Mit ihrer komplexen Struktur stellen die LED-Scheinwerferlinsen aus Silikon besonders hohe Qualitätsanforderungen an den Spritzgießprozess. (Bildquelle: ACH-Solution)

Mit ihrer komplexen Struktur stellen die LED-Scheinwerferlinsen aus Silikon besonders hohe Qualitätsanforderungen an den Spritzgießprozess. (Bildquelle: ACH-Solution)

Am Messestand von Dow Silicones werden auf einer holmlosen Spritzgießmaschine von Engel. Modell e-victory 310/120 mit Linearroboter in einem Zwei-Kavitäten-Kaltkanalwerkzeug von ACH Solution Linsen für LED-Scheinwerfer hergestellt. Die Linsen stehen beipielhaft für ein breites LSR-Formteilespektrum. Denn außer für die Automobilindustrie rückt LSR für die Gebäude- und Straßenbeleuchtung zunehmend in den Fokus. Der Grund dafür liegt in den Materialeigenschaften. Die hochtransparenten Flüssigsilikon-Typen für optische Anwendungen weisen einen niedrigeren Vergilbungsindex als andere thermoplastische Linsenmaterialien auf. Sie sind sehr widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen wie UV-Strahlung, und sie sind über einen breiten Temperaturbereich – von -40 bis zu +200 °C – einsetzbar. Darüber hinaus ermöglichen sie eine besonders hohe Designfreiheit. Auf der Fakuma wird als Flüssigsilikon das Dowsil MS-1002 Moldable Silicone von Dow Silicones verarbeitet, das zu Thermoplast-ähnlichen glatten und sehr harten Oberflächen führt. Die äußerst filigran strukturierten Scheinwerferlinsen werden mit sehr hoher Reproduzierbarkeit abgeformt. Die Linsen verlassen die Fertigungszelle daher einbaufertig.

Aufgrund der holmlosen Schließeinheit der e-victory-Spritzgießmaschine passt das voluminöse Linsenwerkzeug auf diese vergleichsweise kleine 120-t-Spritzgießmaschine. (Bildquelle: Engel)

Aufgrund der holmlosen Schließeinheit der e-victory-Spritzgießmaschine passt das voluminöse Linsenwerkzeug auf diese vergleichsweise kleine 120-t-Spritzgießmaschine. (Bildquelle: Engel)

Wirtschaftlich durch automatisierte Fertigung ohne Nacharbeit

Nicht nur aufgrund der komplexen Geometrie stellt die Produktion der LED-Linsen hohe Anforderungen an die Prozesstechnik. Generell gilt, dass erst ein automatisierter, nacharbeitsfreier Prozess die Flüssigsilikon-Verarbeitung wirtschaftlich macht. Spritzgießmaschinen mit holmloser Schließeinheit bringen dafür konstruktiv wichtige Voraussetzungen mit. Der freie Zugang zum Werkzeugraum ermöglicht besonders effiziente Automatisierungskonzepte und kompakte Fertigungszellen. Weil sich die Werkzeug-Aufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen lassen, passt das voluminöse Linsenwerkzeug auf eine vergleichsweise kleine 120-t-Spritzgießmaschine.

Für die hohe Abformgenauigkeit der holmlosen Spritzgießmaschine ist unter anderem die sehr hohe Parallelität der Werkzeug-Aufspannplatten verantwortlich. Der patentierte Force Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Platte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die eingeleitete Kraft gleichmäßig über die Fläche verteilt wird. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen erfahren alle Kavitäten in der Trennebene die gleiche Flächenpressung, was selbst beim Verarbeiten sehr niedrigviskoser Silikone die Gratbildung verhindert.

Für die Dosierung des Flüssigsilikons kommt eine Dosieranlage Maximix G2 von ACH-Solution zum Einsatz. Der Gesamtprozess wird über das CC300-Bedienpanel der Spritzgießmaschine gesteuert. (Bildquelle: ACH-Solution)

Für die Dosierung des Flüssigsilikons kommt eine Dosieranlage Maximix G2 von ACH-Solution zum Einsatz. Der Gesamtprozess wird über das CC300-Bedienpanel der Spritzgießmaschine gesteuert. (Bildquelle: ACH-Solution)

Intelligente Assistenzsysteme sorgen für gleichbleibende Produktqualität

Um auch beim Einspritzen die geforderte Präzision zu garantieren, ist die Spritzgießmaschine mit einer elektrischen Spritzeinheit ausgestattet. Zusätzlich steigert das intelligente Assistenzsystem ‚iQ weight control‘ die Prozesskonstanz. Dieses System aus dem ‚inject 4.0‘-Programm von Engel erkennt Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und im Rohmaterial und passt Schuss für Schuss Umschaltpunkt und Nachdruckprofil automatisch an die aktuellen Bedingungen an. Ebenso regulieren sich die elektrischen Nadelverschlussdüsen im Werkzeug automatisch selbst. Das Servoshot-System von ACH-Solution ermöglicht es, jeden Nadelverschluss einzeln anzusteuern.

Als Systemanbieter hat Engel alle Komponenten der Fertigungszelle in die CC300-Steuerung der Spritzgießmaschine integriert, so dass sich der Gesamtprozess inklusive der Flüssigsilikon-Dosieranlage – Typ Maximix G2 von ACH-Solution – übersichtlich einstellen und kontrollieren lässt. Die Steuerungsintegration reduziert die Komplexität und erhöht den Bedienkomfort.

Die Messebesucher können sich am Stand von Dow Silicones mit einer AR (Augmented-Reality)-Brille durch die Arbeitsschritte, die zum Starten der Fertigungszelle erforderlich sind, führen lassen. In Form von Texten, animierten Objekten oder kurzen Videosequenzen blendet die Brille für die Anlagenbedienung hilfreiche Zusatzinformationen ein, die beschreiben, was wo und wie zu tun ist.