1984 stellte Fanuc in Japan die erste vollelektrische Spritzgießmaschine dem Kunststoffmarkt vor und es stellte sich die Frage, ist so viel anti-hy-draulische Produktpräzision überhaupt erforderlich und wirtschaftlich? Dreißig Jahre später ist diese Frage rein rhetorisch, mittlerweile sind rund 40.000 Spritzgießmaschinen vom Typ Roboshot in Betrieb. 2013 hat sich Fanuc in Neuhausen neu aufgestellt. Kommt nun ein potenzieller Kunde mit seinem kompliziertesten Werkzeug nach Neuhausen bei Stuttgart, um Versuche zu fahren, stehen ihm alle Möglichkeiten zur Verfügung. Vollelektrische Spritzgießmaschinen, universell einsatzbereite Roboter mit einheitlicher CNC-Steuerung/Regelungsplattform für die Kunststoffverarbeitung sowie Bearbeitungszentren oder auch Draht-Erodiermaschinen für den Werkzeugbau.

Im dominant gelben Gebäude des Technikzentrums ist im Januar 2014 eine weitere Zitrusfarbe hinzugekommen, dass Orange von Motan-Colortronic mit der Trocknungs-, Dosier- und Mischtechnik, welche die Spritzgießmaschinen mit Kunststoff-Granulat oder -Regenerat und Masterbatch versorgt. Magnus Mohren, vom Fanuc Technikzentrum, umreißt es so: „Maschinentechnik braucht erstklassige Peripherie. Damit zeigen wir dem Verarbeiter ein Beispiel an ergonomischer, produktiver und somit konkurrenzfähiger Ausrüstung.“ Im selben Atemzug schließt er eine Marken-Exklusivität aus.

Das Team des Technikzentrums bringt Maschinen, Versuchswerkzeuge wohl temperiert auf Vordermann, damit Kunden Versuche und Problemwerkzeuge fahren können. Zudem werden Maschinen gemäß kundenseitigen Lastenheften spezifiziert, aber auch Versuche ausgewertet und Protokolle erstellt. „Und schließlich neue Peripherie in Betrieb nehmen,“ ergänzt Support Engineer Mohren.

Im Technikzentrum sind drei vollelektrische Roboshot Spritzgießmaschinen mit 500, 1.000 und 1.500 kN Schließkraft im Einsatz. Diese Maschinen entsprechen den aktuellen Forderungen der Anwender nach niedrigem Energieverbrauch, hoher Spritzgießqualität mit stabiler Wiederholgenauigkeit und hoher Prozess-Sicherheit. Hierfür sind die Maschinen mit Energie-Rückgewinnungs-Regelung, drehmomentabhängiger Dosierregelung – PMC 2 und 3 – sowie dem speziellen Rückfluss-Monitor ausgestattet. Hochpräzises Mischen und Dosieren des Granulats wird unter anderem mit Materials Management Geräten von Motan geregelt. ETA plus hat sich im Einsatz an Trockenluft-Trocknern der Luxor A-Baureihe als nachhaltige „Kontroll-Instanz“ bewährt.

Die voll-automatische Anpassung der Trocken-Luftmenge an die jeweiligen Material-Eingangstemperaturen und -Durchsätze liefert konstante Trocknungsergebnisse. Es wird nur die bedarfsspezifische Prozessluftmenge erzeugt. Das System kombiniert die Drying Organizer Funktion mit Luftmengen-Regelung. Die Prozess-Luftmenge und die Trocknungstemperatur-Anpassung werden analog zum Energiebedarf des Materialdurchsatzes im geschlossenen Regelkreis geführt. So wird Unter- und Übertrocknungen vermieden und eine gute Trocknungs-Qualität erreicht.

Die zentrale Trocknungsanlage Luxor A, mit 100 und 150 Liter Trockentrichter und mit ETA-Process-Energiespartechnik ist mit zwei voll isolierten Trockenmittel-Patronen ausgestattet. Während der Regenerierphase wird die Luft zum Aufheizen der Trockenmittel-Patronen durch einen Wärmetauscher vorgeheizt, was Energie spart. Rückkühlung der Trockenmittel-Patronen mit Trockenluft im geschlossenen Kreislauf sichert einen kontinuierlich niedrigen Taupunkt (cirka -40°C oder besser) und max. Trocknerleistung bis 2.400 m³/h.

Die Wartungstüren sind der Trichterform angepasst: Brücken- und Depotbildung des Materials wird so verhindert, der Materialfluss optimiert und die Reinigung erleichtert. Die Minicolor V Scheibendosier-Technologie hat eine konstante Wiederholgenauigkeiten von bis zu 1 Prozent. Um Platz zu sparen, wird die Dosieranlage direkt auf den Einzugsflansch der Verarbeitungsmaschine montiert. Bis zu zwei granulatförmige Additiv-Komponenten können dem freifließenden – per Edelstahl-Trenneinsatz geteilten – Volumenstrom des Hauptmaterials synchron zudosiert werden. Im nachgelagerten Prozess-Schritt werden alle Komponenten automatisch homogen vermischt.

Qualität steht an erster Stelle

Die Inbetriebnahme mit Einweisung in die Bedienung und Wartung der Motan-Colortronic Ausstattung verlief schnell und reibungslos. Die Praxis im Technikzentrum unterliegt schwierigeren Grundbedingungen, als sie in einer kontinuierlichen industriellen Produktion über 365 Tage vorzufinden sind. Viele kurze Zyklen, immer wieder neue Werkzeug- und Materialsituationen mit unterschiedlichen Durchsätzen. „Qualität steht an erster Stelle,“ betont Gerhard Schmid, Repräsentant bei Motan-Colortronic. „Gefolgt von der Kostensituation, aufgeteilt in Materialnutzung und Energieeinsatz. Bedienkomfort spielt für den Anwender ebenso eine zentrale Rolle.“ So wird der Trocknungsprozess per Steuerung/Regelung weitestgehend vollautomatisch geführt.

Der Bediener gibt lediglich die Grundparameter ein, die – jederzeit reproduzierbar – in der Datenbank für so gut wie alle Kunststoff-Materialtypen hinterlegt sind, oder er speichert die Kennwerte für Sondermaterialien oder Abmischungen. Mit der im Datenblatt vorgegebenen Trocknungs-Temperatur und -Zeit sowie Absenktemperatur bestimmt die Trockner-Software alle anderen Werte wie zum Beispiel die erforderliche Luftmenge oder Ablufttemperatur selbst. Bei der Dosierung gibt es eine klare Hierarchie der Kommunikation. Die Steuerung Spritzgießmaschine bestimmt, wann der Dosierer dosiert, wie lange und sie überwacht die Verarbeitungsparameter mit vorzugebenden Toleranzen. Bei sehr komplexen Werkzeugen und Materialien liegen die grundsätzlichen Einflussgrößen bei der Spritzgießmaschine.

„Deshalb muss ich mich auf eine Peripherie verlassen können, die meine vorgegebenen Parameter übernimmt.“ Gerade bei temperaturempfindlichen Materialien darf keine Übertrocknung auftreten. Auf der anderen Seite muss – beim Fördern von vergleichsweise kleinen Mengen an hygroskopischen Granulaten – das Verweilen von Restmengen im Schlauch vermieden werden, um eine Rückfeuchtung zu minimieren oder auszuschließen: „Demzufolge muss die Peripherie diese Kriterien automatisch berücksichtigen, die Förderzyklen und Temperaturgefälle optimieren; Restmengen zurückblasen. Qualität im Technikum heißt letztendlich reproduzierbare und stabile Prozesse und keine undefinierten Zustände zwischendrin,“ so Mohren.

Kunden wollen – insbesondere bei Versuchen im Technikum – mit geringen Aufwand das beste Produkt in kürzester Zeit erreichen. Darauf ist das Technikzentrum vorbereitet und eingerichtet. „Entsprechend wichtig ist das Kriterium der Reproduzierbarkeit bei der Auswahl des Materials Management Equipment, weil eine Spritzgießmaschine auf diesem Niveau extrem schnell verfügbar ist und nach zwei bis drei Schuss optimal produziert. Also müssen die Dosierung und die Einfärbung extrem schnell stimmen. Hohe Verfügbarkeit und eine einfache Wartung gehören mit an die oberste Stelle auf der Prioritätenliste. Folglich kann auch der konstruktiv durchdachte Aufbau eines Trichters ohne Störkanten oder Hinterschneidungen den Luftstrom nicht negativ beeinflussen. Zudem bilden sich keine Depots mit Materialresten, die die Ausschussquote erhöhen könnten,“ beschreibt Rüdiger Kissinger von Motan-Colortronics, ein paar der vielen kleinen aber wichtigen Vorteile, die den Prozess stabilisieren helfen.

 

„Entsprechend wichtig ist das Kriterium der Reproduzierbarkeit bei der Auswahl des Materials Management Equipment, weil eine Spritzgießmaschine auf diesem Niveau extrem schnell verfügbar ist und nach zwei bis drei Schuss optimal produziert.“

Rüdiger Kissinger, Marketingleiter bei Motan-Colortronic

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Über den Autor

Thomas Behne ist freier Journalist in Burgholzhausen. behne@pr-portfolio.de