Hochleistungswerkzeuge für Kunststoffpräzisionsteile

Um eine großvolumige Serienproduktion in der Healthcare-Branche umsetzen zu können, braucht es ein auf die jeweilige Anwendung angepasstes Konzept, das sowohl das Werkzeug als auch den gesamten Fertigungsprozess einschließt. Hierbei sind einige Faktoren zu beachten und Herausforderungen zu meistern. Das gilt beispielsweise für das Positionieren und Ausführen des Anspritzpunktes sowie das Entformen der jeweiligen Teile. Hier stehen sich teils unterschiedliche Interessen und Spezifikationen gegenüber, welche im Detail mit dem Anwender besprochen und in einem optimalen Werkzeugkonzept umgesetzt werden. Als Full-Service-Supplier entwickelt auch die in Mühltal ansässige Wirthwein Medical entsprechende Fertigungslösungen für eine kontrollierte Produktion.

Je größer die Stückzahlen und je kleiner die Kunststoffkomponenten, desto anspruchsvoller das Spritzgießwerkzeug. Die Definition und Auslegung des Anbindungssystems ist wichtig für eine möglichst homogene und gleichmäßige Füllung der Kavitäten. Die gleichbleibende Qualität des Anspritzpunktes und der saubere Abriss, sind oft Grundvoraussetzungen für die nachfolgenden Prozesse, wie beispielsweise auf Montagelinien oder Abfüllanlagen. „Uns ist es wichtig, die Expertise über Generationen von Werkzeugen immer weiter auszubauen, sodass unsere Erfahrungen aus der Serienfertigung zusammen mit technischen Weiterentwicklungen in Neukonzepte einfließen“, erklärt Thorsten Kellner, Leiter Entwicklung und Projektmanagement bei der Wirthwein Medical.

Für die Produktion von Schraubkappen, die im Diagnostikbereich eingesetzt werden, wurde beispielsweise ein 64-Fach Spritzgießwerkzeug als wirtschaftliche und produktionseffiziente Lösung gewählt. Das Besondere am Werkzeug sind zwei servoelektrische Antriebe. Ein Antrieb wird für das Entspindeln eines Innengewindes verwendet. Durch den servomotorischen Antrieb lässt sich auch die Gewinde-Ausschraubeinheit präzise steuern. Die Schraubkappen werden im Vergleich zu mechanischen Lösungen schneller entspindelt und der Prozess kann wesentlich genauer und präziser gesteuert und optimiert werden. Das Steuern der Nadeln des Heißkanals erfolgt ebenfalls über einen servomotorischen Antrieb. Hierdurch wird eine synchrone Bewegung der Nadeln erreicht, was sich in einem gleichmäßigen Füllbild und einer perfekten Prozessführung widerspiegelt. Durch diesen Prozess wird höchste Teilequalität und Wiederholgenauigkeit erreicht. Weiter legt das Unternehmen bei der Entwicklung den Fokus auf die gleichmäßige Entformung der Kunststoffkomponenten, sodass ein optimales Fallbild der Komponenten entsteht. Wichtig ist auch die Wartung der Serienspritzgießformen im eigenen Werkzeugbau und der eigenen Werkzeuginstandhaltung. Zur Gewährleistung einer hohen Werkzeugverfügbarkeit werden risikobasiert voll qualifizierte Ersatzteilpakete bereitgestellt.

Neben dem Werkzeug müssen auch weitere Faktoren für eine effiziente Produktion beachtet werden, um den hohen Stückzahlen gerecht zu werden und die Gesamtanlageneffektivität zu gewährleisten. Die Zuverlässigkeit und Wiederholgenauigkeit von Spritzgießmaschine und Peripherie ist ein weiterer entscheidender Aspekt. Durch die Überwachung der Medienversorgung, welche mit in die Steuerung der Maschine eingebunden ist, können Störungen schnell beseitigt und so Ausschuss minimiert werden. Die exakte und gleichbleibende Farbeinstellung für das Produkt wird mittels gravimetrischer Batchzuführung mit höchster Dosiergenauigkeit erreicht. Das Entstauben des Rohmaterials zum Vermeiden von Fremdmaterialeinschlüssen oder Einschlüssen im Endprodukt, was zu unerwünschten Kontaminationen führen kann, wird vom Unternehmen ebenfalls praktiziert. So werden lose Teile, wie Staub oder Flusen, in einen Staubsammelbehälter abgeschieden und vor der Kunststoffverarbeitung ausgesondert. „Ein nicht zu unterschätzender Aspekt ist die Auslegung und Gestaltung der weiteren Fertigungsumgebung. Hierzu zählen beispielsweise Förderbänder, die Schnittstellen zum Reinraum, die Verpackung sowie ein ergonomisch und optimal gestalteter Arbeitsplatz, sodass die Kunststoffkomponenten rückverfolgbar und eindeutig gekennzeichnet und etikettiert werden“, erläutert Produktionsleiter Michael Lergenmüller.

Quelle: Wirthwein Medical