Würfelmaschine am Markt unterstreichen wir unsere Vorreiterrolle bei flexiblen Etagenwendesystemen, die wir seit über 15 Jahren kontinuierlich weiterentwickeln“, sagt Dr. Thorsten Thümen, Director Research & Development. Die Maschine hat einen lichten Säulenabstand von 750 x 750 mm. In der Mitte dreht sich auf einer elektrischen Wendeeinheit ein Würfelwerkzeug mit vier Seiten und jeweils 8+8-Kavitäten. Die Maschine ist mit einer elektrischen Hauptspritzeinheit General Perfomance GPe 50 und einer ebenfalls elektrischen mitfahrenden Spritzeinheit GPe 45 ausgestattet, die über der Schließeinheit mit der beweglichen Aufspannplatte verbunden ist und bewegt wird. In den beiden Trenn-ebenen des Würfelwerkzeugs werden gleichzeitig nebeneinander je acht Unter- und Oberteile eines pfiffigen Drehverschlusses aus zwei Komponenten produziert. Nach einer 90° Drehung des Würfelwerkzeugs werden – parallel zum nächsten Einspritzvorgang – auf der Bedien- und Bediengegenseite der Maschine die beiden Teile des Drehverschlusses durch einen Roboter miteinander verschraubt, die über ein Air-Move-System von Trio-Technik, Meinerzhagen abtransportiert werden. Das Schussgewicht pro Trennebene beträgt 77,6 g, also 9,7 g pro Verschluss. Die Zykluszeit liegt bei 9,5 s.

Gehäuseteile für Smartphones in 25 Sekunden

Für den effizienten Ressourceneinsatz stellt Sumitomo (SHI) Demag dem Spritzgießer einen vielseitigen Baukasten mit maßgeschneiderten Technologiebausteinen bereit. Hierbei geht es darum, durch das Zusammenwirken der Aspekte Langlebigkeit, Energieeffizienz, Verfügbarkeit und Produktionsleistung ein hohes Maß an Produktionseffizienz zu realisieren. Zwei neue Technologien ergänzen und erweitern jetzt das bereits sehr breite Spektrum an Technologiebausteinen, das man in Halle 15, Stand D22 vorstellt. Mit Active-Colour-Change wurde ein neues, speziell auf die Spritzgießverarbeitung zugeschnittenes Flüssigfarb-Dosiersystem entwickelt. Hiermit wird die Farbe in einem geschlossenen System direkt in die schmelzegefüllte Meteringzone der Plastifiziereinheit dosiert. Anders als beispielsweise beim Einfärben mit Masterbatch, bleiben die vorgelagerten Zonen – Einzugszone und Kompressionszone – vollkommen farbfrei. Dadurch muss beim Farbwechsel eine erheblich kürzere Schneckenlänge gespült werden – im Vergleich zur Verwendung von Masterbatch fallen Farbwechsel somit extrem kurz aus. Ausgelegt ist das neue Farbdosier- und Farbwechselsystem für maximal fünf Farben. Das automatische Zu- und Abschalten der Farbdosierung wird in die Maschinensteuerung NC5 plus integriert. Bereits wenige Zyklen nach Zuschalten einer Farbe können gleichmäßig eingefärbte Bauteile entnommen werden.

Das wesentliche verfahrenstechnische Merkmal, mit dem sich das neue SL-Plastifiziersystem von konventionellen Plastifiziersystemen einer Spritzgießmaschine abhebt, ist eine unterfüttert betriebene Plastifizierschnecke ohne Kompressionszone. Das Material wird mit einer vorgeschalteten Dosierschnecke kontrolliert zugeführt. Der optimale Füllgrad ergibt sich aus den Materialeigenschaften und den Prozessparametern. Aufgeschmolzen wird das zudosierte Granulat nahezu ausschließlich durch gut kontrollierbare Wärmezufuhr über die Zylinderheizung der Plastifizierschnecke. Im Vergleich zu konventionellen Plastifziersystemen bietet dieses Plastifiziersystem deutliche Vorteile.

Maßgebend hierfür ist, dass mit der kontrollierten Betriebsweise eine sehr homogene Schmelze ohne Viskositätsschwankungen entsteht. Hierdurch können Prozessschwankungen und damit Schwankungen in der Produktqualität reduziert werden. In Kombination mit einer schaltbaren Rückström-Sperre wirkt sich das kompressionslose Plastifizieren besonders positiv bei der Produktion technischer Präzisionsformteile aus. Vorteile bietet das SL-Plastifiziersystem auch, wenn hohe Anforderungen an die Reinheit der Produkte gestellt werden, beispielsweise beim Spritzgießen von Optik-Teilen. Vorgeführt wird das neue System auf dem Messestand am Beispiel Präzisionsspritzguss auf einer SE 180 EV – Schließkraft 1.800 kN. Mit einem Zweifachwerkzeug entstehen darauf Gehäuseteile für ein Smartphone aus einem ABS/PC-Blend; das Schussgewicht beträgt 45 g, die Zykluszeit 25 s.

Nachkalibrierung des Bildschirms entfällt

Der Hersteller von Spritzgießautomaten Dr. Boy aus Neustadt-Fernthal präsentiert auf der Messe in Halle 13 / Stand A43 unter anderem auch die bedienerfreundliche Maschinensteuerung Procan Alpha 2. Eine neue Optik, erweiterte Funktionen sowie viele neue Touchfunktionen verbessern das bekannte Steuerungssystem in einer zweiten Ausbaustufe nochmals. Das übersichtlich gestaltete 15″ LED-Display ist nun wesentlich heller und größer. Die PCT-Bedientechnologie (Projective Capacitive Touch) sichert gegenüber den früheren Folien-Touchsystemen eine wesentlich langlebigere Funktionalität. Auch die Nachkalibrierung des Bildschirms entfällt durch die neue PCT-Technologie. Damit sind Bedienstrategien wie Scrollen von Bildschirmseiten oder Seiten wechseln durch Wischen – wie bei modernen Kommunikationsgeräten – möglich. Besonders im integrierten Maschinenhandbuch, auf dem Steuerungssystem hinterlegt, wird das Blättern wesentlich vereinfacht. Die Touch-Oberfläche ist zusätzlich durch ein stabiles Sicherheits-Coverglas vor Beschädigungen geschützt.

Bedürfnisse ansprechen und berücksichtigen

Neue Lösungen müssen die aktuellen Bedürfnisse der Kunststoffverarbeiter ebenso ansprechen und berücksichtigen wie die gegenwärtigen Entwicklungen und Herausforderungen von morgen, dieser Meinung ist Haitian International. Auf der Messe zeigt man in Halle 15, Stand A41 vier Exponate und setzt weiterhin auf zweckmäßige Kundenlösungen zu fairen Konditionen. Besonderes Augenmerk hat man dabei auf die vier aktuelle Trends gelegt: erstens werden sich energieeffiziente Antriebe als Standard durchsetzen. Zweitens werden steigende Anforderungen in der Massenproduktion der Vollelektrik den Weg ebnen. Drittens werden schlanke Economy-Versionen der Maschinen für Verarbeiter immer interessanter und viertens werden sich Standardmaschinen als effizienter Baustein in Hightech-Fertigungszellen und komplexen Automatisierungsprozessen etablieren.

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Harald Wollstadt ist Chefredakteur Plastverarbeiter harald.wollstadt@huethig.de