Technologieintegration  beim Spritzgießen

100.000 Rahmen für LCD-Farbbildschirme fertigt das Unternehmen pro Jahr. Sie kommen in der Mercedes S-Klasse zum Einsatz, für die die Rücksitzunterhaltung ebenso wie für einige weitere Modelle des Herstellers als Option angeboten wird.

Fond-Entertainment-Systeme sorgen für entspannte Autofahrten. Damit auch das Herstellen der Displayrahmen entspannt verläuft, setzt Plastivaloire in Langeais bei Tours in Frankreich auf holmlose Spritzgießmaschinen von Engel, Schwertberg, Österreich. Sie sichern dem Automobilzulieferer eine hohe Präzision und die Flexibilität, mehrere Verarbeitungstechnologien auf einmal zu integrierten.  Hochwertige Oberflächen sind eine der Spezialitäten der Plastivaloire Gruppe, die in den Branchen Automobil, Multimedia, Industrie, Haushaltsgeräte und Freizeit zu Hause ist. An den insgesamt 25 Fertigungsstandorten in Europa und Nordafrika kommen dafür die unterschiedlichsten Techniken zum Einsatz: von der variothermen Temperierung, über In-mould-Decoration und Lackierung bis zum Verchromen. Am Stammsitz im französischen Langeais arbeitet das Entwicklungsteam an neuen Verfahren und kombiniert dabei immer häufig verschiedene Technologien zu einem integrierten Prozess. „Die Anforderungen unserer Kunden werden vielschichtiger“, verdeutlicht Fabien Kiffer, Werksleiter bei Plastivaloire. „Eine hochwertige Oberfläche alleine reicht nicht aus. Wir müssen gleichzeitig dafür sorgen, die Stückkosten zu senken und zum Beispiel Rohmaterial und Gewicht einzusparen.“

Fertigungseffizienz weiter gesteigert

100.000 Rahmen für LCD-Farbbildschirme fertigt das Unternehmen pro Jahr. Sie kommen in der Mercedes S-Klasse zum Einsatz, für die die Rücksitzunterhaltung ebenso wie für einige weitere Modelle des Herstellers als Option angeboten wird. Noch bis vor kurzem bestanden die Rahmen aus zwei Teilen. Träger und Dekor wurden unabhängig voneinander spritzgegossen, zusammenmontiert und abschließend lackiert. Um die Fertigungseffizienz weiter zu steigern, entwickelte man einen neuen Herstellungsprozess. Dieser spart nicht nur einen kompletten Arbeitsschritt ein, sondern führt gleichzeitig zu verbesserten Produkteigenschaften. Der Schlüssel hierfür liegt in der Kombination des physikalischen Schaum-Spritzgießens mit der variothermen Prozessführung auf einer holmlosen Spritzgießmaschine E-Victory. „Wir konnten durch den neuen Prozess die Fertigungseffizienz deutlich steigern“, berichtet Dominique Manceau, Forschungs- und Entwicklungsleiter von Plastivaloire: „In einem einzigen Spritzgießschritt können wir jetzt Dünnwandteile aus PC-ABS mit einer hochwertigen Oberfläche und gleichzeitig überdurchschnittlichen Wiedergabe von Feinstrukturen herstellen. Zudem leisten wir einen Beitrag zum Leichtbau. Die neuen Rahmen wiegen um 30 Prozent weniger als die zweiteilige Ausführung.“ Optisch entsprechen die Sichtteile direkt nach dem Spritzguss den hohen Anforderungen. Der abschließend aufgetragene Spraylack dient lediglich einer höheren Kratzfestigkeit.

Anspruchsvolle Dünnwandteile in einem Schritt 

ENGEL Reportage Plastivaloire Bild 3Für die Werkzeugtemperierung arbeitet der Automobilzulieferer mit einem induktiven Verfahren von Roctool, Le Bourget du Lac, Frankreich. Vor dem Einspritzen der Kunststoffschmelze werden die formgebenden Kavitätenoberflächen beheizt und nach Abschluss der Formfüllung gekühlt. Auf diese Weise erhöht sich die Kontakttemperatur zwischen Schmelze und Werkzeugwand, was die Ausbildung einer erstarrten Randschicht verzögert und die Bildung von Schlieren an der Bauteiloberfläche zuverlässig verhindert.

Während der variotherme Prozess die Pianoblack-Oberfläche zum Glänzen bringt, eröffnet das von Trexel entwickelte Mucell-Schaumspritzgießen neue Möglichkeiten im Bauteildesign, reduziert den Materialeinsatz und senkt das Bauteilgewicht. Beim physikalischen Schäumen wird während des Plastifizierens Stickstoff oder Kohlendioxid in überkritischem Zustand unter Druck in die Kunststoffschmelze injiziert. Beim Einspritzen in die Kavität trennt sich das Gas schlagartig von der Schmelze und bildet eine homogene Schaumstruktur, die sich gleichmäßig über die gesamte Kavität verteilt. So werden auch Hinterschnitte und dünnwandige Bereiche vollständig gefüllt. Nach dem Abkühlen weisen die Bauteile weder Verzug noch Einfallstellen auf. „Das Schaumspritzgießen ermöglicht uns Bauteilgeometrien, die im herkömmlichen Kompaktspritzguss nicht möglich wären“, so Manceau. „Die Displayrahmen haben an der dünnsten Stelle eine Wanddicke von gerade einmal 1,5 mm.“

Technologieintegration  beim Spritzgießen

Das Prinzip der holmlosen Spritzgießmaschine bieten für das Schaumspritzgießen Vorteile, da das Schäumen die Fließfähigkeit der Schmelze verbessert und den Schließkraftbedarf reduziert.

Das Prinzip der holmlosen Spritzgießmaschine bieten für das Schaumspritzgießen Vorteile, da das Schäumen die Fließfähigkeit der Schmelze verbessert und den Schließkraftbedarf reduziert. Beim Einsatz einer holmlosen Maschine kann sich die Größe der Maschine somit nach der benötigten Schließkraft und nicht nach der Werkzeuggröße richten. Damit unterstützt die Holmlostechnik den Trend zu kompakteren Fertigungszellen und reduziert sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten. Unter dem Namen Foammelt bietet der Spritzguss-Maschinenhersteller Engel in Zusammenarbeit mit Trexel Systemlösungen für das Schaumspritzgießen aus einer Hand an. Vorteil der integrierten Lösung ist, dass sich der Schäumprozess über die Steuerung der Spritzgießmaschine visualisieren und steuern lässt, was den Bedienkomfort erhöht.

Mit Hybridmaschinen perfekt für die Zukunft gerüstet

Insgesamt umfasst der Maschinenpark in Langeais 55 Spritzgießmaschinen, von denen 38 holmlos sind. Bevorzugter Maschinentyp ist aktuell die E-Victory Hybridmaschine mit holmloser hydraulischer Schließeinheit und vollelektrischer Spritzseite. „Viele unserer Werkzeuge haben hydraulische Kernzüge und Schieber“, bemerkt Patrice Quellier, Instandhaltungsleiter am Standort. „Durch die integrierte Hydraulik der Hybridmaschine benötigen wir kein separates Hydraulikaggregat für die Kernzüge, und dank der elektrischen Spritzeinheit erzielen wir gleichzeitig eine sehr hohe Präzision.“

Als Engel vor 25 Jahren als erster Spritzgießmaschinenbauer eine holmlose Maschine präsentierte, gehörte Plastivaloire zu den ersten Anwendern des neuen Konstruktionsprinzips in Frankreich. „Wenn das Schwertberger Unternehmen etwas Neues entwickelt, haben wir es schnell im Haus“, betont Vincent Garon, Fertigungsleiter am Stammsitz Langeais. „Immer bei den ersten zu sein, ist für unsere Wettbewerbsfähigkeit extrem wichtig.“

Technologieintegration  beim Spritzgießen

Das Schaumspritzgießen ermöglicht Bauteilgeometrien, die im herkömmlichen Kompaktspritzguss nicht möglich wären.

Auch für die zukünftigen Herausforderungen sieht sich der Automobilzulieferer mit holmlosen Spritzgießmaschinen gerüstet. „Die mehrfache Technologieintegration wird weiter an Bedeutung gewinnen“, sagt Fabien Kiffer. „Dank der barrierefreien Schließeinheit bieten die holmlosen Maschinen hierfür sehr viel Flexibilität.“ Jede Verarbeitungstechnologie sei bereits für sich eine Herausforderung, die ein ganz bestimmtes Prozessfenster bedingt. Je mehr Technologien kombiniert werden, desto komplexer wird der Gesamtprozess und desto kleiner das Prozessfenster. „Dafür benötigen wir extrem stabile und zuverlässige Maschinen“, so Vincent Garon. „Wir wissen, dass wir uns auf die hohe Prozesskonstanz und Reproduzierbarkeit der Maschinen verlassen können.“