Der Büromöbel-Hersteller Rohde und Grahl, Steyerberg, Voigtei, verbaut in einem Bürostuhl unter anderem Schwingelemente aus Gummi. Die mit einem konventionell temperierten Werkzeug hergestellten Gummi-Bauteile mit Einlegeteilen aus PA schafften jedoch nur eine unzureichende Zahl an Lastzyklen. Ein neues Werkzeug für den Shuttle-Betrieb mit zwei Schließseiten sollte für ein standhafteres Bauteil sorgen.
Der vom Büromöbel-Hersteller beauftragte MBS, Neustadt am Rübenberge, entwickelte gemeinsam mit dem Konstruktionsbüro Hein ebenfalls aus Neustadt als Erstes die Einlegeteile mit der Gummi-Umspritzung. Hier war die besondere Anforderung, die Haftung zwischen den Einlegeteilen aus PA und der Gummi-Umspritzung zu optimieren.
Eine weitere Anforderung richtete sich an das Spritzgieß-Werkzeug. So musste eine gleichmäßige Form-Oberflächentemperatur für die Vernetzung des Werkstoffs Gummi gewährleistet sein.
Der Hersteller entschied sich für das von Hein patentierte Isoform-Konzept. Diese Bauweise ermöglicht durch ihre isolierten Formeinsätze bei Form-Oberflächentemperaturen von 180°C ein Aufheizen in wenigen Minuten und eine sehr gleichmäßige Temperatur an der Formoberfläche. Der Hersteller hat sich auch für diese Technologie entschieden, weil man auf diese Weise problemlos von der bisherigen energieintensiven elektrischen Heizung mit ihrer trägen und ungenauen Temperaturführung auf die flinke Wassertemperierung oder eine alternative Öltemperierung umsteigen kann.
Die keramischen Zentrierungen sind die einzige direkte Berührung zwischen dem heißen Formeinsatz und dem Formträgerrahmen. Da der Formeinsatz mit einem Luftspalt eingefasst ist, der entsprechend der Baugröße und Temperatur ausgelegt wird, lässt sich der konturgebende Bereich vom restlichen Werkzeug weitestgehend isolieren.
Die Multihalteplatte ist mit dem Formeinsatz zu einem Modul verschraubt und über die Wärme-Dämmplatten gewissermaßen nur eingespannt. Die vorstehenden, isolierten Bereiche der Multi-Halteplatte sorgen für einen direkten Anschluss der Temperierung ohne einen Kontakt zum Form-Trägerrahmen. So kann es auch keine Leckagen bei der Demontage des Einsatzmoduls geben. Gerade bei hohen Temperaturen ist es wichtig, dass der Werkzeugaufbau und die eingebauten konturgebenden Einsätze mittig zentriert sind, damit die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen ohne Nachteile für die Funktion und die Genauigkeit des Werkzeugs entstehen dürfen. Diese Art der Zentrierung und der Isolation sind wichtige Merkmale des Systems.
Allein durch das Implementieren des Formenkonzepts wurde mehr als eine Verdreifachung der Lastzyklen für das Gummi-Bauteil erreicht. Mithilfe der Bauteil-Gestaltung auf der Grundlage einer qualifizierten Spritzgieß-Simulation im Hause Hein und der Erfahrung in der Gummi-Verarbeitung bei MBS wurde eine weitere Vervielfachung der Lastzyklen möglich.
Technik im Detail
Formenkonzept für Wechselsysteme
Das präzise mittig zentrierte und thermisch isolierte Formenkonzept ist auch als Wechselsystem geeignet und sorgt für sehr kurze Rüstzeiten der Formplatten und Formeinsätze. Das mit zu wechselnde anteilige Auswerferpaket erlaubt die Gestaltung kompletter Wechselmodule. Die Modulwerkzeuge lassen sich oft mit kompletter heißer Seite (Thermoplaste) oder kompletter kalter Seite (Gummi/Silikon) der Spritzgießmaschine als Ausstattung zuordnen und ermöglichen so für neue Projekte eine geringere Investition.
