Equipment  für das gasunterstützte Spritzgießen

Scheinwerfer eines der Kunden. Neben der Automobilindustrie werden aber auch andere Branchen beliefert.

Das Modell- und Formenbauunternehmen Dieter Wiegelmann mit Sitz in Olsberg hat sich in Deutschland und über die Grenze hinaus einen Namen als Problemlöser im Bereich komplexer Kunststoffanwendungen gemacht. Im Prototypenbau wird vor allem Aluminium verwendet, deshalb liegt auch in der Fräsbearbeitung und Montage der unterschiedlichsten Legierungen dieses Werkstoffs eine der Stärken der Firma. Aber auch entsprechende Serienwerkzeuge aus Stahl werden in Olsberg gefertigt.

Die Erweiterung der Aktivitäten auf den Spritzguss von Kunststoffteilen erfolgte 2007 nach der Übernahme des Unternehmens durch den Sohn Marc Wiegelmann. Zuvor war führte man lediglich Abmusterungen von Formen durch. Heute fertig das Unternehmen Kunststoffteile mit Losgrößen von 500 bis 10.000 Stück und mehr.  Der Großteil der Produkte geht an die Automobilzuliefererindustrie, wobei vor allem für das Premiumsegment der Automobilhersteller produziert wird. So finden sich die Produkte beispielsweise in Fahrzeugen der Marken Audi, Mercedes, Ferrari oder Bugatti. Neben der Automobilindustrie werden auch andere Branchen, wie die Sanitärindustrie, der Haushaltssektor, die Medizintechnik, die Verpackungsindustrie, die Agrarindustrie oder die Telekommunikationsbranche beliefert.

Das Modell- und Formenbauunternehmen sieht sich als Problemlöser für seine Kunden und zeichnet sich neben der Qualität vor allem durch Flexibilität und kurze Lieferzeiten aus. Von der Beratung über die Entwicklung, den Werkzeugbau bis hin zur Produktion erhält der Kunde bei Wiegelmann alles aus einer Hand. Auch die zunehmend wichtiger werdende Baugruppenmontage wird angeboten. 2014 erwirtschaftete man

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Entnahme des Kühlergrill an der Spritzguss-Maschine mit einem Roboter.

einen Umsatz von 6,5 Mio. EUR. Neben der Zertifizierung nach DIN ISO 9001 und DIN ISO 14001 wird auch ein Großteil der Anforderungen der für die Automobilindustrie wichtigen TS 16949-Norm erfüllt. Um dem Fachkräftemangel entgegen zu steuern, bildet Wiegelmann auch junge Menschen im Formenbau, im Kunststoffbereich und in der Konstruktion aus. Die Kunden schätzen die kurzen Kommunikationswege und Reaktionszeiten als auch das hohe Innovationspotenzial der Olsberger.

Teile von 10 bis 7.000 Gramm

Der Maschinenpark des Unternehmens umfasst Tuschierpressen, hochwertige Fräsmaschinen, Erodiermaschinen, eine Tiefloch-Bohrmaschine, optische Messgeräte sowie 9 Spritzgießmaschinen, von denen 4 in der Serienfertigung und 5 im Versuchsbereich eingesetzt werden. Gespritzt werden Teile mit einem Gewicht von 10 bis 7.000 g aus allen gängigen Materialien. Bei Einsatz der Spritzgießmaschinen geht es dem Modell- und Formenbauer vor allem um die Teile-Qualität aber auch deren Überwachung und Aufzeichnung im Sinne der von der Automobilindustrie geforderten Traceability. Weitere wichtige Aspekte sind gute Energiewerte in der Produktion als auch State-of-the-Art Verfahrenstechnologien.

Seit kurzem hat man nun eine Macropower 1500/8800 von Wittmann Battenfeld im Einsatz, aufgerüstet mit einem Wittmann Roboter W843 und ServoPower-Antrieb sowie eine hydraulische HM 240/1330. Die HM 240 ist mit dem Equipment für den Einsatz des Gas-Innendruckverfahrens

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Kühlergrill eines Ingolstädter Automobilherstellers.

Airmould und des Strukturschaum­-Verfahrens Cellmould ausgestattet, das die Herstellung leichter, verzugsarmer Teile ohne Einfallstellen und mit hoher Steifigkeit ermöglicht. Auch eine entsprechende Trockenanlage ist im Einsatz. Airmould ist das von Wittmann entwickelte und mehrfach patentierte Verfahren für gasunterstütztes Spritzgießen. Die wesentlichen Vorteile sind eine erhöhte Oberflächenqualität sowie bessere Maßhaltigkeit der Formteile. In weiterer Folge reduziert sich beim gezeigten Gasinnendruckverfahren der Materialeinsatz und damit das Formteilgewicht. Die Gaseinspritzung erfolgt entweder durch eine entsprechende Maschinendüse oder durch Einspritzbausteine direkt im Anguss oder in der Kavität. Nach der vollständigen Füllung wird der Gasdruck so lange aufrechterhalten, bis das Formteil ausreichend abgekühlt und dimensionsstabil ist. Hierbei herrscht über dem gesamten Gaskanal ein gleichmäßiger Druck, welcher der Volumenkontraktion entgegenwirkt. Vor dem Öffnen des Werkzeugs wird der Gasdruck abgebaut, der Stickstoff entweicht in die Umgebung. Auf diese Weise werden Formteile erzielt, die frei von Einfallstellen und spannungsarm sind.

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Manuelle Montagearbeit an Kühlergrill für Audi und fertige Teile.

Zum Einspritzen des Stickstoffs durch die Maschinendüse wurden von Wittmann spezielle Düsen konzipiert, um den Stickstoff in die Kunststoffseele einzuleiten. Die Düsen verhindern, dass bei der Gaseinspritzung Stickstoff in den Schneckenzylinder gelangt. Als offene Düse ausgelegt, wird sie eingesetzt, wenn keine Verschlussdüse für die Schmelze erforderlich ist. Dadurch kann sie auch einfach an vorhandenen Spritzgießmaschinen nachgerüstet werden. Ihr besonderer Vorteil ist die kompakte Baugröße. Ist jedoch rohstoff- oder formteilbedingt eine Verschlussdüse erforderlich, wird der Düsenkopf mit einer Nadel- oder Querbolzen-Verschlussdüse verbunden. In die Anlage ist ein Roboter W843 der neuesten Robotergeneration integriert, der die Entnahme und Ablage der Formteile übernimmt. Die Integration der Robotersteuerung in die Maschinensteuerung ermöglicht das direkte Anwählen von Spritzgieß- und Roboterfunktionsseiten. Melanie Wiegelmann, die im Unternehmen die Geschäftsleitung unterstützt und für das Qualitätsmanagement verantwortlich zeichnet, schätzt die technologisch ausgefeilten Features der Spritzgussmaschinen. Melanie Wiegelmann: „Die Mitarbeiter von Wittmann haben eine hohe Problemlösungs­kompetenz bewiesen“. Auch die Möglichkeit, von der Maschine über die Automatisierung und die Peripherie bis hin zu modernster Verfahrenstechnik alles aus einer Hand zu beziehen, kommt der dem Olsberger Unternehmen entgegen. Frank Karwinski, Leiter der Kunststofftechnik bei Wiegelmann, weist vor allem auf die Kompaktheit und auf die durch den Einsatz von Servo-Antriebstechnologie zurückzuführende Energieeffizienz der Spritzgussmaschinen Macropower hin.

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Druckerzeugung fürs Strukturschäumen.