Plastverarbeiter: Welchen der Begriffe Vertrauen, Beharrlichkeit, Miteinander, Nachhaltigkeit, Ausdauer oder Individualität verbinden Sie mit der Qualitätssicherung? Und warum?
Hans-Heinrich Behrens: Am wichtigsten scheint mir die Beharrlichkeit, Qualitäts-Ziele umzusetzen. Das Miteinander im Team und über alle Ebenen ist ebenso wichtig wie die Nachhaltigkeit und die Ausdauer beim kontinuierlichen Verbesserungsprozess. Wichtig erscheint mir außerdem, eine maximale Wiederholgenauigkeit im Entstehungsprozess zu erzeugen.
Dr. Marco Wacker: Um nachhaltig die Qualität zu verbessern, ist das Miteinander aus meiner Sicht am Wichtigsten. Daran muss allerdings oft durch entsprechende Ausdauer und Beharrlichkeit gearbeitet werden.
Christopherus Bader: Meiner Ansicht nach hat Qualitätssicherung wenig mit Vertrauen, sondern vielmehr mit Sicherheit und Universalität zu tun. Wer sich nicht darauf verlassen kann, ein Qualitätskriterium zu erfüllen, wird unter Umständen teuer dafür bezahlen. Es sollten deshalb QS-Systeme und -Konzepte zum Einsatz kommen, die die Qualität mit Sicherheit garantieren und universell – also unabhängig von Mensch und Maschine – einsetzbar sind.
Plastverarbeiter: Bei welchen Technologien zur Qualitätssicherung wird derzeit am heftigsten entwickelt?
Dr. Wacker: Als Verarbeiter sehe ich die meisten Entwicklungen aktuell eher im Bereich der optischen Vermessung – das heißt bei Scanner und Computer-Tomographie – als bei der Werkzeugsensorik.
Behrens: Nun, bei der Werkzeug-Innendruck-Sensorik reden wir über eine Technologie, die schon seit rund 40 Jahren verfügbar ist. Aber nur weniger als fünf Prozent der Werkzeuge hierzulande greifen auf diesen Ansatz zurück! Meiner Ansicht nach gilt es vielmehr, das nötige Know-how bei den Mitarbeitern zu kultivieren. In die Breite der Anwendungen zu tragen und intelligent in die Werkzeugtechnik zu integrieren. Außerdem sehe ich die Thermografie als ein ebenso wichtiges Instrument, jedoch noch lange nicht so populär. Leider sind beide Optionen immer noch ein Stiefkind in der Ausbildung und Anwendung, obwohl doch eigentlich gilt: Spritzgießen ist Druck und Temperatur.
Bader: Ich gehe einen Schritt weiter: Obwohl Werkzeuginnendruck- und Werkzeugwandtemperatur-Sensoren auch nach vielen Jahren immer noch verbessert werden, sind sie letztendlich doch nur Mittel zum Zweck. Neunzig Prozent aller unserer Patente der vergangenen Jahre waren Verfahrenspatente: Von der automatischen Heißkanal-Balancierung und -Regelung über automatische Schmelzefronterkennung, beispielsweise zur Verschlussdüsenregelung – bis hin zur automatischen Maschinenregelung über die Viskosität, Kompression und Schwindung des Teils. Die Entwicklungen im Bereich der prozessabhängigen Steuerungen und Regelungen sind somit sicherlich der innovativste Bereich im Markt.
Plastverarbeiter: Welchen Verfahren zur Qualitätssicherung gehört also nun die nähere Zukunft?
Dr. Wacker: Meiner Ansicht nachgeht es nur Miteinander. Die Zukunft gehört damit beiden, der Online-Qualitätssicherung zur Prozessüberwachung einerseits sowie den optischen Messverfahren zur Bauteilvermessung andererseits. Dadurch, dass der Prüfaufwand durch Zunahme an zu prüfenden Bauteilmaßen stetig zunimmt, werden optische Meßverfahren immer attraktiver. Qualität muss aber erarbeitet und nicht „erpüft“ werden, weshalb Online-Qualitätssicherungs-Verfahren eine ebenso wichtige Rolle spielen. Leider wird aus Kostengründen bislang immer noch zu wenig Gebrauch davon gemacht.
Bader: Wobei wir der Prozessüberwachung die höhere Bedeutung zumessen: Die Zukunft gehört den Steuerungen und Regelungen aus dem Werkzeug heraus. Nur sie ermöglichen ein Qualitätskonzept unabhängig von Mensch, Maschine und Standort. Und nur sie haben das Potenzial zu einer sinnvollen und effizienten Automatisierung.
Behrens: Und hierzu stehen Werkzeuginnendruck und Thermografie im Fokus. Jedoch glaube ich, auch mit einem Augenzwinkern, dass sich eine Messmaschine leider leichter verkaufen lässt, als eine Thermografie-Kamera. Auch ein Indiz dafür, dass es zur Verbreitung der Kultur „Qualität produzieren statt kontrollieren“ wohl noch ein weiter Weg ist.
Plastverarbeiter: Ist die Eingangskontrolle der Rohstoffe wichtig? Wie hoch ist Aufwand für diese „vorgelagerte“ Qualitätssicherung?
Dr. Wacker: Ja, sehr wichtig. Die Grundmaterialchargenschwankungen beeinflussen in hohem Maße den Spritzgießprozess. Dementsprechend hoch ist der Aufwand in der Materialprüfung.
Bader: Auch ich halte die Eingangskontrolle der Rohstoffe für wichtig, um die Materialeigenschaften wenigstens grob zu überprüfen. Sie sollte jedoch nicht überbewertet werden. Entscheidend ist doch vielmehr, wie sich diese Eigenschaften auf den eigentlichen Herstellungsprozess – beispielsweise auf das Fließverhalten und die Viskosität der Schmelze auswirken. Die Online-Messung und die Regelung der Viskosität direkt in der Kavität eines Werkzeugs sind die einzige Möglichkeit, den Material-Schwankungen effektiv entgegen zu wirken.
Behrens: Da viele Spritzgießverarbeiter nicht das Know-how oder die Instrumente für aufwendige Rohstoffkontrollen haben, sind diese Kontrollen verhältnismäßig oberflächlich: Restfeuchtemessung, MFI-Messung und das war‘s dann auch schon. Daher sollte die durchgängige Viskositätsbeherrschung im Verarbeitungsprozess für jeden Verarbeiter heute ein wichtiges Thema sein.
Plastverarbeiter: Beenden Sie bitte folgenden Satz: Der Spritzgießprozess …?
Behrens: … findet in der Kavität statt und wird durch Beherrschbarkeit zur Faszination. Wichtig erscheint es mir außerdem eine maximale Wiederholgenauigkeit im Entstehungsprozess des Produktes zu erzeugen.
Bader: … zu komplex, um ihn nur von „aussen“ zu betrachten..
Dr. Wacker: …ist die Kunst, Konstanz zu liefern bei schwankenden Eingangsgrößen.
Technologiewissen
Thermografie
Die Thermografie ist ein berührungsloses, bildgebendes Messverfahren, das Infrarotstrahlung sichtbar macht. In der Kunststoffverarbeitung wird es sowohl zur Werkzeugprüfung (Temperierung!) als auch zur Teileprüfung (Unterspritzungen, Fehlstellen und andere Qualitätsmängel)eingesetzt. Die Technologie ist zwischenzeitlich so preisgünstig, dass sie sich wirtschaftlich sogar prozessbegleitend verwenden lässt.
Computertomografie
Die CT ist ein röntgenbasiertes Verfahren, das Körper in mehreren Dimensionen aufnimmt. Die Daten werden mit Hilfe eines Computers zu Schnittbildern oder 3-D-Bildern kombiniert. Die Computertomografie wird im Werkzeugbau oder zur Qualitätssicherung geometrisch komplexer Bauteile eingesetzt. Die Geräte sind noch sehr teuer, weshalb es hier einige Unternehmen gibt, die dieses Analyseverfahren als Dienstleistung anbieten.
Werkzeuginnendrucksensorik
Der Werkzeuginnendruck beschreibt die Füllphase, die Kompressionsphase und die Nachdruckphase beim Spritzgiessen. Die Messdaten korrelieren direkt mit den Qualitätseigenschaften des Formteils. Die Daten werden während des Füllvorgangs erfasst und eine Qualitätsweiche reagiert auf die Einhaltung vorher eingestellter Toleranzen. Damit werden alle Formteile automatisch Überprüft und gleichzeitig greift die Qualitätssicherung schon zu einem frühen Zeitpunkt.
