Die neue Spritzgussmaschine ist aufgrund des Designs und standardisierter Ausstattung besonders schlank in der Aufstellfläche.

Die neue Spritzgussmaschine ist aufgrund des Designs und standardisierter Ausstattung besonders schlank in der Aufstellfläche. (Bild: Arburg)

Gezeigt werden Anwendungen für Medizin, Personal Care, Freizeit und additive Fertigung. Im Fokus des Messeauftritts steht die interaktive Ausstellungsfläche Arburg Solution World. Sie bündelt die Beratungs- und Lösungskompetenz des Unternehmens rund um die Kunststoffverarbeitung. Fachbesucher erhalten hier individuelle Antworten auf Fragen zu wichtigen Themen wie Leistungssteigerung, Effizienz, Nachhaltigkeit, Fachkräftemangel und Förderungen. An einer Ausstellungswand mit integriertem „gläsernen“ Allrounder 270 A werden die digitalen Produkte und Services sowie die elektrischen Antriebskomponenten gezeigt.

Der hybride Allrounder 720 E Golden Electric mit 2.800 kN Schließkraft wird erstmals in Deutschland vorgestellt und erweitert das Produktspektrum der gleichnamigen elektrischen Baureihe nach oben. Die Maschine arbeitet elektrisch präzise, prozessstabil und benötigt lediglich eine schmale Aufstellfläche. Die Investitionskosten für die hybride Maschine sind gering und die Lieferzeiten kurz. Das Exponat fertigt Rasiererabdeckungen mit einem 24-fach-Werkzeug.

Diese Exponate werden gezeigt

Der Maschinenbauer präsentiert insgesamt 18 Exponate, darunter Mehrkomponenten- und Papier-Spritzgießen, Rezyklat- und LSR-Verarbeitung sowie Robotsysteme und Turnkey-Lösungen. Ein elektrischer Allrounder 630  A im neuen Design fertigt Kunststoffgläser aus Copolyester, während ein Allrounder 570  H Ultimate-Spritzenkolben für die Medizintechnik produziert. Darüber hinaus zeigt ein elektrischer Allrounder 370  A das Papierspritzgießen mit Paper Pearls. Dieses Projekt wird mit den Partnern Model und Biofibre gezeigt. Ein Allrounder More 2000 verarbeitet Thermoplast und Flüssigsilikon zu gebrauchsfertigen Spateln. Eine Turnkey-Anlage rund um einen vertikalen Allrounder 375  V fertigt Vakuumgehäuse, und eine Fertigungszelle mit einem hydraulischen Allrounder 470  C Golden Edition produziert Kunststoff-Delfine aus Post-Consumer-Rezyklat. Zudem stellt ein elektrischer Allrounder 520  A Flip-Top-Verschlüsse her, während ein gläserner Allrounder 270  A elektrische Antriebskomponenten zeigt.

Vertikaler Allrounder 375 V: Anwendung im Rahmen von R-Cycle Initiative

Im Mittelpunkt der Fertigungszelle, wie sie auf der Fakuma zu sehen sein wird, steht ein vertikaler Allrounder 375 V mit 500 kN Schließkraft, ausgestattet mit einem 1-fach-Werkzeug von Arburg. Die hängend montierte Automation erfordert keine zusätzliche Stellfläche. Der Sechs-Achs-Roboter überführt zunächst zwei über Schwingförderer bereitgestellte Metallbuchsen ins Werkzeug, wo sie mit glasfaserverstärktem Polyamid PA6 (GF30) umspritzt werden. Für eine homogene Materialaufbereitung und gleichbleibend hohe Produktqualität sorgt der „AXW Control Reference Pilot“. Diese Pilotfunktion in der Steuerung regelt exakt den Druckverlauf im Werkzeug und gleicht schwankende Viskositäten aus. Die Zykluszeit beträgt rund 30 s, das Spritzteilgewicht 58,5 g. Die Spritzteile werden nach Entnahme aus dem Werkzeug in einer Laserstation mit zwei QR-Codes gekennzeichnet – für eine teilespezifische Rückverfolgung sowie das Auslesen von R-Cycle-Informationen. Über ein Förderband werden die Gehäuse schließlich aus der Fertigungszelle ausgeschleust.

So werden Material- und Prozessdaten rückverfolgbar

Das Scada-System ATCM ist die Schlüsseltechnologie zur Verknüpfung und Rückverfolgung von Material- und Prozessdaten. Beim Fakuma-Exponat werden zum einen die teilespezifischen Daten aus dem Spritzgießprozess sowie der Automation erfasst und mit den Ergebnissen der optischen Überprüfung des Einlegeteils verknüpft. Über die Bauteil-ID ist eine eindeutige Identifizierung jedes einzelnen Produkts gewährleistet und die Teilequalität lückenlos dokumentiert.

Zum anderen ist die Anwendung ein Praxisbeispiel für R-Cycle und digitale Produktpässe: Das ATCM gibt bereits während der Herstellungsphase aufbereitungs- und recyclingrelevante Daten über einen definierten Produktionszeitraum weiter. Dies geschieht mittels eines so genannten Barcode-Standard GS1 (Germany Guideline „Circular Plastics Traceability“). R-Cycle ermöglicht damit einen standardisierten Datenaustausch über Unternehmensgrenzen hinweg. Die Daten werden in digitalen Produktpässen hinterlegt. So können recyclingrelevante Informationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zum Beispiel von nachfolgenden Verarbeitern, Endverbrauchern und Recycling-Unternehmen eingesehen und genutzt werden. Das bildet den Ausgangspunkt für kreislauffähige Prozesse und eine bestmögliche Wiederverwertung.

ein vertikaler Allrounder 375 V mit 500 kN Schließkraft
Eine Turnkey-Anlage rund um einen Allrounder 375 V mit hängend montiertem Sechs-Achs-Roboter und Arburg Turnkey Control Module (ATCM) fertigt auf der Fakuma 2024 Vakuumgehäuse für Multilift Robot-Systeme. (Bild: Arburg)

Allrounder 570 H mit hybrider Maschinentechnologie

Auf der Fakuma 2024 ist ein hybrider Allrounder 570 H „Ultimate“ in Reinraum-Ausführung zu sehen.
Auf der Fakuma 2024 ist ein hybrider Allrounder 570 H „Ultimate“ in Reinraum-Ausführung zu sehen. (Bild: Arburg)

Schnelllaufende Medizintechnikanwendung: In nur rund 6 s Zykluszeit entstehen auf einem Allrounder 570 H "Ultimate" mit 2.000 kN Schleißkraft 64 Spritzenkolben, deren Produktdesign gezielt auf reduzierten Materialeinsatz optimiert ist. Das Exponat verfügt über die hybride Maschinentechnologie, die eine elektrische energieeffiziente und präzise Schließeinheit mit einer hydraulischen und dynamischen Spritzeinheit kombiniert.

Zu den speziellen Optionen zählen ein Reinluftmodul, lichtgraue Medical-Farbgebung und ein Förderband mit Tunnelabdeckung. Das Exponat ist mit einem 64-fach-Werkzeug der Firma Ruhla ausgestattet. Verarbeitet wird ein medizinisches PP des Partners Borealis (Bormed HG820MO). Die Heißkanaltechnik der Firma Ewikon ermöglicht angussfreies seitliches Direktanspritzen. Um die Temperaturen im Werkzeug zu überwachen, kommuniziert die Spritzgießmaschine über die Gestica-Steuerung und OPC UA mit dem Heißkanalregler. Die Geschwindigkeiten von Auswerfer und Werkzeugöffnung sind synchron abgestimmt. Ein Federpaket im Werkzeug überträgt die Bauteile vor dem Entformen von der Düsen- auf die Auswerferseite. In nur rund sechs Sekunden Zykluszeit fertigt die Hochleistungsmaschine auf diese Weise freifallend 64 je 0,34 g wiegende Spritzenkolben für 0,5-Milliliter-Einwegspritzen. Das entspricht einem Ausstoß von rund 38.400 Stück pro Stunde.

Das dreiflügelige Design der selbstzerstörenden Spritzenkolben reduziert den Materialeinsatz um rund 20 Prozent.
Das dreiflügelige Design der selbstzerstörenden Spritzenkolben reduziert den Materialeinsatz um rund 20 %. (Bild: Arburg)

Das innovative Produktdesign mit dreiflügeliger Geometrie reduziert den Materialeinsatz bei dieser Anwendung im Vergleich zu einer vierflügeligen Variante um rund 20 %. Dank Sollbruchstelle zerbricht der Kolben beim Wiederherausziehen. Dadurch lässt sich die Spritze nur einmalig benutzen, was zur Patientensicherheit beiträgt.

Die 2023 in den Markt eingeführten Allrounder Hidrive mit neuer hybrider Maschinentechnologie sind energiesparend, ressourcenschonend, produktionseffizient, zuverlässig und bedienerfreundlich. Sie verfügen über reduzierte Anschaffungs- und Betriebskosten sowie eine optimierte Energiebilanz und kürzere Zykluszeiten. Es gibt sie in den Baugrößen 470, 520 und 570 mit 1.000, 1.500 und 2.000 kN Schließkraft sowie jeweils in den Leistungsvarianten „Comfort“, „Premium“ und „Ultimate“. Aufgrund zahlreicher Optionen können die Maschinen an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Die Leistungsvariante „Ultimate“ ist speziell für schnelllaufende und anspruchsvolle Prozesse ausgelegt. Sie verfügt über einen elektrischen Direktantrieb, mit dem sich alle Positionen extrem schnell und präzise anfahren lassen – auch über eine lange Lebensdauer hinweg und auch dann, wenn die Maschine unter Volllast läuft. Zum Serienumfang zählen hier die Funktion „Arburg elektromechanisches Dosieren“ (AED) sowie Hydraulikspeichertechnik.

Bei der Spritzenkolben-Anwendung sorgt zum Beispiel der „AXW Control Pressurepilot“ für eine bionisch optimierte Druckregelung. Der „AXW Control Screwpilot“ wiederum kompensiert Störungen des Füllverlaufs und hält die Formfüllung stabil. Damit lässt sich eine Einspritzpräzision auf dem Niveau einer elektrischen Spritzeinheit erreichen.

Karriere-Freitag auf der Fakuma

Unter dem Motto „Mold your dreams, mold your future“ beteiligt sich Arburg am erstmals stattfindenden Karriere-Freitag, initiiert vom Veranstalter Schall und den Messebeiräten, und weitet diese Aktion auch auf den Samstag aus. Die Kampagne richtet sich an Schüler, Studenten und Berufseinsteiger, die auf der Fakuma 2024 Einblicke erhalten, welche vielfältigen Karrieremöglichkeiten die Kunststoffbranche bietet. Auf dem Arburg-Messestand stehen dazu die Experten und ein eigens angereistes Azubi-Team für Fragen bereit. „Unsere Branche bietet viele ungeheuer gute Möglichkeiten, sich bei der Lösung von wichtigen Fragen persönlich einzubringen: hier liegt der heute oft beschworene ‚Purpose‘ klar auf der Hand“, betont Dr. Christoph Schumacher, Arburg-Bereichsleiter Global Marketing und Messebeirat. „Wer gestalten will, ist in unserer Branche richtig. Wir freuen uns auf möglichst viele junge, interessierte Besuchende.“

 

Innovative Lösung: Papierspritzguss

Beim Papierspritzgießen werden anstelle herkömmlicher Kunststoffgranulate sogenannte „Paper Pearls“ verwendet. Dieses innovative Verfahren eröffnet zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere für Branchen wie die Möbelindustrie. Auf der Messe wird ein elektrischer Allrounder 370 A exemplarisch Positionier-Tools für Möbelverbinder fertigen, wobei der „AXW Control Recyclatepilot“ für stabile Schussgewichte sorgt und Materialschwankungen ausgleicht.

Das von Arburg gemeinsam mit dem Papierhersteller Model entwickelte Verfahren kombiniert die jahrhundertealte Tradition des Papiers mit modernster Spritzgießtechnologie. Dabei werden über 50 % der „Paper Pearls“ aus primären oder recycelten Papierfasern hergestellt. Der Hauptvorteil liegt darin, dass komplett auf erdölbasierte Kunststoffe verzichtet wird. Produkte aus „Paper Pearls“ können nach Gebrauch problemlos kompostiert werden, da sie keinerlei schädliche Zusatzstoffe enthalten.

Auf der Fakuma 2024 demonstriert eine Fertigungszelle rund um einen elektrischen Allrounder 370 A die Verarbeitung von „Paper Pearls“ im Papierspritzgießen.
Auf der Fakuma 2024 demonstriert eine Fertigungszelle rund um einen elektrischen Allrounder 370 A die Verarbeitung von „Paper Pearls“ im Papierspritzgießen. (Bild: Arburg)

Das Papierspritzgießen bietet eine zukunftsweisende und umweltfreundliche Alternative für viele Branchen, darunter die Möbel-, Kosmetik-, und Verpackungsindustrie. Auf der Fakuma 2024 wird demonstriert, wie diese Technologie die Bandbreite nachhaltiger Produkte erweitert. Ein Beispiel ist die Produktion von Positionier-Tools aus Papierfasern, die normalerweise aus herkömmlichem Kunststoff gefertigt werden.

Der „AXW Control Recyclatepilot“ in der Gestica-Steuerung sorgt für eine gleichbleibend konstante Formfüllung, selbst bei schwankender Materialqualität. Diese digitale Assistenzfunktion ist besonders nützlich bei der Verarbeitung von Rezyklaten und sorgt dafür, dass Materialschwankungen oder ungleichmäßig getrocknete Ware optimal verarbeitet werden. Dadurch wird die Ausschussrate deutlich reduziert.

Das Papierspritzgießen eignet sich besonders für Produkte mit einer Wandstärke von mindestens drei Millimetern, wie etwa Verpackungen oder Möbelkomponenten. Das Exponat auf der Fakuma fertigt in rund 60 s stabile Positionier-Tools für Möbelverbinder. Diese Bauteile, die mit einem 2-fach-Werkzeug der Firma Lercher produziert werden, sind leichter und kostengünstiger als solche aus Aluminium und können nach Gebrauch kompostiert werden.

Der „AXW Control Energyassist“ in der Gestica-Steuerung sorgt dafür, dass alle Heizzonen der Maschine optimal ein- und ausgeschaltet werden, was den Energieverbrauch deutlich reduziert. Dies macht den Prozess nicht nur effizienter, sondern trägt auch zur nachhaltigen Fertigung der Spritzteile bei. Unterstützt wird die Fertigung durch ein Robotsystem, das die fertigen Positionier-Tools aus dem Werkzeug entnimmt und auf einem Förderband ablegt.

Welche Vorteile bietet Arburgs In-Mould-Closing-Verfahren?

Der Allrounder 520 A in der Leistungsvariante "Ultimate" ist speziell für die Produktion von PP-Verschlüssen für Personal-Care-Produkte ausgelegt und bietet mit dem servoelektrischen Verdeckeln direkt im Werkzeug eine innovative Lösung1. Produziert werden sogenannte Leichtgewicht-Tubenklappdeckel mit einem Gewicht von 5 g und einer Zykluszeit von rund 9 s. Die Servomotoren der Arburg-Schwester AMK-Motion ermöglichen hierbei präzise Bewegungen der Werkzeugachsen, was zu einer effizienten und prozesssicheren Produktion führt.

Das servoelektrische Verdeckeln innerhalb des Werkzeugs, realisiert durch die integrierten Achsen von AMKmotion, ist ein Highlight der Messeanwendung. Diese innovative Technik sorgt für hohe Präzision und reduziert den manuellen Aufwand, was die Effizienz der Produktion deutlich steigert. Das Pilotwerkzeug der Firma VTW aus Österreich ist vollständig in die Gestica-Steuerung integriert, was eine einfache Überwachung der Prozesse und eine schnelle Inbetriebnahme der Maschine ermöglicht.

Die Fünf-Punkt-Kniehebel-Schließeinheit der elektrischen Maschine der Alldrive-Baureihe, der hohe Wirkungsgrad der servoelektrischen Antriebe und die Rückspeisung der Bremsenergie tragen dazu bei, den Energieverbrauch zu minimieren. Zudem sind die Antriebe flüssigkeitsgekühlt, was eine geräuscharme und saubere Produktion gewährleistet.

Die „AXW control Pressurepilot“-Funktion ermöglicht eine präzise Druckregelung während des Einspritz- und Nachdruckprozesses. Dies verhindert Unterfüllungen und Gratbildung, was die Ausschussrate deutlich reduziert und die Teilequalität konstant hochhält.

Die „Energieanzeige“ macht den Energieverbrauch transparent, während die „Stabilitätsüberwachung“ und das „Präzisionsdosieren“ die Prozesssicherheit erhöhen und den Ausschuss minimieren. Eine intelligente Werkzeugüberwachung durch Holmsensoren und Referenzkurven unterstützt die fehlerfreie Produktion.

Was sind Arburgs digitale Lösungen für die Spritzgießfertigung?

Vom kleinen Lohnspritzgießer bis zum großen Global Player: Kunststoffverarbeiter stehen angesichts des steigenden Kostendrucks und wechselnder Marktbedingungen vor erheblichen Herausforderungen. Sie müssen flexibel bleiben, um wettbewerbsfähig und gewinnbringend zu produzieren. Die Digitalisierung der Spritzgießprozesse bietet dabei – richtig eingesetzt – erhebliche Vorteile. Arburg hat langjährige Erfahrung in diesem Bereich und bietet maßgeschneiderte Lösungen, um Kunststoffteile effizient, flexibel und transparent in hoher Qualität zu fertigen. Dies wird live auf der Fakuma 2024 mit zahlreichen Exponaten und in der Arburg Solutionworld demonstriert.

Das Unternehmen bietet umfassendes Know-how sowie eine breite Palette an Produkten und Services, die digitale Lösungen für jede Produktionsumgebung ermöglichen. Dazu gehören selbst entwickelte Steuerungen, Assistenten, ein Leitrechnersystem (Scada) und das Kundenportal Arburgxworld.

Welche Vorteile bieten die KI-gestützte Lösungen?
Ein zentraler Aspekt der Digitalisierung ist der intelligente Umgang mit Daten. Nicht die Menge der Daten, sondern deren Qualität ist entscheidend. Mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich aus den relevanten Daten Vorhersagen, wie etwa Predictive Maintenance, ableiten und Spritzgießprozesse dynamisch optimieren. KI-basierte Apps ermöglichen zudem den Zugriff auf umfassendes Spritzgießwissen in Echtzeit.

Temperiergeräte, Robot-Systeme und weitere Peripherie lassen sich über die herstellerunabhängige Schnittstelle OPC UA nahtlos in den Spritzgießprozess einbinden. Dies ermöglicht eine einheitliche Kommunikation und eine zentrale Steuerung aller Komponenten. Auf der Fakuma 2024 wird dies unter anderem durch die Fertigung von Mehrkomponenten-Spateln mit einem Allrounder More 2000 demonstriert.

Was bedeutet OPC UA für die Zukunft der Spritzgießtechnik?
Die Vernetzung von Maschinen erfolgt bei Arburg standardmäßig über ein IIoT-Gateway. Dieses sorgt für eine einheitliche Kommunikation und einfache Integration von Geräten über „Plug&Play“. Dadurch können Prozesse überwacht und Produktionsabläufe automatisch optimiert werden. Smarte Services bieten bei Bedarf Remote-Unterstützung und detaillierte Fehleranalysen.

Wie unterstützt Predictive Maintenance den Produktionsalltag?
Ein Paradebeispiel für die Digitalisierung ist das Predictive Maintenance System „Moldlife Sense“, das auf der Fakuma 2024 präsentiert wird. Es überwacht sensorgesteuert den Zustand von Werkzeugen über deren gesamten Lebenszyklus. Unregelmäßigkeiten werden frühzeitig erkannt, um ungeplante Stillstände zu vermeiden.

Pilotfunktionen wie der „AXW Control Recyclatepilot“ und der „Screwpilot“ nutzen Sensorik, um Materialschwankungen und Prozessabweichungen automatisch auszugleichen. Dies verbessert die Qualität von Spritzteilen, insbesondere beim Einsatz von Rezyklaten und alternativen Kunststoffen.

Das zentrale Leitrechnersystem ALS des Maschinenherstellers bietet die Möglichkeit, Produktionsdaten in Echtzeit zu erfassen und zu analysieren. Durch statistische Prozessüberwachung und die ortsunabhängige Auswertung von Parametern können Unternehmen ihre Effizienz und Flexibilität deutlich steigern. Die Kombination von ALS und Arburgxworld bietet zusätzliche Möglichkeiten zum Optimieren der Produktion. Durchschnittlich lässt sich die OEE (Overall Equipment Effectiveness) um bis zu 26 % steigern.

Quelle: Arburg

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