3D-Druck boomt - K

March 13, 2018 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Heißkanaltechnik Neue Düse von HRS Flow für dickwandige Teile Seite 15

Verbundwerkstoffe Fritzmeier setzt auf HD-RTM-Technologie von Krauss Maffei Seite 23

DIE ZEITUNG DER KUNSTSTOFF- UND KAUTSCHUKINDUSTRIE

3D-Druck boomt

Additive Fertigung erwartet jährliche Wachstumsraten von mehr als 30 Prozent – konventionelle Technologien werden ersetzt – Luftfahrt und Medizin als Vorreiter

46. JAHRGANG

Ausgabe 23 | 4. Dezember 2015

POLYME ( H ) R

Erst drucken, dann gucken Im Zeitalter der Hightechmedizin wirkt ein Mikroskop zur Diagnostik fast schon banal. In vielen wirtschaftlich schwachen Regionen der Welt fehlt aber das Geld zur Anschaffung der oft sehr teuren optischen Geräte. Abhilfe könnte jetzt eine Idee aus Texas bringen. Dort haben Wissenschaftler ein Mikroskop entwickelt, das im 3DDruck hergestellt in Großserie nur 600 USD kosten soll.

AUS DEM INHALT

Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt sind die Vorreiter beim Einsatz additiv gefertigter Bauteile. So werden zum Beispiel verschiedene Bauteile für den Airbus A350 XWB mit 3D-Druckern hergestellt Foto: Airbus

WIRTSCHAFT Automatisierung bewegt die Messe Automatica����������������� 4

BRANCHE Opel reduziert mit 3D-Druck Herstellkosten von Montagewerkzeugen um 90 Prozent��������������������������������������������������� 9

TECHNOLOGIE Komplexe Automationslösung für Insert Moulding und Hinterspritzen von UD-Tapes����������������������������������������������� 13 Im FO US Mehr Effizienz durch dünnflüssigeres Hydrauliköl?��������� 26

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hat die Experimentierphase verlassen und wird zum boomenden Geschäft. Im kommenden Jahr werden die Umsätze weltweit um rund 30 % auf mehr als 7 Mrd. USD steigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der internationalen Managementberatung Bain & Company. Und das ist erst der Anfang. Bain geht davon aus, dass auch weiterhin jährliche Wachstumsraten von

mehr als 30 % erreicht werden und der Markt bis 2018 auf 12 Mrd. USD wachsen wird. Die optimistische Einschätzung von Bain teilt auch David Reis, CEO des Weltmarktführers Strata­ sys: „Die additive Fertigung ist dabei, auf breiter Front in die Industrie einzuziehen, und hat großes Potenzial, konventionelle Technologien zu verdrängen.“ Wie David Reis auf der Formnext erklärte, hat sich die additive Fer-

Automation wächst leicht

Kunststoff-Rohstoffe Produktkonzeption Prototypenentwicklung Material- und Bauteilprüfung

ZVEI-Fachverband Automation veröffentlicht Zahlen für 2015

NEU: ONliNE-PrOdUktfiNdEr www.barlog.de/produktfinder

36,4 Mrd.

DIE ZAHL DER WOCHE Der Weltmarkt für amorphes PET (PET‑A) soll laut einer aktuellen Studie von Markets and Markets in den kommenden fünf Jahren jährlich um 7,5 % anwachsen auf 36,4 Mrd. USD (34,2 Mrd. EUR) im Jahr 2020. Getrieben werde die Entwicklung vor allem durch die wachsende Nachfrage nach PET-A für Getränkeflaschen. Flaschen sind auch das bedeutendste Anwendungsgebiet für PET-A. Wichtigster Markt ist weltweit die Region Asien-Pazifik, wo rund ein Drittel des weltweit verbrauchten PET‑A verkauft wird. Auf den Plätzen folgen Europa und Nordamerika. Der Markt war in den vergangenen Jahren von Zusammenschlüssen und Übernahmen geprägt.

Additive Fertigung Der 3D-Druck

Stimmungshoch Die deutschen

Unternehmen der Automation erwarten bis Jahresende 2015 ein leichtes Wachstum von insgesamt 3 bis 4 %. Dies berichtet Roland Bent, Vorstandsmitglied des ZVEI-Fachverbands Automation, auf der Pressekonferenz anlässlich der Messe SPS IPC Drives in Nürnberg. Die Branche kommt in Deutschland in den ersten neun Monaten 2015 auf einen Umsatz von 36,2 Mrd. EUR; das entspricht einem Wachstum von 5,2 %. Der Auftragseingang ist um 7,8 % gewachsen. Die Ausfuhren der drei Automationssparten – Schaltgeräte, Schaltanlagen, Industriesteuerungen, Mess- und Prozessautomation sowie elektrische Antriebe – sind von Januar bis September 2015 im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um 2,9  % auf 26,5 Mrd. EUR angestiegen. „Die Nachrichten aus unserer Branche sind gut. Sie stehen aber noch

immer Meldungen über die allgemeine Wirtschaftslage in Deutschland und der Welt gegenüber, die uns diffus in die Zukunft blicken lassen“, berichtet Bent. Unsicherheiten gingen von dem osteuropäischen und dem arabischen Raum aus. „Die Flüchtlingskrise hält uns in Europa in Atem. Auch der Russland-UkraineKonflikt lässt uns weiter seine Auswirkungen spüren“, so Bent. Die Branche erwartet für das kommende Jahr wieder leichtes Wachstum, allerdings geringer als in diesem Jahr. Jürgen Amedick, Vorsitzender des Fachverbands elektrische Antriebe, bestätigt diese Prognose auch für den Bereich der elektrischen Antriebe: „Bis Jahresende erwarten wir in etwa 1,5 Prozent mehr Umsatzwachstum als im Vorjahr. Auch im kommenden Jahr sollte ein geringes Wachstum drin sein.“ sl  www.zvei.org

tigung im Design, im Formenbau und für die Herstellung von Proto­ typen bereits in allen Branchen etabliert und hält derzeit Einzug in die Fertigung. In der Medizintechnik und in der Luft- und Raumfahrt werden bereits 3Dgedruckte Bauteile eingesetzt und für David Reis ist der Einsatz in der Produktion bei den anderen Branchen nur eine Frage der Zeit. Dies kann durchaus in Kombination mit etablierten Technologien

erfolgen. Dazu Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg, der auf die interessante Möglichkeit hinweist, „funktionsfähige Bau- und Ersatzteile werkzeuglos sehr kurzfristig einzeln oder in kleinen Stückzahlen herzustellen oder – kombiniert mit Spritzgießen – Großserienteile zu individualisieren“. gk  www.arburg.com  www.bain.com  www.stratasys.com

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WIRTSCHAFT 2

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

EDITORIAL

In der Produktion angekommen Additive Fertigung: Nach großen Erfolgen bei Mustern und Prototypen auf dem Weg in die Produktion Wenn man als Besucher der Formnext mit offenen komplexe Teile für die Luft- und Wasserführung Augen durch die Gänge der eindrucksvollen Hal- im Flugzeug, die sich mit anderen Verfahren nicht le 3 des Frankfurter Messegeländes gelaufen ist, herstellen lassen. Aber auch für einfachere Bau­teile konnte man schon ins Grübeln kommen, wie sich ist die additive Fertigung für den Flugzeugbau die additive Fertigung gerade in letzter Zeit entwi- durchaus interessant, da sich viele Teile additiv ckelt hat. Mit dem ganz eigenen Charme kreativer günstiger herstellen lassen als mit dem Bau komBastelbuden, mit denen sich die Technologie in den plexer Spritzgießwerkzeuge – ein Trend, der durch letzten Jahren auf verschiedenen Messen präsentiert die Verbesserungen bei den Verfahren und Werkhat – sogar noch Anfang des Jahres auf dem 3D- stoffen noch deutlich zunehmen wird. Pavillon der NPE als Die ständigen Vergrößter Kunststoffbesserungen machen messe Nordamerikas auch den Einsatz –, hatte der Auftritt additiv gefertigter in Frankfurt nichts, Kunststoffteile im Automobil nur noch aber auch gar nichts mehr zu tun. Stände, zu einer Frage der Auftritt der Firmen, Zeit. Hier profitiert die additive FertiPräsentation der Exponate – alles hochgung von zwei gegenprofessionell und so, läufigen Trends: So wie es die Industrie drückt einerseits die zu Recht von einer Vielzahl von NiTechnologie erwarschenfahrzeugen die tet, die sich anStückzahlen nach schickt, die Fertiunten, während auf gungswelt zu revoluder anderen Seite tionieren. Und genau neue Verfahren die das wird die additive Fer t ig u ngsz eiten Günter Kögel | Chefredakteur Fertigung tun. und Kosten zum Teil Sicherlich nicht deutlich reduzieren. überall, denn die Fertigung großer Serien mit einem Damit könnte die additive Fertigung schon bald schichtweise arbeitenden und damit zwangsläufig den Schritt von den Prototypen und Vorserieneher langsamen Verfahren hat nur dann Sinn, wenn fahrzeugen, Concept- und Showcars ins reale Kunsich das Teil mit anderen Verfahren nicht herstel- denfahrzeug schaffen. len lässt. Da können die 3D-Drucker aus dem Bau- Ganz im Stillen fahren übrigens bereits einige Fahrmarkt noch so günstig und die „Crowds“, die sich zeuge mit 3D-gedruckten Funktionsteilen aus zur gemeinsamen Produktion großer Aufträge über Kunststoff durch die Lande – seltene und entspredas Internet zusammenschließen könnten, noch chend teure Oldtimer, für die nicht mehr verfügso groß sein. bare Ersatzteile gescannt und nach einer entspreAber sobald die Ansprüche an die Individualität chenden Bearbeitung der digitalen Daten neu hoch und die Serien entsprechend klein sind, schlägt ausgedruckt wurden. Übrigens ein Konzept, das die Stunde der additiven Fertigung, die heute viel auch für die Ersatzteilfertigung für „Youngtimer“ mehr kann, als Anschauungsmuster, Prototypen – also noch nicht ganz so alte Fahrzeuge – auf grooder Werkzeuge zu drucken. Denn der Einsatz als ßes Interesse stößt. Denn digitale Daten lassen sich echte Produktionssysteme ist keine Zukunftsmusik, wesentlich einfacher, besser und zudem weitaus sondern in Branchen wie der Medizintechnik und günstiger lagern als tonnenschwere Spritzgießwerkzeuge. der Luft- und Raumfahrt bereits Realität. Während es in der Medizintechnik häufig individuell angepasste Einzelteile sind, die den Patienten eingesetzt werden, produziert die Luft- und Raumfahrtindustrie zwar vergleichsweise kleine, aber echte Serien. Aus Kunststoff werden heute meist Nichtstrukturteile additiv gedruckt, zum Beispiel

Holz- und Naturfaserkunststoffe im Trend Hersteller setzen gezielt WPC und NFC in Konsumgütern ein

Zeit für einen Werkstoffwechsel: Kundeninteresse aufgrund einer natürlicheren, edleren Anmutung weckt auch die WPC-Uhr von Tchibo Foto: Nova-Institut

Wood Plastic Composites Seit vielen

Jahren werden an Forschungs­ instituten und in Industrielaboren Holz-Polymer-Verbundwerkstoffe (Wood Plastic Composites, WPC) und naturfaserverstärkte Kunststoffe (Natural Fibre Composites, NFC) entwickelt und in Kleinserien von Konsumgütern eingesetzt. Doch nur im Bereich von Terrassen-Bodenbelägen, dem sogenannten Decking, konnten bisher relevante Volumina platziert werden. Nun scheint die Zeit reif zu sein, diese neuen Werkstoffe auch in Großserien von Konsumgütern zu bringen. Die Produkte wirken edler als reine Kunststoffprodukte, sehen anders, natürlicher aus, fühlen sich gut an und kommen durch die Holz- und Naturfasern mit weniger Kunststoff aus – was Vorteile beim ökologischen Fußabdruck bringt. Auch die mechanischen Eigenschaften können sich sehen lassen. Aber am wichtigsten: Die Produkte finden beim Verbraucher Anklang. In diesem November hat Tchibo zunächst eine WPC-Nachttisch­ uhr im Programm, zwei Wochen später eine ganze Serie von Kinderspielzeug der thailändischen Plantoys, die Holzpartikel alter

Gummibäume als Füllstoff be­ inhalten – die Oberfläche fühlt sich angenehm gummiartig an, gar nicht wie normaler Kunststoff. Auch Bambusfasern finden sich in immer mehr Produkten, so zum Beispiel in Tabletts von Biorestaurants von Yong, China. Die Drogeriemarktkette dm mit Sitz in Karlsruhe hat schon seit etwa drei Jahren einen WPC-Kamm im Programm, in diesem Jahr kam ein zweites Modell hinzu.

Marktstudie in einer aktualisierten Auflage In der neuen Auflage der NovaMarktstudie „Wood-Plastic Composites (WPC) and Natural Fibre Composites (NFC): European and Global Markets 2012 and Future Trends in Automotive and Construction“ führen die Autoren 60 kommerzielle WPC- und NFCGranulatproduzenten und -händler mit Internetadresse, verwendeten Kunststoffen und Natur­ fasern auf. Als Kunststoffe kommen dort vor allem PP, PE und PVC zum Einsatz, aber auch biobasierte Kunststoffe wie Bio‑PE und PLA. Holzfasern werden in vielen Varianten eingesetzt, bei Naturfasern

sind Bambus, Flachs und Hanf im Rennen. Viele Produzenten, ob international tätige Konzerne oder kleine und mittlere Unternehmen, sind erst seit wenigen Jahren im Geschäft. Nur diese neu entstandene, professionelle Infrastruktur ermöglicht es den Konsumgüterherstellern nun, diese neuen Werkstoffe ohne technisches Risiko einzusetzen. Die geringfügig höheren Granulatpreise macht die höherwertige Anmutung mehr als wett. Auf der weltgrößten Fachkonferenz, der Sixth WPC & NFC Conference Mitte Dezember in Köln, wird es zwei Tage lang um die neuesten Entwicklungen und Anwendungen dieser neuen, aufstrebenden Werkstoffe gehen. Führende Marktteilnehmer stellen ihre WPC- und NFC-Granulate vor sowie ihre Anwendungen zum einen in Konsumgütern sowie ebenso erfolgreiche Lösungen der Zulieferer für die Automobil­ industrie. Mehrere dieser Unternehmen bewerben sich auch um den „Wood and Natural Fibre Composite Award 2015“, der vom Publikum gewählt wird. gr  www.wpc-conference.com  www.nova-institut.de

Industrie hofft auf Wachstum im US-Markt Deloitte Umfrage: Fertigungsbranche blickt in unsicheren Zeiten nach Nordamerika Märkte Der US-Markt als Motor

der Weltwirtschaft, darauf setzen die deutschen Produktionsfirmen. Das zeigt eine Auswertung des Deloitte CFO Survey Herbst 2015 für die Fertigungsindustrie mit 55 Großunternehmen. Aufgrund internationaler Krisen und Entwicklungen nehmen die Sorgen zu. Das Unsicherheitsniveau und die Geschäftsaussichten erreichen dabei ähnlich negative Werte wie zuletzt im Krisenjahr 2012. Auch in puncto Beschäftigung und Inves­titionen blicken die Unternehmen pessimistischer in die Zukunft.

Umsatzwachstum in den USA erwartet Trotz der abnehmenden Zuversicht bleiben die Umsatzerwartun-

gen bei fast 70 % der Befragten nahezu stabil. Hoffnungsträger ist der US-Markt, für den 42 % von einem hohen Umsatzwachstum ausgehen. Gleichzeitig rückt Nordamerika auf Platz eins der Investitionsziele (31  %) und verdrängt damit Deutschland auf Platz zwei (25 %). China und die aufstrebenden Märkte fallen paral­lel dazu deutlich zurück. „In den USA führen Reindustrialisierung und niedriger Eurokurs zu einer steigenden Nachfrage nach Technik und Know-how aus Deutschland. Ein Hauptantrieb dafür sind die niedrigen Energiekosten, die einen hohen Wettbewerbsvorteil für dortige Produktionsstandorte schaffen. Auch wenn deutsche Unternehmen kurzfristig ordentlich davon pro-

fitieren, müssen sie mittel- und langfristig darauf reagieren. Um mit den niedrigeren Kosten mitzuhalten, müssen sie ihre Produktivität weiter optimieren und erhöhen“, sagt Thomas Döbler,

Partner und Leiter Manufacturing bei Deloitte. Mehr als die Hälfte der Fertigungsunternehmen bewertet das aktuelle Niveau der Unsicherheiten als hoch beziehungsweise sehr hoch.

Die Antworten auf die Frage: Welche der folgenden Faktoren stellen für Ihr Unternehmen in den nächsten zwölf Monaten ein hohes Risiko dar? Quelle: Deloitte & Touche GmbH Wirtschaftsprüfungsgesellschaft

Viele haben bereits darauf reagiert und setzen auf weniger Risiko sowie eine weitere Optimierung der Prozesse. Für 80  % stehen Kostensenkungen an erster Stelle und fast die Hälfte plant, den operativen Cashflow zu erhöhen. Insgesamt agieren die Unternehmen defensiver, wobei die Ursachen jedoch weniger in einer stra­ tegischen Kehrtwende, sondern vielmehr in erhöhten Sicherheitsmaßnahmen zu suchen sind. Die deutschen Fertigungsunternehmen treiben dabei vor allem internationale Entwicklungen um: Fast drei Viertel fürchten eine schlechtere Auslandsnachfrage, insbesondere aus China und den aufstrebenden Märkten. Weitere Sorgen sind für die meisten geopolitische Gefahren und Wechsel­ kursrisiken.

Binnenwirtschaftliche Faktoren wie schwächere Inlandsnachfrage, steigende Lohnkosten und Fachkräftemangel sind nur für rund ein Drittel Grund für schlaflose Nächte. Instabilitäten im Finanzsystem und höhere Energiekosten stellen nur noch für wenige eine echte Bedrohung dar.

Positionierung als Businesspartner Um sich für die kommenden Herausforderungen und Aufgaben zu wappnen, richten sich die Finanz­verantwortlichen der Produktionsbetriebe strategisch aus. Ganz oben steht für die Mehrheit, sich als Businesspartner zu positionieren. Sie setzen zudem auf die Optimierung bei Planung und Forecasting, immerhin 40 % leiten

WIRTSCHAFT 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

United Caps eröffnet neues Werk In Schwerin können jährlich bis zu fünf Milliarden Verschlüsse hergestellt werden, eine Erweiterung ist bereits vorgesehen Werkseröffnung Abgesehen von der

Belieferung nationaler Kunden soll der Standort der Anlage United Caps auch dabei unterstützen, neue Märkte in Skandinavien und Osteuropa zu erschließen, heißt es von United Caps.

halten, um eine optimale Produktivität zu gewährleisten. Alle Gebäude werden über ein Wärme­ rückgewinnungssystem beheizt, wodurch der Betrieb äußerst nachhaltig ist.

In der neuen Fabrik sind zurzeit 55 Mitarbeiter beschäftigt. Das neue Werk baut auf der Übernahme von Schoeller Cap Systems (SCS) in Schwerin durch United Caps im Jahr 2013 auf. Es sei ein

Meilenstein für das Wachstum des Unternehmens und unterstützt es dabei, Qualität, Effizienz und Kapa­zität für seine Kunden sicherzustellen. pl

Das neue, 10.000 m² große Werk von United Caps in Schwerin umfasst zwei Produktionshallen Foto: United Caps

 www.unitedcaps.com

Ausbau der globalen Präsenz Damit baue das Unternehmen seine internationale Präsenz aus und erfülle die Anforderungen von weltweit agierenden Kunden an eine lokale Präsenz. Das Unternehmen rechnet daher mit einer weiteren Verbesserung seiner Kundennähe und einer Fortsetzung seines globalen Wachstums.

Zweiteilige Produktionsstätte

DiE KUNSt DER PRODUKtiONSEFFiziENz

Das neue, 10.000 m² große Werk in Schwerin verfügt über zwei Produktionshallen, in denen jeweils bis zu 2,5 Mrd. Verschlüsse pro Jahr produziert werden können. In einer Halle werden Deckel für Standardgrößen wie 28 oder 38  mm für stilles und kohlen­ säurehaltiges Wasser sowie für Fruchtsäfte hergestellt. In der anderen werden zwei- und dreiteilige Verschlüsse in unterschiedlichen Standardgrößen produziert. Diese Verschlüsse werden für Milch- und Fruchtsaftkartons verwendet. Die Errichtung von zwei weiteren Hallen ist geplant.

Effiziente Auslegung Rohstoffe werden von den zwölf Silos der Anlage bezogen, von denen jedes eine Kapazität von 100 m³ aufweist, was einer Gesamtmenge von etwa 800 t entspricht. Die komplette Medienversorgung der Produktions­ anlagen (Strom, Kühlung, Druckluft und Rohstoffe) erfolgt unterirdisch. Der Warenfluss wird so kurz und direkt wie möglich ge-

dafür grundlegende Veränderungen ein. Ein wichtiger Punkt ist dabei die intensivere Zusammenarbeit mit anderen Bereichen. „Mit Blick auf TTIP und CETA kann sich die US-Orientierung der deutschen Fertigungsindustrie zusätzlich auszahlen. Dafür brauchen die Unternehmen neben klaren Vorgaben für die Kostensenkung eine weitere Prozess­ optimierung von der Planung über die Fertigung bis zum Aftersales. Data Analytics schafft dort die größten Sprünge und unterstützt präzise Vorhersagen, eine bessere Auslastung und Taktung der Produktion sowie Mehrwertleistungen für die Abnehmer. Dort müssen die Unternehmen und insbesondere die CFOs ansetzen“, so Thomas Döbler. gk  www.deloitte.de

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WIRTSCHAFT 4

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Automatisierung in der Kunststoffbranche bewegt die Automatica Die Komplettbearbeitung an der Spritzgießmaschine entwickelt sich zum Markttrend mit den größten Wachstumsraten – die große Automatisierungsmesse wirbt mit hoher Kunststoffkompetenz Robotereinsatz Die Kunststoffver-

arbeitung hierzulande boomt und setzt dabei auf die Komplettbearbeitung von Formteilen und Baugruppen direkt an der Maschine. Auf der Münchner Automatica im Juni 2016 zeigen Roboterhersteller und Systemintegratoren passende

Niedriglohnländer ausgelagert. Konjunktur haben hierzulande Kunststoffteile und Komponenten, in deren Herstellung viel Know-how und großer Engineering-Aufwand stecken. Komplexe Teile in Komplettbearbeitung direkt an der Maschine möglichst

setzt“, erklärt Geschäftsführer Carlo Wenig. Um die verschiedenen Arbeitsschritte in einer Anlage zu automatisieren, kam nur der Robotereinsatz infrage. Selbst die anschließende Montage von Clips in das Bauteil erfolgt vollautomatisch in derselben Zelle. Die Tätigkeiten teilen sich zwei schnelle KukaRoboter, die in der Zelle hoch­ effizient Hand in Hand arbeiten.

Wachstumsquote von 46 Prozent pro Jahr

Der Automobilzulieferer TRW setzt auf Komplettbearbeitung anspruchsvoller Kunststoffteile mit Stäubli-Technik direkt in der Spritzgießfertigungszelle Foto: Ralf Högel

Automatisierungslösungen. Vorbei die Zeiten, als Roboter mit der einfachen Teileentnahme aus Spritzgießmaschinen kaum ausgelastet waren. Mit der Vollautomation der gesamten Prozesskette vom Teileeinlegen über diverse Prozesssschritte bis zum Verpacken und Etikettieren ist die Auto­ mation in der Kunststoffindustrie zur höchst anspruchsvollen Aufgabenstellung avanciert. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Die Produktion einfacher Spritzgussteile ist weitgehend in

wirtschaftlich zu fertigen lautet heute die Herausforderung. Wie solche Lösungen in der Praxis aussehen können, belegt der Diedorfer Kunststoffspezialist Borscheid + Wenig, der für einen deutschen Automobilhersteller Abdeckungen für den Motorraum fertigt. „Dabei haben wir nach einer Lösung gesucht, die sowohl die Entnahme aus der Spritzgießmaschine als auch die Umlage in die Kavität und in die Montagevorrichtung so präzise und wiederholgenau wie möglich um-

Komplettbearbeitung ist auch bei der Produktion von 8 Mio. Bremslichtschaltern jährlich beim Auto­ mobilzulieferer Body Control Systems, Radolfzell, einem Unternehmen des Automobilzulieferers TRW, angesagt. In der Zelle übernehmen zwei Roboter nicht nur das Be- und Entladen der Spritzgießmaschine, sondern auch alle vor- und nachgelagerten Arbeiten inklusive Qualitätssicherung. Die Kunststoffindustrie hat sich in der jüngsten Vergangenheit für die Roboterhersteller zu einem der wichtigsten Märkte entwickelt. Laut International Federation of Robotics zeigt die Stückzahlentwicklung kontinuierlich nach oben. Von 2010 bis 2014 verzeichnete die Automoblindustrie ein Plus an Robotern für Gummi- und Kunststoffapplikationen um 46 % pro Jahr weltweit. Natürlich fokussieren bei diesem dynamischen

Die von einem Fanuc-Servomotor angetriebene Verfahrachse verleiht dem Roboter ein Plus an Reichweite Foto: Robotec Solution

Wachstum viele AutomaticaAussteller auf die K‑Branche. Beispiel Fanuc: Bei der Automatisierung von Aufgaben im Kunststoffbereich ist das Unternehmen mit allen drei Produktbereichen

involviert: Steuerung und Servoantriebe, Spritzgießmaschinen und Roboter. Olaf Kramm, Geschäftsführer der Fanuc Deutschland GmbH, Neuhausen, betont: „Unsere Kompetenzthemen sind

Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und die nahtlose Integration von der CNC bis zum Roboter.“ Durch den Trend hin zur Komplettbearbeitung mit Integration von Montagearbeiten und anderen wertschöpfenden Tätigkeiten sieht Kramm für die Auswahl „lineares Handlinggerät oder flexibler Roboter“ andere Kriterien als bei der reinen Entnahme. Die Entscheidung für den richtigen Roboter ermöglicht in vielen Fällen die einfache Integration sogenannter Secondary Operations. Ob unter rauen Produktionsumgebungen oder im Reinraum – auf der Automatica 2016 findet sich für jede Aufgabenstellung rund um die Verarbeitungsmaschine der passende Roboter. Die Aussteller zeigen, mit welchen Robotertypen sich die kürzesten Werkzeugoffenzeiten im Spritzgießen realisieren lassen, wie einfach die Anbindung der Roboter über die standardisierten EuromapSchnittstellen ist und wie immer komplexere Prozesse für die Komplettbearbeitung platzsparend zu integrieren sind. Die Trendthemen sind: anwenderfreundliche Bedienung und Industrie 4.0. Hier werden weitere Entwicklungsschritte erwartet, die Anlagenbetreibern und Systemintegratoren die vielfältigen Möglichkeiten der Robotik und die Einbindung in digitale Netzwerke auch ohne Expertenwissen eröffnen. gr  www.automatica-munich.com

Trelleborg übernimmt CGS Holding Für knapp 11 Milliarden Schwedische Kronen (1,17 Milliarden Euro) wird der tschechische Elastomerspezialist gekauft Elastomere CGS mit Sitz in Prag

hat laut Trelleborg im abgelaufenen Jahr einen Umsatz in Höhe von umgerechnet gut 600 Mio. EUR generiert bei einer EBITMarge von 16 %. Die Übernahme steht noch unter dem Vorbehalt der Genehmigung durch die Kartellbehörden. „Ich bin sehr stolz, diese Akquisition verkünden zu können, die eine bedeutende und attraktive Erweiterung unseres bestehenden Geschäfts darstellt“, freut sich Trelleborg-CEO Peter Nilsson über den Zukauf. „CGS ist in den Segmenten technische Kunststoffteile, Reifen für die Landwirtschaft und Reifen für industrielle Anwendungen bestens aufgestellt.“

Festigung der Position Aus Sicht von Trelleborg festigt das Unternehmen mit der Übernahme von CGS und der Tochter Mitas seine Position als Weltmarktführer für Landwirtschaftsreifen und verbessert sich erheblich bei den industriellen Reifen. Die Schweden erwarten, ihren Umsatz in der Sparte Trelleborg Wheel Systems fast zu verdoppeln, außerdem sollen neue Märkte erobert werden, sowohl in geografischer Perspektive als auch, was die Bearbeitung von Nischen an-

Vom Trelleborg Stammsitz aus wird CGS künftig geführt Foto: Trelleborg

geht. Mitas habe eine starke Marktposition, wenn auch die Landwirtschaft momentan eine Schwächephase durchlaufe.

Spürbare Synergien „CGS ergänzt unsere Fertigungskapazitäten durch gut strukturierte und kompetente Produktionsstätten in Mittel- und Osteuropa, den USA und Mexiko. Wir erwarten uns von dem Schritt auch spürbare Synergien. Wir planen, die zugekauften Einheiten nach und nach in die Trelleborg-Spar-

ten zu integrieren.“ Nilsson erwartet, dass sich die Konjunktur für landwirtschaftliche Investitionsgüter wieder erholen wird. „Trelleborg ist ein zuverlässiger strategischer Partner mit einer umfassenden Vision für die Entwicklung der CGS Holding und wir sind zuversichtlich, dass Mitas, Rubena und Savatech als gummiproduzierende Gewerbe in kompetente Hände übergeben werden“, so CGS-Sprecherin Vera Bechynova. pl  www.trelleborg.com

MESSEN + AUSSTELLUNGEN 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

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Gelungener Auftakt

Rapid Tech auf Erfolgsspur

Compamed erfolgreich

Aussteller mit Formnext sehr zufrieden

Anmeldestand verdreifacht

Medizintechnik in Düsseldorf

Kongressmesse Schon jetzt steht

So eindrucksvoll hat sich die additive Fertigung noch nie präsentiert (weitere Bilder unter www.k-zeitung.de) Foto: K-ZEITUNG Additive Fertigung Schon beim De­

büt konnte die Formnext Ausstel­ ler und Besucher überzeugen. Die 232 Aussteller waren mit der hohen Frequenz und der positiven Stim­ mung auf den Ständen sehr zu­ frieden. Sascha Wenzler, für die Formnext zuständiger Bereichs­ leiter beim Veranstalter Mesago: „Trotz kurzer Vorbereitungszeit ist es uns dank starker Unterstüt­ zung der Aussteller gelungen, die Formnext eindrucksvoll im Markt zu platzieren.“ Und dies interna­ tional, denn 42 % der 8.982 Besu­ cher kamen aus dem Ausland. Die Aussteller bestätigen mit ihren positiven Rückmeldungen das Messekonzept und die Formnext

als erfolgreiche internationale Mes­ se für additive Technologien und konventionelle Verfahren der Pro­ duktentwicklung und -herstellung. Eine hohe inhaltliche Qualität bescheinigte Rainer Lotz, Ge­ schäftsführer Renishaw, der Formnext 2015: „Hier zeigt sich die additive Industrie von ihrer besten Seite, das ist weltweit ein Alleinstellungsmerkmal.“ Auch die Besucherresonanz hat Lotz sehr positiv überrascht: „Für un­ seren Dienstleistungsbereich Lohnfertigung in der additiven Metallfertigung war die Formnext von den Kontakten her die beste Messe des Jahres.“ gk  www.mesago.de/formnext

fest: Die Erfurter Kongressmesse Rapid Tech steht vor einer Rekord­ beteiligung. Der Anmeldestand für die 14. Ausgabe im Juni 2016 liegt dreimal höher als zum glei­ chen Zeitpunkt des Vorjahres. „Wir erwarten alle Marktführer, dazu eine ganze Reihe von neuen Unternehmen“, sagt Erfurts Mes­ se­chef Wieland Kniffka. Promi­ nentester Neuzugang ist derzeit Keyence, ein weltweit operierender Anbieter von Komponenten für die Automatisierungstechnik. Gleichzeitig beschloss der inter­ nationale Fachbeirat, der sich jüngst mit Vertretern von Siemens und der Universität NürnbergErlangen verstärkt hat, Ende No­ vember den Ausbau des Konferenz­ programms sowie eine stärkere Internationalisierung der Rapid Tech. Neben der DACH-Region stehen künftig auch die Nieder­ lande und ausgewählte osteuropä­ ische Märkte im Fokus der Aus­ steller- und Besucherwerbung.

Vier neue Fachforen Mit den vier neuen Fachforen „Ad­ ditive Lohnfertigung“, „3D Metal Printing“, „Automobilindustrie“ und „Elektronik“ trägt die Messe Erfurt den neuesten Entwicklun­ gen auf dem Themenfeld der ge­ nerativen Fertigung Rechnung.

Wie gewohnt bieten die Fachforen „Wissenschaft“, „Werkzeuge“, „Luftfahrt“, „Medizintechnik“, „Zahntechnik“ und „Konstrukti­ on“ sowie die Anwendertagung spezielle Plattformen für den In­ formationsaustausch zwischen Fachleuten der Branche und die Präsentation neuer Anwendungen und Produkte. Zum ersten Mal macht das CAEForum Station auf der Messe. Das Forum ist die Kommunikationsund Netzwerkplattform für den firmen-, branchen- und solverun­ abhängigen Austausch in der In­ dustrie 4.0. Der Gemeinschafts­ stand bietet den zentralen Anlauf­ punkt für die Themen in Forschung + Entwicklung sowie Produktion. Schwerpunkte sind dabei CAD, CAM, numerische Simulation und die 3D-Visualisierung im Kontext der additiven Fertigung. Die Fachmesse und Anwender­ tagung Rapid Tech richtet sich gezielt an Anwender und Entwick­ ler generativer Fertigungstechno­ logien. Mit Teilnehmern aus über 18 Ländern ist sie eine der wich­ tigsten europäischen Informati­ onsveranstaltungen. Vom 14. bis 16. Juni 2016 werden in Erfurt 150 Aussteller, über 4.000 Fachbesu­ cher und mehr als 700 Kongress­ teilnehmer aus Europa und Über­ see erwartet. gk  www.rapidtech.de

So viele Besucher wie nie zuvor auf der Compamed Foto: Messe Düsseldorf

Medizintechnik Bereits zum 24. Mal

veranstaltete die Messe Düsseldorf die Compamed in Verbindung mit der Medica. Die laut Veranstalter international führende Fachmes­ se für die Zulieferer der Medizin­ technikindustrie fand in diesem Jahr erstmals an vier Lauftagen statt.

Rekordzahlen Die Rekordzahl von 779 Ausstel­ lern präsentierte den 18.800 Fach­ besuchern Technologielösungen und Services für die gesamte Medizintechnik-Wertschöpfungs­ kette. Den anhaltenden Trend zur Miniaturisierung, zu immer kom­

pakteren und doch zugleich kom­ plexeren Systemen thematisierte zum Beispiel der Gemeinschafts­ stand des IVAM – Fachverband für Mikrotechnik sowie auch die beiden in die Compamed integ­ rierten Fachforen. Als Highlights der Compamed 2015 anzuführen sind unter anderem smarte Sen­ soren zur Verwendung in „Wea­ rables“, MikrosystemtechnikApplikationen für intelligente Implantate oder auch gedruckte Elektronik (in einer Session des IVAM-Forums thematisiert durch das VTT Technical Research Cen­ tre of Finland). pl  www.messe-duesseldorf.de  www.compamed.de

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DEUTSCHE COMPOUNDIERTAGUNG 6

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Compoundieren optimieren Die Deutsche Compoundiertagung nimmt die Prozesse in den Fokus: Die Spanne der Vorträge reicht vom Granulieren „schwieriger“ Materialien über neue Inspektions- und Sortiersysteme für die Qualitätskontrolle der Pellets bis hin zu neuen Flammschutzmitteln Compounds Um den Granulierpro­

zess sicher und robust zu gestalten, ist die Reinheit der Kunststoffpel­ lets genauso wichtig wie die siche­ re und passfähige Auslegung der Anlagentechnik. Die Deutsche Compoundiertagung, die das VDI Wissensforum am 9. und 10. De­ zember in Nürnberg veranstaltet, gibt einen Überblick über aktuel­ le Entwicklungen in diesem Be­ reich. Auch die Compoundeure stehen zunehmend vor komplexen Her­ ausforderungen: Die Reaktions­ zeiten von der Bestellung bis zur Lieferung an den Kunden werden immer kürzer. Außerdem steigt die Produktvielfalt überproportio­ nal zur angefragten Auftragsmen­ ge, was zu immer kleiner werden­ den Produktionschargen führt. Bei all dem darf die Produktquali­ tät nicht leiden und der Preis muss wettbewerbsfähig bleiben. Andreas Stuber, Geschäftsführer der Akro-Plastic GmbH aus Nie­ derzissen, betont: „Neben Quali­ tät und Preis sind Flexibilität und Zeit wichtige Faktoren, um die Kundenzufriedenheit sicherzu­ stellen. Die globale Compoundund Masterbatchindustrie muss somit fortwährend mit den pas­ senden Ideen auf neue Anforde­ rungen reagieren.“ In seinem Vortrag wird er auf Qualitäts­ anforderungen und Preise im internationalen Vergleich einge­ hen und darauf, wie Compoundeu­ re die Liefersicherheit gewährleis­ ten können. Außerdem wird er den Kundennutzen der ICX-Techno­ logie darstellen.

Reinheit der Pellets Auch die Reinheit von Kunststoff­ materialien, wie sie im Medizin­ bereich, in der Filmextrusion, in der Flugzeug- und Automobilin­ dustrie oder bei der Produktion von Höchstspannungskabeln ver­ wendet werden, ist ein entschei­ dendes Merkmal für die Qualität. In den unterschiedlichen Prozess­ schritten zur Herstellung von Compounds können jedoch im­ mer wieder Verunreinigungen entstehen. Dies betrifft die Pro­ zesse aller Beteiligten der Zuliefer­ kette. „Bereits ab einer Größe von 50 Mi­ krometern können Verunreini­ gungen Schäden in Fertigungs­ systemen wie beispielsweise am Spitzkopf des Extruders oder an Endprodukten verursachen. Dies ist dann oft mit hohen Folgekosten verbunden“, sagt Harry Prunk, Vorstand der Sikora AG aus Bre­ men. Er nennt ein Beispiel aus der Kabelindustrie: „Für die Herstel­ lung von Hochspannungs-Unter­ seekabeln ist die Verarbeitung von hochreinem Material von entschei­ dender Bedeutung. Wenn die Iso­ lation des Kabels während der Produktion verunreinigt wird, kann dies zu einem erheblichen Ausfall des Kabels führen, nach­ dem es tief unter dem Meeresspie­ gel verlegt wurde. Die Reparatur eines Unterseekabels verursacht

Granulierung und Nachbehand­ lung. Auch Composites oder Sandwich­ strukturen haben aufgrund viel­ fältiger Vorteile eine zunehmende Verbreitung in vielen Branchen gefunden, so in den Bereichen Elektrotechnik und Elektronik, Konstruktion, Transport oder Interieur. „Oftmals sind allerdings die Entflammbarkeit und das Brandverhalten im Vergleich zu metallischen und keramischen Werkstoffen problematisch“, weiß Manfred Döring, Leiter der Abtei­ lung Polymersynthese am Fraun­ hofer-Institut für Betriebsfestig­ keit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. „Deshalb ist es in sehr vielen Anwendungsbe­ reichen erforderlich, die Ent­ flamm- und Brennbarkeit dieser zukunftsträchtigen Werkstoffe durch flammhemmende Zusätze zu verringern“, so Döring weiter.

Moderne Flammschutzmittel

Verunreinigtes und fremdes Material wird zuverlässig detektiert und aussortiert Foto: Sikora

Kosten in Millionenhöhe. Selbst wenn der Schaden, den die Verun­ reinigung in der Isolation hervor­ ruft, bereits vor dem Einsatz des Kabels, das heißt, während der Endprüfung beim Kabelhersteller, erkannt wird, sind die Kosten immens.“ Sein Unternehmen hat gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein System zur Inspektion und auto­ matischen Sortierung von Kunst­ stoffpellets entwickelt, welches ansetzt, bevor diese in den nächs­ ten Produktionsprozess gelangen. Neu an dem System, welches Prunk auf der Compoundiertagung vor­ stellen wird, ist eine Kombination von Röntgentechnik mit einem dualen optischen System, mit wel­

chem metallische und organische Verunreinigungen ab 50 µm – so­ wohl im Pellet selbst als auch auf dessen Oberfläche – detektiert und aussortiert werden. Die Reinheit des Kunststoffmaterials wird so­ mit zuverlässig sichergestellt. Bisher existierende Systeme erken­ nen meist mittels Optik Verun­ reinigungen nur auf der Oberflä­ che des Granulats oder es werden durch ein destruktives Verfahren Stichproben untersucht, zum Bei­ spiel bei der Extrusion von Folien. „Durch den Einsatz des neuen Inspektions- und Sortiersystems kann eine konstant hohe Kunst­ stoffmaterialqualität sichergestellt werden. Fehlerhafte Chargen so­ wie das Risiko von Reklamationen

werden somit minimiert“, benennt Prunk die Vorteile.

Granulieren von schwierigen Produkten Der Bedarf an maßgeschneiderten Kunststoffen steigt. Entweder werden die Polymere bereits im Reaktor modifiziert oder in einem weiteren Schritt mit einem zweiten oder mehreren Polymeren com­ poundiert. Schlagzähmodifikato­ ren und modifizierte Polyolefine, die Elastomere teilweise ablösen, nehmen an Bedeutung zu. Die sinkende Dichte und Viskosität erhöhen dabei den Anspruch an das Granuliersystem. Heiko Horn­ berger, Process Engineer Polyole­

fins bei Coperion in Stuttgart, wird auf die Schwierigkeiten eingehen und anhand praktischer Beispie­ le Lösungsansätze darstellen. „Gestiegene Anforderungen und Schwierigkeitsgrade erfordern eine Anpassung von bestehendem Equipment, um so die Produkti­ onssicherheit zu gewährleisten“, betont Hornberger. Gemeinsam mit Michael Eloo, Geschäftsführer bei Gala Kunst­ stoff- und Kautschukmaschinen in Xanten, wird er die Wechsel­ wirkungen der Einflussgrößen Produkt, Granuliertechnik und Verfahrensparameter im Bereich der niederviskosen, klebrigen und schäumbaren Produkte darstellen sowie die Anforderungen an die

Compoundieren im Fokus

Harry Prunk, Vorstand Sikora: „Bereits ab einer Größe von 50 Mikrometer können Verunreinigungen Schäden verur­ sachen, die mit hohen Folgekosten verbunden sind“

Heiko Hornberger, Process Engineer Polyolefins bei Coperion: „Gestiegene Anforderungen und Schwierigkeitsgrade erfordern eine Anpassung von bestehendem Equipment“

Foto: Sikora

Foto: Coperion

Manfred Döring, Leiter Polymersynthese am Fraunhofer LBF: „Die Entflamm- und Brennbarkeit von Composites oder Sandwichstrukturen muss oft durch Zusätze verringert werden“ Foto: Coperion

Tagung Die 41. Deutsche Compoundiertagung behandelt die Prozessoptimierung an Compoundieranlagen. Sie findet am 9. und 10. Dezember in Nürnberg statt, Veranstalter ist das VDI-Wissensforum. Schwerpunkt der diesjährigen Tagung sind verschiedene Ansätze zur sicheren und stabilen Prozessführung. Hersteller von Compounds, Masterbatches und Maschinen beschreiben kritische Prozessteilschritte und wagen einen Blick auf zukünftige Trends und Herausforderungen in der Aufbereitung und Veredelung von Kunststoffen.

Er wird in Nürnberg Beispiele für unsachgemäßen Flammschutz aufzeigen wie den Brand in der Weimarer Anna Amalia Biblio­ thek, dessen Ursache ein Kabel­ brand war. Außerdem wird er den neuesten Stand der Flammschutz­ regularien darstellen sowie Ent­ wicklungen in den Bereichen Flammschutzmittel für Schäume, Kabel und Leitungen sowie den Flammschutz im Bereich Kunst­ stoff aus Sicht der Verarbeiter und Konstrukteure. „Gerade heute findet aus toxikologischen Grün­ den ein Wechsel der Flammschutz­ mittel in Schäumen statt, beispiels­ weise bei Isolier- und Konstruk­ tionsmaterialien am Bau, bei Polstern oder Sandwichmateria­ lien. Leichtflüchtige und zum Teil bioakkumulative Flammschutz­ mittel werden durch unbedenkli­ che und nicht migrierende Subs­ tanzen ersetzt, und dies bei gleich­ zeitig neuen höheren Sicherheits­ anforderungen“, so Döring zu den aktuellen Entwicklungen. Der Flammschutz von Kabeln und Leitungen ist ein Feld anorgani­ scher Metallhydroxide. Jedoch machen es neue regulative Anfor­ derungen im Rahmen der euro­ päischen Harmonisierung erfor­ derlich, neue, insbesondere syn­ ergistische, Ansätze zu verfolgen bis hin zu keramisierend wirken­ den Flammschutzmitteln. Hierauf müssen auch die Hersteller der Flammschutzmittel reagieren. Die neuen gesetzlichen Regelun­ gen durch die EU stellen die Her­ steller und Verarbeiter von Kunst­ stoffen vor neue Aufgaben. Der Spezialtag „Flammschutz in poly­ meren Werkstoffen“, der direkt im Anschluss an die Compoundier­ tagung am 11. Dezember stattfin­ det, beleuchtet die neuen Regula­ rien, stellt moderne Flammschutz­ konzepte vor und präsentiert deren Umsetzung anhand konkre­ ter Produkte. annedore munde /mg  www.vdi-wissensforum.de

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MESSEN + AUSSTELLUNGEN

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4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Die Messe für den Ostmarkt Von 10. bis 13. Mai 2016 findet die Intertool, FertigungstechnikFachmesse für den metallverarbeitenden Bereich, in Wien statt Metallbearbeitung Im Fokus der

Intertool sind Werkzeugmaschinen und Präzisionswerkzeuge für die trennende und umformende Werkstückbearbeitung sowie Einrichtungen, Verfahren und Systeme entlang der Prozesskette, die auch den Werkzeug- und Formenbau für die Kunststoffindustrie beinhaltet. „Ich bin sehr zuversichtlich: Wir werden im Mai eine unglaublich gute Veranstaltung haben“, kündigte Geschäftsführer Benedikt Binder-Krieglstein vom Veranstalter Reed Messen die zweite Auflage von Österreichs größter Plattform für industrielle Fertigungstechnik an. Zur Eröffnung der Intertool 2016 rechnet Messeleiter Ing. Markus Reingrabner mit 240 Ausstellern auf 20.000 m²: „Wir haben die Intertool komplett neu überplant. Damit bieten sich gerade bis Januar noch sehr lukrative Plätze für neue Aussteller.“

Wien ist immer eine Reise wert Viel Attraktivität verspricht Benedikt Binder-Krieglstein den Ausstellern durch die Lokalität: „Wir werden vor allem in der

Nachbarschaft, im 200-KilometerUmkreis, in Tschechien, der Slowakei, Slowenien, Kroatien, Ungarn und Südpolen um Aussteller und Besucher werben. Dazu kommen zur zweiten Auflage der Intertool, so viel können wir jetzt schon sagen, viele namhafte Hersteller und Händler aus der österreichischen und deutschen Fertigungsindustrie. Und Wien als Messestandort im Mai ist immer eine Reise wert“, betont der ReedMessen-Österreich-Geschäftsführer nicht nur den Nutzwert der Intertool als mittlerweile größten Leistungsschau für industrielle Fertigungstechnik in Österreich, sondern auch die unmittelbare Nähe des Messegeländes zum Prater, in Sichtweite zur Leopoldstadt oder zur Hofburg. Nach der ersten Intertool 2014 rechnet Messeleiter Ing. Markus Reingrabner auch 2016 mit ähnlich vielen Besuchern. „Wir erwarten Fach- und Führungskräfte vor allem aus Österreich und den östlichen Nachbarstaaten. In Summe wie 2014 weit über 20.000 Besucher.“ Dass Österreich diese Erfolgsmischung hat, erklärt Ing. Gerhard Melcher, Leitung Marketing und Leitung Segment Drehen und Frä-

sen beim Werkzeughersteller Boehlerit, anhand des Intertool-Umfelds: „Österreich gehört zu den Topindustrieregionen Europas. Wir haben 6.700 Unternehmen, die sich mit Zerspanung beschäftigen, etwa 10 bis 15 sind richtig große Konzerne, die meisten aber KMUs – mit viel, sehr viel Know-how.“

Osteuropa einbinden Sowohl die Struktur als auch das Know-how soll die Intertool widerspiegeln, wünscht sich Gerhard Melcher. „Als Leitbetrieb Austria und international agierender Hartmetall- und Präzisionswerkzeughersteller mit Hauptsitz in Österreich fühlen wir uns dem heimischen Markt verpflichtet. Wir werden die Messeplattform Intertool nützen und unterstützen, um Spitzentechnologie, Innovationen und Produktivität in der Zerspanungstechnik an unsere heimischen Kunden weiterzugeben, aber auch verstärkt die angrenzenden osteuropäischen Länder einbinden, weshalb sich die Intertool in Wien von anderen europäischen Regionalmessen wesentlich unterscheidet.“ Denn die Intertool soll sich

Nach der

Messebeirat und Veranstalter der größten österreichischen Fachmesse für Fertigungstechnik planen einige Highlights rund um die Intertool 2016. Maria Kronthaler (v.l.), Markus Reingrabner, Gerhard Melcher, Benedikt Binder-Krieglstein, Johannes Riha und Klaus Ponweiser: „Die Intertool ist die ideale Plattform, um vor allem Fachkräfte aus Österreich und den östlichen Nachbarländern zu erreichen“ Foto: Harald Klieber

unterscheiden. So werden sich unter dem Motto „Wir servieren Ihnen Produktivität und Innovationen im Steirereck auf der Intertool in Wien“ viele hochkarätige Firmen aus der traditionell von der Stahlveredelung geprägten Obersteiermark versammeln. Gerhard Melcher plant: „Mit den Weltmarktführern im Toolmanagement TCM und Alicona aus Graz, Haas Werkzeugmaschinen Wematech, Wikus, Maringer, Oerlikon Balzers oder auch dem Werkzeughersteller Tiro Tool – der die härtesten Schneiden der Welt produziert – werden wir zeigen, was unsere Region und Österreich

leistet, übrigens auch kulinarisch. Denn auch der Namensgeber, das Steirereck in Wien, steht für Topqualität und Top­innovation, was dessen Position unter den zehn besten Restaurants Europas eindrucksvoll beweist.“ Diesbezügliches Highlight soll der Steirische Abend am Donnerstag werden, aber auch das parallel zur Messe stattfindende Rahmenprogramm mit „3D Printing Forum“ zum Thema additive Fertigung oder die Sonderschau der TU Wien. Als weiteres Highlight der Intertool verspricht indes Johannes Riha aus der Geschäftsführung GGW Gruber GmbH, Anbieter

von Mess- und Prüfsystemen, eine Sonderschau „Prozesskette“: „Die Zusammenarbeit von sechs führenden Unternehmen (Westcam, Wedco, Zoller, Hermle, EMAG und GGW Gruber) aus der Fertigungstechnik ist in dieser Form in Österreich einzigartig. Zudem werden auch wir als Anbieter von Mess- und Prüfsystemen ebenfalls Neuheiten auf der Intertool präsentieren.“ Johannes Riha plant, Besuchern wie Ausstellern zwei messtechnische Weltneuheiten zu zeigen sowie eine neue Messprüftechnik. sl

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BRANCHE

Vernetzte Produktion ALS-Anwendertreffen bei Arburg legt den Schwerpunkt auf neue Features Seite 11

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Reif für die Produktion Opel reduziert mit 3D-Druck Herstellkosten von Montagewerkzeugen um 90 Prozent

9

AUS DEM INHALT Schoeller Allibert erhält den bundesweit ausgelobten „Großen Preis des Mittelstandes“������������������������������������������������������������������ 10 BASF, LSS und Farsoon entwickeln gemeinsame Systemlösung für selektives Lasersintern������������������������������������������������������������������� 10 Produktionsstandort China im Fokus – mehr als 350 Teilnehmer bei der Engel Automobilkonferenz in Schanghai�����������������������������11 3D-gedruckte Flugzeugbauteile aus Kunststoff erstmals im neuen Airbus A350 XWB eingesetzt�������������������������������������������������12 Wobbe Bürkle Partner und Rogalla Consulting gehen gemeinsame Wege in der Beratung mit Fokus China und Indien���������������12 Jan Hendrik Ostgathe ist neuer Geschäftsführer bei der Kreyenborg Plant Technology�����������������������������������������������������������������������12 Uwe Röhrhoff verlässt 2018 den Vorstandsvorsitz bei Gerresheimer�������������������������������������������������������������������������������������������������12

Opel nutzt den 3D-Druck unter anderem für Montagewerkzeuge zur Positionierung der Glas- und Faltdächer oder zur korrekten Ausrichtung des kultigen Adam-Schriftzugs Fotos: Stratasys 3D-Druck Angesichts der hohen

Stückzahlen ist eine effiziente Herstellung für die Automobil­ industrie extrem wichtig – und zwar nicht nur bei der Produktion der Einzelteile, sondern auch bei deren Montage. Opel hat hier mit dem 3D-Druck beste Erfahrungen gemacht. So werden heute zur Befestigung verschiedener Teile am Pkw-Modell Adam Montagewerkzeuge verwendet, die im 3DDruckverfahren hergestellt werden. Die additive Fertigung auf einem Stratasys 3D-Drucker dauert weniger als 24 h und spart rund 90 % der Herstellkosten. Heute werden in Opels internatio­ nalem technischem Entwicklungszentrum eine Vielzahl an Fertigungs- und Montagewerkzeugen 3D-gedruckt, um die Herstellung des Opel Adam weiter voranzubringen. Diese Montage-

werkzeuge werden zur präzisen Anbringung verschiedener Komponenten am Fahrzeug verwendet wie für Schwellerverkleidung und Dachspoiler, zur Ausrichtung des Adam-Schriftzugs an der Heckscheibe oder zur Montage von Glas- und Faltdächern.

Beträchtliche Zeitund Kostenersparnis „Neben den Zeiteinsparungen bei der Werkzeugherstellung sowie den beachtlichen Kostensenkungen stellen nutzerfreundliche Werkzeuge einen dritten wichtigen Vorteil des 3D-Druckverfahrens dar. Wir können nun sehr viel komplexere Formen herstellen, als wir es bisher in herkömmlichen Herstellungsverfahren konnten. Dies ist der entscheidende Faktor, der es uns ermöglicht, das Werk-

DIE BR ANCHENZAHL

3D-Druck vor gewaltigem Wachstum (in Mrd. USD)

Aktuell entspricht der 3D-Druckmarkt zwar nur 0,03 % des 10 Bio. US-Dollar großen Fertigungsmarktes, wächst aber mit hohen zweistelligen Wachstumsraten. Quelle: Wohlers, UBS, Bain

zeug sowohl benutzerfreundlich zu gestalten als auch an die Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugs anzupassen“, erklärt Sascha Holl, Virtual Simulation Engineer – Werkzeugkonstruktion bei Opel.

Innerhalb weniger Stunden anpassbar Die Fertigung im 3D-Druckverfahren bietet eine unkomplizierte Möglichkeit, die Monteure in den Konstruktionsprozess mit einzubinden. Diese können verschiedene Konzepte bewerten und mögliche Probleme beleuchten, bevor sie sich auf ein endgültiges Montagewerkzeug festlegen. Mithilfe der Stratasys 3D-Drucker lässt sich jede erforderliche Konstruktions­ iteration bei Fertigungswerkzeugen von Opel ganz einfach innerhalb von wenigen Stunden anpas-

sen, was kostspielige Iterationen im weiteren Produktionsverlauf beseitigt. „Das Beispiel von Opel zeigt, welche enormen Auswirkungen der Einsatz der 3D-Technologie bei Fertigungswerkzeugen auf die Produktionseffizienz haben kann – und gleichzeitig Risiken minimiert werden“, sagt Andy Middle­ ton, Geschäftsführer Stratasys EMEA. „Die Möglichkeit, solche Produktionshilfsmittel auf Abruf und zu niedrigeren Kosten herstellen zu können, kann die Zeit bis zur Serienreife erheblich verkürzen und Unternehmen Wettbewerbsvorteile einbringen. Darüber hinaus bietet sich ein großer Gestaltungsspielraum an komplexen Formen.“ gk

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Kleben und Oberflächentechnik am SKZ Das SKZ hat einen neuen Expertenkreis zum Thema „Kleben und Oberflächentechnik von Kunststoffen“ für einen effizienten Wissenstransfer in die kunststoffverarbeitende Industrie ins Leben gerufen. Der Expertenkreis soll die Verknüpfung zwischen den Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten des SKZ und den industriellen Anforderungen schaffen. Laut den Initiatoren gehören dem Zusammenschluss mehr als 50 Industrievertreter aus der Klebe- und Oberflächenbehandlungsindus­ trie an. In der konstituierenden Sitzung Anfang Oktober 2015 wurden aktuelle Themenstellungen zur Klebetechnik und Oberflächenbehandlung in der Kunststoffverarbeitung sowie zur Prüfung und Qualitätssicherung behandelt. In Fachvorträgen wurden aktuelle Entwicklungen und Ergebnisse von bereits abgeschlossenen sowie noch laufenden Forschungsprojekten dargestellt und besprochen. Als Themen wurden unter anderem Charakterisierungsmethoden und Vorbehandlungsmöglichkeiten von Kunststoffoberflächen, Benetzungsverfahren, Prüfen von Klebenähten, Kleben von Wood Plastic Compo­ sites, Charakterisierung von gefüllten Klebstoffen und die UV-Laservorbehandlung diskutiert. Das Gremium soll eine wichtige Lenkungsfunktion für zukünftige Forschungsaktivitäten im SKZ übernehmen und wird sich zukünftig einmal jährlich treffen. pl

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BRANCHE

10 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Geehrt für herausragende Entwicklung

Gemeinsame Systemlösung für 3D-Druck

Schoeller Allibert erhält bundesweit ausgelobten „Großen Preis des Mittelstandes“

BASF, LSS und Farsoon entwickeln selektives Lasersintern weiter – neues Material mit hoher Festigkeit und Hitzestabilität

Ehrung Die Schoeller Allibert

3D-Druck BASF, weltweit führen-

GmbH Schwerin nahm beim Bundesball der Oskar-Patzelt-Stiftung im November die Auszeichnung als Premier-Finalist für Mecklenburg-Vorpommern beim „Großen Preis des Mittelstandes“ entgegen. Diese Ehrung erhielt das Unternehmen nicht nur für die innovativen mehrweg- und recycling­ fähigen Kunststoffverpackungen, sondern insbesondere für das soziale Engagement gegenüber Mitarbeitern und der Gesellschaft.

Wichtiger Wirtschaftspreis

Betriebsleiter Carsten Malschofsky (l.) und Geschäftsführer Hans-Joachim Wiedmann freuen sich über die Auszeichnung

Die Schweriner haben damit die zweithöchste Ehrungsstufe der Stiftung erhalten. Je nach Wettbewerbsregion wählen die Juroren der Oskar-Patzelt-Stiftung bis zu drei Preisträger und bis zu fünf Finalisten aus. Schoeller Allibert wurde bereits 2011 als Finalist ausgezeichnet, 2012 zum Preisträger. Diese Auszeichnung gilt in Deutschland als wichtigster Wirtschaftspreis. Für den Wettbewerb 2015 waren insgesamt 5.009 Unternehmen nominiert. Geschäftsführer Hans-Joachim Wiedmann und Betriebsleiter Carsten Malschofsky nahmen den Preis persönlich entgegen: „Un-

sere Mitarbeiter haben viel geleistet, damit wir dieses große Ziel erreichen konnten“, betonte der Geschäftsführer. „Ohne ihre Einsatzbereitschaft und Treue zum Unternehmen wäre der Erfolg nicht möglich.“ Und Betriebsleiter Malschofsky ergänzte: „Die Produktionsabläufe haben wir in den vergangenen Jahren kontinuierlich optimiert und ausgebaut und uns einigen Herausforderungen gestellt. Ich finde, wir haben uns den Preis verdient.“ Für den „Großen Preis des Mittelstandes“ können kleine und mittelständische Unternehmen

Foto: Schoeller Allibert

nominiert werden, die mindestens zehn Arbeitnehmer beschäftigen oder 1 Mio. EUR Jahresumsatz erwirtschaften – die Schoeller Allibert GmbH wurde zum dritten Mal durch die ONI-Wärmetrafo GmbH nominiert. Die Leistungen bewertet die Jury in fünf Wettbewerbskategorien: Gesamtentwicklung des Unternehmens, Schaffung und Sicherung von Arbeitsund Ausbildungsplätzen, Modernisierung und Innovation, Engagement in der Region sowie Service und Kundennähe. Der Preis ist nicht dotiert. sl  www.schoellerallibert.de

des Chemieunternehmen, Farsoon Hi-tech, Hersteller industrieller 3D-Druckmaschinen für selektives Lasersintern, und der LaserSinter-Service (LSS), Servicedienstleister für Anlagen zur additiven Schichtfertigung, haben auf der Formnext ein gemeinsam entwickeltes Gesamtpaket aus Material, Drucker, Technologie und Service für den 3D-Druck präsentiert, das individuell auf verschiedene Kundenanforderungen zugeschnitten werden kann. Als Verfahren kommt das Lasersintern zum Einsatz, bei dem ein Laser anhand eines dreidimensio­ nalen Bauplans die Form eines Objekts in ein Pulver einbringt, zum Beispiel Polyamid. Das vom Laser getroffene Material schmilzt. So wird nach und nach das gewünschte 3D-Objekt schichtweise aufgebaut und die Teilehersteller können viel schneller, individueller und mit geringeren Kosten auf Kundenwünsche eingehen. Die aktuell auf dem Markt angebotenen Materialien genügen allerdings nicht den hohen Anforderungen an industrielle Anwendungen funktioneller Bauteile, wenn es um Beständigkeit bei Dauergebrauch oder mechanische und chemische Beanspruchung

TVK umbenannt in MOL Petrochemicals Mit den am 01. August 2015 umgesetzten Änderungen findet ein 15jähriger Prozess seinen Abschluss und gleichzeitig beginnt eine neue Ära für das Unternehmen.

Die Integration der Petrochemikalien in die Verarbeitungs- und Handelssparte der MOL, Ungarn dient der Erweiterung der Wertschöpfungskette der Muttergesellschaft „vom Rohöl zum Kunststoff“. Ein komplexer Integrationsprozess wurde nicht nur gestartet um die Produktion der Petrochemikalien produktiver und effizienter zu gestalten, sondern auch um alle Geschäftsaktivitäten der MOL, Ungarn international wettbewerbsfähiger zu machen. Die Entscheidung der MOL, einen bedeutenden Teil des Investitionsbudgets in Höhe von 330 Millionen Euro für dieses Projekt bereitzustellen, unterstreicht die strategische Funktion dieses Unternehmensbereichs. „Infolge der laufenden sowie der in Vorbereitung befindlichen Investitionen kann Tiszaújváros weiterhin als wichtige Drehscheibe der Chemieindustrie in Europa angesehen werden. Diese Änderungen ermöglichen es uns in einer einfacheren, effizienteren und transparenteren Organisationsstruktur zu arbeiten,“ sagte CEO, Zsolt Huff über die Umgestaltung. In Tiszaújváros wird in Kürze eine Butadien Anlage mit einer Kapazität von 130.000 t und einem Wert von 117 Millionen Euro ihren Betrieb aufnehmen. Dies ermöglicht Entscheidungen über neue Produkte und schafft den Rahmen für weitere Projekte und zusätzliche Arbeitsplätze in der Region. Die Umfirmierung ist auch ein Schritt MOL als einheitlichen Firmennamen und Dachmarke auf internationaler Ebene zu etablieren, mit der Absicht ihre petrochemischen Produkte erfolgreich auf den Markt zu bringen.

geht. Das gilt besonders für formund gewichtsoptimierte Bauteile in der Luftfahrt-, Automobil- und Konsumgüterbranche. Hier setzt die gemeinsame Entwicklung von BASF, Farsoon Hi-tech und dem Laser-Sinter-Service an.

Offene Plattform „Wir bieten eine offene Plattform, auf der Materialien aller Hersteller verwendet werden können“, erklärt Guido Elbrecht, Geschäftsführer von LSS. „Des Weiteren ist unsere Zusammenarbeit mit BASF und Farsoon offen für potenzielle Kunden, gemeinsam Lösungen zu finden, bei denen Material, Maschine und Prozess exakt auf die funktionalen Anwendungen abgestimmt sind.“ LSS unterstützt seine Kunden durch Beratung, technische Lösungen und Dienstleistungen für generative Fertigungsverfahren. Mit seiner Erfahrung gewährleistet LSS eine erfolgreiche Umsetzung und Fertigung von Kundenanwendungen, bei denen ein neues Material, Polyamid 6, von BASF auf 3D-Druckern von Farsoon eingesetzt wird. In der Zusammenarbeit hat BASF ein Polyamid-6-Pulver für Lasersinterprozesse entwickelt, das gemeinsam mit Partnern und

Kunden für spezifische Anwendungen angepasst werden kann. Objekte aus diesem Material zeichnen sich dabei durch eine höhere Festigkeit und Hitzestabilität aus als Objekte aus dem bisher verwendeten Polyamid 12. „Wir wollen den Kunden Materialien anbieten, die aufgrund ihrer Ver­ arbeitungseigenschaften und in Kombination mit der Maschine von Farsoon besser zur Serienproduktion zum Beispiel von funktio­ nellen Bauteilen geeignet sind“, erklärt Dr. Dirk Simon, Business Director Innovation Business Unit 3D-Printing. „Außerdem zeichnet sich unser Material durch eine gute Recyclingfähigkeit aus.“ „Farsoon hat eng mit BASF und LSS zusammengearbeitet, um ein Gesamtpaket zu entwickeln“, sagt Dr. Xu Xiaoshu, Vorstandsvorsitzender von Farsoon. „Unsere Erfahrung in der Entwicklung von Lasersintersystemen und Materialverarbeitung kombiniert mit der Erfahrung der BASF in der Materialentwicklung hat zum Bau eines sehr robusten Druckers geführt, der für ein breites Spektrum an Anwendungen und Materialien geeignet ist.“ gk  www.basf.com  www.lss-europe.com  www.farsoon.net

BRANCHE

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 11

Vernetzte Produktion schafft Produktivität ALS-Anwendertreffen bei Arburg in Loßburg – Schwerpunkt neue Features

Im Kundencenter erläuterte Markus Leonberger vom ALS-Team am praktischen Beispiel, wie durch einen Auftragswechsel an der Spritzgießmaschine automatisch ein Prüfauftrag im QS-System erzeugt und die Prozessparametererfassung gestartet wird Foto: Arburg Spritzgießen Mehr als 100 Gäste

aus 63 Unternehmen nutzten die Gelegenheit, sich bei Arburg über die neuesten Entwicklungen des Arburg-Leitrechnersystems ALS zu informieren. Das ALS-Anwendertreffen am 18. November 2015 in Loßburg trug den Titel „Vernetzte Produktion: Kommunikation schafft Produktivität“. „Bei einer vernetzten Produktion trägt die Kommunikation dazu bei, die Produktivität zu steigern“, erläuterte Michael Vieth, Gruppenleiter Leittechnik bei Arburg, den Titel des ALS-Anwendertreffens. Je umfassender die Themen Integration und Information in der Produktion umgesetzt wür-

den, desto mehr steige die Produktivität. Das Thema Integration beginne bei der Werkzeugbereitstellung und gehe über das Spritzgießen, die Montage und Prüfung bis hin zur Wartung. Erste Stufe beim Thema Information sei die Qualitätssicherung, gefolgt von MES, Planung und Vertrieb. Zum Einstieg stellte Hans Seeger, Entwicklungskoordinator des ALS-Teams bei Arburg, zusammen mit seinem Kollegen Markus Friese zunächst die Entwicklungen für die nächste ALS-Version 7.0 vor. Dazu gehören Features wie die Verwaltung mehrerer Standorte/Werke innerhalb eines ALSSystems, die Einführung einer

neuen Report-Engine und der Ausbau der Informationsbausteine (Widgets) für das ALS-Infoterminal.

Kopplung von ALS und Qualitätssicherung Beim Programmpunkt „ALS, Qualitätssicherung und Kennzahlen“ zeigte Markus Leonberger vom ALS-Team im Kundencenter, wie durch einen Auftragswechsel an der Spritzgießmaschine automatisch ein Prüfauftrag im QSSystem erzeugt und die Prozessparametererfassung gestartet wird. Jürgen Grünewald, Geschäftsführer der CAQ AG, stellte den Mehr-

wert vor, den die Kopplung seines QS-Systems mit dem Arburg Leitrechnersystem bietet. Ergänzend dazu berichtete Martin Weinmann von der Firma Kunststofftechnik Müller, Diburg, über den Einsatz in der Praxis und die Vorteile aus Anwendersicht. Produktivität stand beim Thema Industrie 4.0 im Fokus, bei dem das ALS eine zentrale Rolle spielt. Vieth erläuterte detailliert die neuen Anforderungen und Auswirkungen, die sich durch Industrie 4.0 für die Spritzgießfertigung ergeben. In seinem Rückblick verdeutlichte er, dass Arburg bereits seit über 30 Jahren Erfahrung in der digital vernetzten Produktion hat und heute als Systemlieferant für cyberphysische Produktionssysteme einen wichtigen Beitrag leistet, um die Smart Factory und Industrie 4.0 in der Praxis umzusetzen. Bei dem Praxisbeispiel „Datenschnittstelle für vollautomatische Gurtschloss-Montagelinie“, das Holger Albrecht, Manufacturing Engineering, ZF TRW, vorstellte, ging es um das Thema „Integration“. Die komplexe Linie besteht aus der Kunststoffproduktion und der Gurtmontageanlage und integriert auch Prüfstation und Laserbeschriftung, um jedes Teil mit einem individuellen QR-Code zu versehen. Wie die Anlagensteuerung in das ALS integriert wurde, erläuterte Rainer Hönle von

Produktionsstandort China im Fokus Mehr als 350 Teilnehmer bei der Engel Automobilkonferenz in Schanghai Automotive Mit mehr als 350 Teil-

nehmern aus China und Gesamt­ asien war die internationale Auto­ mobilkonferenz Trendscaut Ende Oktober in Schanghai ein großer Erfolg für Engel. Die Veranstaltung fand zum ersten Mal in Asien statt. Aus lokaler Perspektive und mit internationaler Expertise wurden die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen der Kunststoffverarbeiter in China und Asien diskutiert und innovative Lösungen präsentiert. Die Themen Leichtbau und Energie standen dabei im Fokus.

verfahren und Materialien innovativer Leichtbau mit einer hohen Kosteneffizienz verbinden lässt, machte unter anderem Shuwen Liu vom Pan Asia Technical Automotive Center (PATAC) deutlich. Untermauert wurden seine Ausführungen von Conner Xue von Shenyang Minghua Mould and

den Jahren neue Anforderungen an die Kunststoffverarbeiter stellen wird. Hybridfahrzeuge werden nach Ansicht von Robert Wittenbrink von Exxon Mobil stärker Marktanteile gewinnen als Elektrofahrzeuge. Um den Energiebedarf der insgesamt weltweit weiter wachsenden Fahrzeugpopulation

Besonders breites Leichtbauspektrum Leichtbau ist nicht gleich Leichtbau – dies machte die Veranstaltung einmal mehr deutlich. „In Asien und vor allem in China kommt ein besonders breites Spektrum an Leichtbautechnologien zum Einsatz“, betont Michael Fischer, Verkaufsleiter Technologien von Engel. So ging es in den Vorträgen im Shanghai City Theater neben den Compositetechnologien um das chemische und physikalische Schäumen, das Spritzprägen, den Dünnwandspritzguss, GlazingLösungen auf Basis von Polycarbonat und den Einsatz von Naturfasern als Verstärkungsmaterial. Zu allen Technologien wurden Musterteile präsentiert. Wie sich dank der Vielfalt an Verarbeitungs-

Leichtbautechnologien standen im Fokus der Konferenz. Zu den in den Vorträgen thematisierten Technologien wurden Musterteile präsentiert Foto: Engel

Plastics Technology und Horst Nonner von Porsche Engineering (Shanghai). Mit ihren praxisorientierten Vorträgen spannten sie den Bogen von der Forschung und Entwicklung über die Konstruktion bis zum Serienprozess und zeigten das große Potenzial der Leichtbautechnologien für die zukünftigen Herausforderungen der Automobilhersteller in Asien auf. Es ist vor allem die hybride Antriebstechnik, die in den kommen-

decken zu können, steht die Notwendigkeit einer höheren Energieeffizienz außer Frage – auch dies machte Wittenbrink in seinem Energieausblick 2040 deutlich. Moderiert durch Fischer stellten sich die Referenten im Anschluss an ihre Vorträge der Diskussion. Insgesamt bildeten mit Fischer sieben Experten das Podium: Neben Shuwen Liu, Conner Xue und Robert Wittenbrink waren dies Jochen Siebert von JSC Automo-

tive, Zhenwei Zhang von EDAG Engineering and Design (Shanghai) und Peter Egger, Direktor des Technologiezentrums für Leichtbau-Composites von Engel.

Positive Bilanz Nach mehreren Veranstaltungen in Österreich hatte Engel zum ersten Mal in Asien zur Automobilkonferenz eingeladen. „Mit dem Trendscaut nach Asien zu gehen war die richtige Entscheidung“, zieht Franz Füreder, Leiter der Business Unit Automotive von Engel, eine sehr positive Bilanz. „China gewinnt als Produktionsstandort der internationalen Auto­ mobilkonzerne rasant an Bedeutung. Vor Ort in diesem dynamischen Umfeld konnten wir die spezifischen Anforderungen in Asien individuell diskutieren. Die Automobilindustrie ist zwar eine internationale Branche, dennoch stellt jede Region die Produzenten und deren Zulieferer vor ganz eigene Herausforderungen.“ Den nächsten Trendscaut in Asien wird der Spritzgießmaschinenbauer 2018 veranstalten. Zuvor trifft sich die Automobilindustrie im kommenden Jahr zum ersten Trendscaut für den nordamerikanischen Markt in den USA, bevor 2017 die Automobilkonferenz wieder in Österreich stattfinden wird. sk  www.engelglobal.com

der Deltalogic Automatisierungstechnik GmbH.

Kontinuierliche Weiterentwicklung Hans Seeger rundete den Tag mit einem Blick in Richtung Zukunft ab. Dabei berichtete er, welche

Entwicklungsschritte beim ALS als Nächstes anstehen und welche Vorteile diese den Kunden bieten werden. Schwerpunkte sind die kontinuierliche Weiterentwicklung, mobile Anwendungen und Konnektivität. sk  www.arburg.com

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12 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

IMPRESSUM

PERSONEN

Uwe Röhrhoff verlässt 2018 Vorstandsvorsitz bei Gerresheimer

Uwe Röhrhoff Vorstandsvorsitzender Foto: Gerresheimer

Gerresheimer Der Vorstandsvorsitzende der Gerresheimer AG, Uwe Röhrhoff, wird seinen bis Februar 2018 laufenden Vertrag nach Ablauf nicht verlängern. Vom Unternehmen heißt es, der Vorstandsvorsitzende der Gerresheimer AG, Uwe Röhrhoff, habe am 20. November dem Aufsichtsratsvorsitzenden Dr. Axel Herberg mitgeteilt, dass er nach Ende seines bis zum Februar­2018 laufenden Vertrags aus persönlichen Gründen für eine weitere Amtszeit nicht zur Verfügung stehe.

Mit dem neuen Airbus A350 XWB bricht eine neue Ära der Luftfahrt an – auch dank der 3D-gedruckten Kunststoffteile Foto: Airbus

3D-Drucken für Airbus A350 XWB erster Airbus mit gedruckten Kunststoffteilen Additive Fertigung Materialise, ein

führender Anbieter von AdditiveManufacturing-Software und hochmodernen Lösungen für den 3D-Druck, wird mit seinem gemäß EN 9100 und EASA 21G zertifizierten Werk für 3D-Druck künftig Airbus mit 3D-gedruckten Flugzeugbauteilen aus Kunststoff beliefern. Zum Einsatz kommen die Teile erstmals im neuen Airbus A350 XWB. Als Grund für den Einsatz des 3D-Drucks im völlig neu konzipierten A350 XWB nennt Airbus die Vorteile in Bezug auf die Topo­

logieoptimierung und funktio­ nelle Integration. „Airbus kennt und schätzt den Nutzen, den der 3D-Druck – oder in diesem Fall besser die additive Fertigung – dem A350 XWB als modernstem Breitrumpfflugzeug bringt. Aufgrund eines der anspruchsvollsten Testprogramme für ein Passagierflugzeug setzt der Einsatz von AM-Fertigbauteilen zudem ein starkes Zeichen hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Qualität, die die additive Fertigung heute liefert“, berichtet der Executive Vice President of Pro-

duction von Materialise, Bart Van der Schueren. Wie Bart Van der Schueren erklärt, arbeitet Materialise seit 25 Jahren an der Verbesserung des Additive Manufacturing durch immer ausgeklügeltere Softwareanwendungen und verfügt über ein 3DDruckwerk, das Bauteile herstellt, die selbst den Anforderungen der anspruchsvollsten Branchen genügen. Dazu gehören neben der Luft- und Raumfahrt auch Medizintechnik und Automotive. gk  www.airbus.com  www.materialise.de

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Wobbe Bürkle Partner und Rogalla Consulting gehen ­gemeinsame Wege in der Beratung mit Fokus China und Indien Asien-Know-how Seit Sommer 2015

arbeiten Rogalla Consulting und Wobbe Bürkle Partner auf dem Gebiet der Kunststoffberatung im Bereich des asiatischen Marktes mit Fokus auf China und Indien zusammen. Ebenso wie Erwin

Sowohl Dr. Rogalla als auch Dr. Wobbe haben in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe unterschiedlicher Projekte in Indien und China betreut und konnten dadurch fundierte Kenntnisse und Einblicke in die dortige

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Hans Wobbe (v.l.), Erwin Bürkle und Arno Rogalla Foto: WBP

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Bürkle und Hans Wobbe kommt Arno Rogalla aus der Kunststoffindustrie. Er gründete nach über 20 Jahren Berufserfahrung auf unterschiedlichen Managementpositionen 2009 die Unternehmensberatung Rogalla Consulting.

Branche und die lokalen Märkte gewinnen sowie insbesondere auch Verständnis für die jeweilige Kultur und Denkweise entwickeln. Diese Gemeinsamkeit brachte beide jetzt zusammen. Für beide steht fest: Ein nachhaltiger Erfolg in diesen Ländern kann ohne eine

solche Kenntnis und Einbeziehung der „lokalen Spielregeln“ nicht erfolgen. Denn Firmen sind nur dann langfristig erfolgreich, wenn sie diese kulturellen Unterschiede respektieren und in ihre Unternehmensstrategie mit einfließen lassen. Durch diese Kooperation kann den Kunden ein Spektrum von der Technologievorentwicklung über die Maschinentechnik bis hin zur Fertigungs- beziehungsweise Produktionsauslegung oder -optimierung kompetent angeboten werden. Hierbei sollen sowohl Kunden im asiatischen Raum direkt als auch europäische Unternehmen angesprochen werden, die sich in Richtung China oder Indien orientieren möchten. Häufig stehen gerade Unternehmens aus der DACH-Region vor der Herausforderung, geeignete Zulieferer in China und Indien zu finden und diese auf das notwendige Niveau zu qualifizieren. gr  www.wb-partner.com  www.rogalla-consulting.de

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Jan Hendrik Ostgathe geschäftsführender Gesellschafter Foto: Kreyenborg

Kreyenborg Seit Oktober wird die Kreyenborg Plant Technology GmbH & Co. KG in Senden durch die beiden geschäftsführenden Gesellschafter Jan Hendrik Ostgathe und Jan-Udo Kreyenborg vertreten. Ostgathe ist bereits seit Gründung der Gesellschaft im Jahr 2008 Gesellschafter der Kreyenborg Plant Technology. „Ich freue mich auf die neue Aufgabe in unserem Familienunternehmen. Wir werden mit unserem motivierten Team unser Geschäft weiter ausbauen.“ Im Laufe seiner beruflichen Laufbahn war Ostgathe unter anderem bei Evonik Industries tätig und leitete bereits als Geschäftsführer die Kreyenborg GmbH, Nordson Kreyenborg GmbH und Nordson BKG GmbH. Seit über 60 Jahren baut Kreyenborg Maschinen für die Misch- und Fördertechnik und ist spezialisiert auf ganzheitliche Lösungen für das Lagern, Trocknen, Fördern, Mischen und Dosieren anspruchsvoller Schüttgüter in der Kunststoff-, Nahrungsmittel- und Chemieindustrie.

Die K-ZEITUNG (früher K-Plastic & Kaut­schuk-Zeitung) ist die einzige Zeitung der Kunststoff- und Kautschukbranche. Sie enthält aktuelle Nachrichten über Produktion, Verkauf, Verarbeitung und Anwendung von Kunststoffen und ­Elastomeren in allen Industriezweigen.

46. Jahrgang Herausgeber: Joachim Rönisch (roe) Tel. 0511 7304-136 [email protected] Verlag: Giesel Verlag GmbH Hans-Böckler-Allee 9 30173 Hannover Tel. 0511 7304-0 Fax 0511 7304-157 www.giesel.de www.k-zeitung.de Geschäftsführung: Lutz Bandte Die Giesel Verlag GmbH ist ein Tochterunternehmen der Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG www.schluetersche.de Redaktion: Dipl.-Ing. (FH) Günter Kögel (gk) (Chefredaktion, V.i.S.d.P.) Gögginger Str. 105a 86199 Augsburg Tel. 0821 319880-50 [email protected] Dipl.-Inf. Arne Grävemeyer (gr) (stv. Chefredakteur) Tel. 0511 7304-152 [email protected] Dipl.-Vw. Jürgen Lindemann (jl) (Content Manager) Tel. 0821 319880-55 [email protected] schluetersche.de Dipl.-Phys. Matthias Gutbrod (mg) Tel. 0511 7304-132 [email protected] Ing. Stefan Lenz (sl) Tel. 0821 319880-54 [email protected] Dipl.-Bw. (FH) Philipp Lubos M.A. (pl) Tel. 0821 319880-51 [email protected] Miriam Mörz (mm) Tel. 0821 319880-53 [email protected] Sabine Koll (sk) Tel. 0176 10428359 [email protected] Dipl.-Ing. Gabriele Rzepka (rz) Tel. 06172 8689940 [email protected]e.de Anzeigenverkauf: Axel Gerhartz (Leitung) Tel. 0821 319880-52 Fax 0821 319880-80 [email protected] Derzeit gültige Anzeigenpreisliste: Nr. 36 vom 1. 10. 2014 Druckunterlagen: [email protected] schluetersche.de Tel. 0511 8550-2521 Fax 0511 8550-2401 Leser-/Abonnement-Service: Tel. 0511 8550-2639 Fax 0511 7304-233 [email protected] Erscheinungsweise: 23 Ausgaben im Jahr Bezugspreis: Jahresabonnement: € 172,00 inkl. Versand und MwSt.; (ausserhalb Deutschlands: € 176,00 inkl. Versand zzgl. MwSt.) Studenten erhalten einen Rabatt von 50 Prozent. Einzelheft: € 7,60 zzgl. Versandkosten. Mitglieder des WIP-Kunststoffe e.V. und Kunststoffland NRW e.V. erhalten die K-ZEITUNG im Rahmen ihres Mitglieder-Beitrages. ISSN 1436-6401 Druck: Sedai Druck GmbH & Co. KG Böcklerstraße 13, 31789 Hameln

3D-Drucken Boy kombiniert Spritzgießen und 3D‑Druck Seite 18

TECHNOLOGIE 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 13

Leicht zu knacken

AUS DEM INHALT Heißkanaltechnik: AR Group Plastic Division vertraut auf ein Heißkanalwerkzeug von Linea Stampi�������������������������������������������� 14

Komplexe Automationslösung für Insert Moulding und Hinterspritzen von UD-Tapes

3D-Drucken: Weltpremiere auf der Formnext: Arburg erweitert Einsatzbereich des Freeformers�������������������������������������������������������17 Materialversorgung: Motan und Krauss Maffei optimieren Verarbeitung von Langfaserhochkonzentraten und Industrie 4.0������ 19 Verbundwerkstoffe: Dieffenbacher entwickelt vollautomatische Verfahren rund um das Pressen von FVK-Bauteilen���������������������� 24 Spritzgießen: Arburg und IKV entwickeln Profoam-Verfahren zum physikalischen Schäumen von faserverstärkten Kunststoffen���� 25 Spritzgießen: Software IQ Clamp Control von Engel optimiert automatisch die Schließkraft����������������������������������������������������������� 27

Der Nussknacker – mit Insert Moulding mit Folie dekoriert und durch UD-Tapes gezielt verstärkt – wiegt bei verbesserter Funktion und sehr ansprechender Oberfläche 35 % weniger als sein Vorgänger Foto: M.A.i Leichtbau Noch leichter, noch sta-

biler und dekorativer als der Vorgänger – das sind die Eigenschaften des Nussknackers, den die Kronacher M.A.i GmbH & Co. KG mit einer komplexen Fertigungszelle mit Partnerunternehmen als Beispiel für Leichtbauanwendungen realisiert hat: Der Spritz­gieß­ maschi­nenhersteller Sumitomo (SHI) Demag, der Dekorfolienhersteller Leonhard Kurz und der Kunststoffverarbeiter HBW-Gubesch sind bei dem Projekt an Bord. Die Besonderheiten des Nussknackers, der auf der Fakuma in diesem Jahr gezeigt wurde, sind die Dekoration per Insert Moulding sowie die zielgerichtete Verstärkung mit UD-Tapes. Das Ergebnis sind eine bessere Funktionalität und 35 % weniger Gewicht als sein Vorgänger vom Vorjahr. In diesem Jahr verstärkte ein dreilagiges UDTape den hergestellten Nussknacker. Zusätzlich bestand dieser aus einer 0,5 mm dünnen Dekorfolie

an der Oberseite. Die Rippenstruktur bestand aus PP-GF30 und die Wanddicke wurde von 4 auf 3 mm reduziert. Außerdem wurde die Verzahnung als Wellenkontur in die Hinterspritzung integriert. Die zur Verstärkung eingesetzten UD-Tapes Celstran CFR-TP PPGF70-013 von Celanese enthalten unidirektional („UD“) ausgerichtete Endlosglasfasern und bieten in Faserrichtung eine stark erhöhte Zugfestigkeit. Durch gezielte Platzierung von einem oder mehreren UD-Tapes können Bauteile beanspruchungsgerecht verstärkt werden und bieten Vorteile gegenüber Organoblechen, die meistens aus Fasermatten mit 90°-Winkel-Anordnung bestehen. Organobleche bieten nur eine isotrope Verstärkung, während UD-Tapes bei gleicher Dicke der Faser­matte eine höhere Zugfestigkeit in Zugrichtung bieten. Bei geringerer Dicke, aber mit gleicher Zugfestigkeit haben die UD-Tapes ein geringe-

DIE TECHNOLOGIEZAHL

Was wird aus deutschen PET-Flaschen?

res Gewicht gegenüber den Orga­ noblechen. Der Automationsspezialist M.A.i entwickelte für die Fertigungszelle ein sogenanntes Hot-Handling, ein beheiztes Greifersystem. Es diente zur Kontrolle und Regelung des Aufwärmprozesses der UDTapes bis zum direkten Einlegen ins Werkzeug. Dadurch konnten die Prozesszeit verkürzt und zugleich eine schonendere und gezieltere Temperaturführung realisiert werden. Durch den zusätzlichen Einsatz von Dekorfolien entstehen Produkte, die auch im Fahrzeuginneren Verwendung finden können. Die Fertigungszelle bestand aus einer Spritzgießmaschine Systec Servo 210 von Sumitomo (SHI) Demag, einem 6-Achs-Roboter von Yaskawa mit Mehrfachgreifersystem und Hot-Handling für die UD-Tapes sowie Entnahmestationen für die Dekorfolien und die Metalleinleger. Zusätzlich waren eine Heiz- und Entnahme-

station für die UD-Tapes, eine Schneidstation zur Angussabtrennung und eine Nietstation zur Verbindung der beiden Hälften des Nussknackers integriert. Mithilfe des Hot-Handlings von M.A.i nahm der Roboter das Folieninsert, die Einlegeteile und das UD-Tape auf und fuhr in das geöffnete Werkzeug der Spritzgießmaschine ein. Dort wurde das fertige Bauteil aus der Kavität entnommen. Anschließend positionierte der Roboter nacheinander den Folieninsert, den UDZuschnitt und die Metalleinleger in der Kavität, bevor das Werkzeug wieder schloss und das Hinterspritzen startete. Mit dem Produktionseffizienzbaustein Active Remote wurde die gesamte Roboter- und Peripherietechnik in die NC5 plus Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Dadurch kann die gesamte Fertigungszelle über eine Bedienoberfläche gesteuert werden. sk  www.m-a-i.de

KURZ BERICHTET

Kurzfristig einbaufertig Das neue kompakte Heißkanalsystem H4070/… auf Multimodulbasis ergänzt die Erweiterung der bewährten Multi Shot Baureihe von Hasco. In nur fünf Arbeitstagen wird ein komplettes System mit einem festen Stichmaß von 22 mm, bestehend aus acht oder vier modifizierten 20erTechni Shot Düsen und einseitig beheiztem, natürlich balanciertem Verteiler, komplett montiert und einbaufertig geliefert. Düsenspitzen und Heizung sind von der Trennebene aus montierbar und erleichtern so die Wartungsarbeiten. Es sind Düsenlängen bis 125 mm erhältlich. Variable Düsenspitzen aus Cu Co Be oder TZM sowie einzeln geregelte Düsen und Verteiler sorgen für ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil und ermöglichen die prozesssichere Verarbeitung auch technischer Kunststoffe mit einem engen Verarbeitungsfenster. sl

Wartungsfreundlich

In Deutschland sind die Recyclingquoten für PET-Flaschen auf weltmeisterlichem Niveau. 2013 wurden hierzulande insgesamt 470.200 t eingesammelt und knapp 94 % davon rezykliert. Quelle: GVM Studie 2015

Neu im Programm bei Meusburger ist die Schiebereinheit E 3300 in kleinsten Ausführungen. Durch die DLC-beschichtete Führung werden der Verschleiß minimiert und die Wartungsfreundlichkeit der Schieber­ einheit erhöht. Engste Fertigungstoleranzen garantieren höchste Präzision. Die außermittige Führung und die gespiegelten Einbaumöglichkei­ ten sorgen für minimalsten Platzbedarf im Werkzeug. Zwei verschiedene Schieberwege ermöglichen die Entformung von Hinterschneidungen von 3 mm oder 6,1 mm. Bei Bedarf kann die Schiebervorspannung mittels einer Abstimmplatte spielend leicht angepasst werden. sl

Stefan Lenz Zuständig für den Bereich Heißkanaltechnik

TECHNOLOGIE

HEISSKANALTECHNIK

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14 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Erhöhte Produktionseffizienz Zur Herstellung des Rahmens einer neuen Tauchmaske vertraut der italienische Spritzgießer AR Group Plastic Division auf ein Heißkanalwerkzeug von Linea Stampi, das mit Technologie von Ewikon ausgestattet ist noch durch ein Überladen der Kavität mit dem niedrigeren Schussgewicht und daraus resultierender Gratbildung. Auf Basis der von Ewikon im Rahmen einer Moldflow-Analyse ermittelten deutlichen Füllunterschiede zwischen den beiden Rahmensegmenten wurde das System rheologisch über den Fließkanalquerschnitt und den Anschnittdurchmesser balanciert. Die längere Düse zur Anspritzung des unteren Rahmensegments behält den Schmelze­ kanaldurchmesser des Verteilers von 10 mm bei, in der kürzeren Düse verjüngt sich dieser auf 6 mm. Gleichzeitig wurde hier der Anschnittdurchmesser um 0,2 mm verkleinert. Die Maßnahmen resultierten in einem perfekt ausbalancierten Fließkanallayout, das eine gleichmäßige Füllung der Rahmensegmente ermöglicht.

Direktanspritzung AR Group Plas-

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tic Division ist Komplettlieferant für eine Vielzahl bedeutender Kunden aus verschiedenen Industriebranchen. Fast alle Komponenten der Tribord-Tauchmaske wie Rahmenbauteile, Scheiben sowie der Flüssigsilikon-Maskenrand entstehen im Werk im norditalienischen Sulbiate in Eigenfertigung und werden auch im Hause montiert und verpackt. Lediglich das Halteband wird zugeliefert. Die Herausforderung bei dieser neuen, im günstigen Preissegment positionierten Tauchmaske bestand darin, sie profitabel zu produzieren und gleichzeitig die hohen Anforderungen des Endkunden zu erfüllen. Dazu gehört in erster Linie ein attraktives und hochwertiges äußeres Erscheinungsbild mit Rahmen in transparenter oder undurchsichtiger Hochglanzoptik und aktuellen Trendfarben, die in jeder Saison gewechselt werden. Formteil­ defekte wie zum Beispiel Lufteinschlüsse werden seitens Tribord nicht akzeptiert, die Stabilität muss hohen Ansprüchen genügen und durch Belastungstests nachgewiesen werden. Weiterhin wird eine bedarfsgerechte Just-in-timeLieferung in den jeweils benötigten Stückzahlen und Farben vorausgesetzt. In der Projektierungsphase durchleuchtete man deswegen alle Fertigungsschritte im Hinblick auf Effizienz und mögliche Kosteneinsparungspotenziale. Hierbei erwiesen sich Erfahrungen mit einer weiteren bereits im Haus gefertigten Tauchmaskenversion als hilfreich. „Bei der Endmontage einer solchen Tauchmaske ist nur wenig Spielraum für eine Kostenreduzierung vorhanden“, erklärt Fabrizio Gianni, Projektleiter bei AR Group Plastic Division. „Hier ist ein hoher Anteil an Handarbeit notwendig, um die Weich- und Hartkomponenten zu verbinden. Also konnten wir nur bei der Erhöhung des Automatisierungsgrads und der Prozess­ effizienz für die bei uns produzierten Thermoplast- und Flüssig­

Die Tribord-Tauchmaske wird in verschiedenen aktuellen Trendfarben gefertigt, die jede Saison wechseln Foto: Tribord

silikonbauteile ansetzen. Zielsetzung für den Rahmen waren eine Produktion mit einer niedrigen Ausschussrate, die Vermeidung nachgelagerter Arbeitsschritte, schnelle Farbwechsel und eine größtmögliche Reduzierung des personellen Aufwands für die Werkzeugbedienung.“ Die Rahmenbaugruppe aus transparentem, farbigem Lexan 123R besteht aus einem oberen und einem unteren Segment mit unter­ schiedlichen Schussgewichten von 9,5 g und 11,1 g. Diese werden bei der Endmontage über einen Steckmechanismus irreversibel miteinander verbunden. Berücksichtigt man die nicht allzu großen Stückzahlen, so stellte ein Familienwerkzeug die produktivste Lösung zur Fertigung der immer paarweise benötigten Rahmenbauteile dar. Der Bau des neuen Werkzeugs erfolgte beim Werkzeugbauer Linea­Stampi. „Bereits bei der letzten Tauchmaskenversion wurden die Rahmenbauteile mit einem Familienwerkzeug produziert, allerdings mit Kaltkanal“, so Giuseppe Lissoni, Miteigentümer von Linea Stampi. „Damit wären aller­ dings die Vorgaben bei diesem Projekt nicht zu erfüllen gewesen.

Deshalb entschieden wir uns, keine Kompromisse einzugehen und eine Vollheißkanallösung zu bauen.“

Komplexe Anforderungen Ein Heißkanal-Familienwerkzeug stellt in Bezug auf Formstabilität und Formteilfüllung komplexere Anforderungen bei der Realisierung. Um die Heißkanalkomponenten optimal in den Aufbau zu integrieren und frühzeitig das geeignete Fließkanallayout zu definieren, bezog Linea Stampi Ewikon als Heißkanallieferanten frühzeitig mit in die Konzeption ein. Bei der Positionierung der Anspritzpunkte, die mittig auf dem entsprechenden Rahmensegment platziert sein müssen, waren die Möglichkeiten durch Funktions- und Sichtflächen eingeschränkt. Aus diesem Grund empfahl Ewikon eine seitliche Direktanspritzung mit HPS IIIMH Düsen an einer gut erreichbaren Position auf der hinteren Seite des Rahmens. „Bis dahin standen wir der direkten Seitenanspritzung eher skeptisch gegenüber“, erinnert sich Giuseppe

Lissoni, „zumal solche Lösungen von anderen Heißkanalherstellern nur sehr selten empfohlen wurden. Ewikon war allerdings von der Leistungsfähigkeit des Produkts überzeugt, selbst bei einem schwierig zu verarbeitenden Material wie Polycarbonat. Dies und die Tatsa­ che, dass wir in einer Anwendung für einen anderen Kunden die Ewikon HPS III-MH Düse schon erfolgreich eingesetzt haben, gaben letztendlich den Ausschlag,

vorspringenden Nasensteg platziert ist. Unter Berücksichtigung der Schussgewichte und des schwerfließenden Materials entschied man sich für die größere Baureihe HPS III-MH200. Die Düsen werden über einen 2-fach-Verteilerbalken mit Schmelze versorgt. Dieser verfügt über strömungstechnisch optimierte, eckenfreie Fließkanäle, was zum einen eine sehr material­ schonende Verarbeitung ermögAnzeige

TEMPERIERTECHNIK www.enesty.org | [email protected] uns für dieses Konzept zu entscheiden.“ Bedingt durch die Positionie­ rung der Rahmensegmente in der Form kamen zwei radiale HPS III-MH Düsen mit jeweils einer Wärmeleitspitze in Längen von 135 mm und 165 mm zum Einsatz. Die Längendifferenz der Düsen erklärt sich durch die Geometrie des unteren Rahmensegments, bei dem der Anspritzpunkt auf dem

licht und zum anderen die häufigen Farbwechsel erleichtert. Aufgrund der um 15 % variierenden Schussgewichte wurden der Balancierung des Systems und dem daraus resultierenden Füllverhalten besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die hohen Qualitätsanforderungen erlauben keinen Ausschuss, weder aufgrund nicht vollständig gefüllter Teile

Ausschussrate nahe null Seit Frühjahr 2014 produziert das sehr kompakte Heißkanalwerkzeug problemlos mit einer Ausschussrate nahe null. Die Rahmensegmente werden mit einem Handlingsystem aus der Form entnommen, auf einem Förderband abgelegt und in separaten Behältern zur Weiterverarbeitung transportiert. Die Effizienz konnte im Vergleich zu der mit Kaltkanaltechnik gefertigten Tauchmaskenversion in mehreren Bereichen gesteigert werden. Das Abtrennen der Rahmensegmente vom Anguss per Hand entfällt ebenso wie die oft nötige Nachbearbeitung und Säuberung der Anspritzpunkte vor der Endmontage. Weitere Vorteile sind eine Materialeinsparung von 25  % sowie der wesentlich effizientere Einsatz des Bedienpersonals. Hier ermöglicht der höhere Automatisierungsgrad beim Handling der fertigen Bauteile eine Reduzierung des Aufwands zur Maschinenbedienung um 40 %. sl  www.argomm.it  www.lineastampi.com  www.ewikon.com

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Oben: Um die Heißkanalkomponenten optimal in den Aufbau zu integrieren und frühzeitig das geeignete Fließkanallayout zu definieren, bezog Linea Stampi Ewikon als Heißkanallieferanten frühzeitig mit in die Konzeption ein Foto: Ewikon Links: Im Heißkanalsystem kommen zwei HPS III-MH200 Düsen in verschiedenen Längen mit jeweils einer Spitze zum Einsatz Foto: Ewikon

TECHNOLOGIE

HEISSKANALTECHNIK 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 15

Neue Düse und optimierte Kühlung Neue Heißkanaldüse MTR39 von HRS Flow für dickwandige Teile – mit Selective Laser Melting-Kühlkanälen zu schnelleren Zyklen Multikavität Auf der diesjährigen

Fakuma stellte HRS Flow im Produktbereich Multitech zwei Neubeziehungsweise Weiterentwicklungen in den Fokus des Messeauftritts: neuartige Kühlkanal­ einsätze für Multikavitätenwerkzeuge, hergestellt mit der SLMTechnologie (Selective Laser Melting – selektives Laserschmelzen), und eine speziell für Dickwandanwendungen ausgelegte Heißkanaldüse. Die SLM-Einsätze erschließen die Möglichkeit, deutlich kürzere Kühlzeiten und damit eine höhere Produktivität zu erzielen; die neue Heißkanal­ düse MTR39 erweitert das Spektrum der Standarddüsen der Baureihe MT hin zu größeren Schussgewichten. Im Produktbereich Multitech bietet HRS Flow Heißkanallösungen für Spritzgieß-

zen von Metallpulver mit einem entsprechend der gewünschten Kontur programmiert geführten Laserstrahl. Auf diese Weise können beispielsweise Einsätze mit komplex geformten, der Formteilkontur folgenden Kühlkanälen konstruiert und hergestellt werden und nicht mehr nur geradlinige Kanäle. Mit den im SLM-Verfahren hergestellten Kühlkanaleinsätzen lässt sich eine deutlich effizientere Kühlung im Werkzeug (speziell im Anschnittbereich) erzielen als mit traditionellen Kühlsystemen. Im Vergleich zum bisherigen Standard kann die Zykluszeit dadurch um bis zu 20 % verkürzt werden, im Einzelfall sogar darüber hinaus. Die Folge ist eine Produktivi­ tätssteigerung, was sich bei Multi­ kavitätswerkzeugen besonders

Schritte bei der Herstellung von SLM-Kühlkanaleinsätzen für die Herstellung von 2,1 g schweren Tropfflaschen-Schraubverschlüssen mit Originalitätssiegel aus PP: Aufbauend auf dem vorgefrästen Grundkörper (Bild oben links) entstehen schichtweise durch selektives Laserschmelzen von Metallpulver (oben Mitte) die fertigen Einsätze mit Kühlkanälen, orientiert an der Formteilkontur (oben rechts). Eingebaut in ein 16-fach-Werkzeug, werden damit im Vergleich zu konventionellen Kühlkanälen rund 25 % kürzere Zykluszeiten erreicht Foto: HRS Flow

möglich. Bei der Herstellung von Kühlkanaleinsätzen kann formteilseitig bereits eine nahezu konturgetreue Kavität mitgeformt werden. Der Werkzeugbauer muss dann lediglich noch den „Feinschliff“ vornehmen.

Breite Anwendungspalette

Die neue Heißkanaldüse MTR39 erschließt als Ergänzung der bislang größten Standarddüse MT39 den Bereich Dickwandanwendungen mit bis zu 80 g Formteilgewicht und Wanddicken bis 17 mm Foto: HRS Flow

werkzeuge, ausgelegt für die Großserienproduktion von Verpackungen, Deckeln und Verschlüssen sowie Artikeln für die Medizintechnik, aber auch für die Elektround Elektronikindustrie sowie den Automobilbau. Der Fokus liegt dabei auf hohen Kavitätenzahlen, kurzen Zykluszeiten, gleichmäßiger Balancierung und schnellen Farbwechseln.

Schichtweiser Aufbau Die SLM-Technologie ist ein noch junges Verfahren zur Herstellung von Metallteilen, die sich bei Spritzgießwerkzeugen vorteilhaft für Einsätze mit komplexer Geometrie nutzen lässt. Im Unterschied zur klassischen mechanischen Bearbeitung wird das Material nicht abgetragen, sondern schichtweise aufgebaut. Ähnlich wie beim sogenannten 3D-Drucken geschieht dies durch Schmel-

positiv auswirkt. Durch die sehr homogene Temperaturverteilung im Werkzeug rund um die Kavitäten und die Anschnittbereiche wird gleichzeitig eine verbesserte Oberflächenqualität der Form­teile erzielt. Auch der Teileverzug durch Schwindung ist geringer, weil durch die bessere thermische Balancierung des Werkzeugs kaum Restspannungen im Formteil nach dem Entformen eingefroren werden. Herstellbar sind mit dem selektiven Laserschmelzen SLMWerkzeugeinsätze bis zu einer Größe (L  ×  B  ×  H) von rund 250 mm × 250 mm × 220 mm, womit eine große Bandbreite heutiger Schnellläufer-Multikavitätenwerkzeuge abgedeckt werden kann. Die im SLM-Verfahren hergestellten Werkzeugeinsätze haben metallografisch die gleichen Härten und mechanischen Eigenschaften wie aus geschmiedetem Stahl her-

gestellte Teile. Ein Vergüten der Oberfläche, vom Nitrieren über

Plattieren bis zum PVD-Beschichten, ist bei SLM-Teilen ebenfalls

Mit der neuen Heißkanaldüse MTR39 ergänzt HRS Flow das in vier Baugrößen verfügbare, für eine breite Anwendungspalette ausgelegte Programm an Standard-Heißkanaldüsen der Baureihe MT (MT18, MT22, MT29 und MT39). Bei gleichen Außenmaßen – und damit gleichem erforderlichen Werkzeugausschnitt für den Einbau – wie die große Standarddüse MT39 hat die neue Düse einen mit 12 mm deutlich vergrößerten Schmelzekanaldurchmesser. Dadurch sind Durchflussraten bis zu 35 g/s und Formteile bis zu 80 g Gewicht in einem Schuss re-

alisierbar. Einsetzen lässt sich die Heißkanaldüse MTR39 für Spritzdrücke bis zu 2.000 bar und alle gängigen Thermoplaste, auch für teilkristalline Materialien wie PET oder PETG (Polyethylenterephtha­ lat-Glycol-Copolymer). Mit diesen Leistungsdaten bietet sich die neue Standard-Heißkanal­ düse insbesondere für das Spritzgießen von dickwandigen Formteilen an; erprobt wurden bereits Anwendungen mit Wanddicken von 5 mm bis 17 mm. Einsatz­gebiet ist nicht nur die Herstellung technischer Teile, sondern unter anderem auch die von Artikeln mit hohen Anforderungen an die Formteilästhetik. Eine 50 g schwere Verpackung mit 17 mm Wanddicke konnte zum Beispiel aus einem hochtransparenten Poly­ ester-Copolymer mit der Heiß­ kanaldüse MTR39 und Direkt­ anbindung mit Nadelverschluss in hochwertiger Qualität spritzgegossen werden. sl  www.hrsflow.com

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Compoundieren der Zukunft: Der neue Zweischnecken­ extruder ZE BluePower mit optimalem Verschleißschutz Damit Sie noch besser auf die Zukunft der Compoun­ dierung vorbereitet sind: eine neue axial fixierte ovale Bundbuchse, die durch einen höheren Verschleiß­ schutz und eine verbesserte Temperaturführung überzeugt. Zudem beamen 30 Prozent mehr Dreh­ momentdichte bei über 23 Prozent mehr Volumen* die ZE BluePower in eine neue Effizienzklasse. * Im Vergleich zur Vorgängergeneration gleicher Baugröße

TECHNOLOGIE

HEISSKANALTECHNIK 16 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Praxisbewährt

Selbst technische Kunststoffe mit extrem hoher Verarbertungstemperatur lassen sich mit der neuen smart Fill verarbeiten Foto: PSG

Die PSG Plastic Service GmbH hat auf der diesjährigen Fakuma in Friedrichshafen ein Feuerwerk an Heißkanalinnovationen abgefeuert ten der Nadeln und Einsparung der Wasserkühlung.

Die Betätigungseinheit wird beim Pipe Line-System über ein elektronisch gesteuertes Ventil geschaltet Foto: PSG

Hochtemperaturkunststoffe Bei

herkömmlichen Systemen muss jede einzelne Betätigungseinheit mit vier Leitungen angeschlossen werden, zwei für die Hydraulik und zwei für die Kühlung. Das

macht bei einem 8-fach-System schon 32 Leitungen. Die neue Pipe Line von PSG verbindet die Betätigungseinheiten mit nur zwei Leitungen – einer Druckleitung und einer Rückleitung.

Gesteigerte Stabilität

Die neue Pipe Line bietet entscheidende technische und wirtschaftliche Vorteile: Reduktion der Anzahl der Rohrleitungen, Steigerung der Stabilität der Form­ platte, verzögerungsfreies Schal-

Durch dieses neue Konzept entfallen 80 % der Rohrleitungen. Daher muss weniger Platz für die Leitungen aus der Formplatte gefräst werden. Das reduziert den Zerspanungsaufwand und bringt eine enorme Steigerung der Stabilität der Formplatte. Ein 8-fach-System benötigt 32 Leitungen und folglich auch 32 Kupplungen zur Anbindung. Konkret können Anwender hier mit der neuen Pipe Line alleine schon 30 Kupplungen sparen. Das Hydrauliköl bewegt die Nadel und kühlt gleichzeitig die Betätigungseinheit. Dadurch entfallen automatisch die Wasseraufbereitung und natürlich auch das Problem der Verkalkung. Die Betätigungseinheit wird über ein elektronisch gesteuertes Ventil geschaltet. Das garantiert eine verzögerungsfreie und exakte Steuerung der Verschlussnadel. Kurz: Die neue Pipe Line bringt

beachtliche Kosten-, Zeitund Konstruktionsvorteile.

Hervorragende Ergebnisse Für extreme Hochtemperaturkunststoffe und schwierig zu verarbeitende Kunststoffe mit Füllund Verstärkungsstoffen ist die neue Düse Smart Fill wie geschaffen. Bei Härtetests mit PPA, PBT, GF 20 %, Flammschutz V0… brachte die neue Smart Fill hervorragende Ergebnisse, das heißt erstklassige Teilequalität und Messergebnisse bei den Temperaturkurven. Die Werte lagen zu 100  % im definierten Verarbeitungsfenster der Materialhersteller. Durch neue Materialkombinatio­ nen und intelligente Konstruktionsdetails ist es gelungen, den Wärmeverlust auf ein Minimum

zu reduzieren. Hierdurch wird ein homogenes Wärmeprofil in der Schmelzeführung erreicht. Die Schmelzeteilung und erneute -zusam­menführung erfolgen im heißen Bereich der Düse. Das vermindert das Entstehen von Fließlinien und verbessert damit die optische sowie die mechanische Qualität der Teile. Das Düsenlängeneinbaumaß im Werkzeug ist für alle Düsenvarianten identisch. Das erlaubt zum Beispiel einen problemlosen Wechsel von RT (Ringanschnitt mit Torpedo) in DNZ (Nadelverschluss mit Düsenkopf durchtauchend). sl  www.psg-online.de

Maximale Spritzgießeffizienz Bei Multikavitätenwerkzeugen können jetzt die Vorteile eingeschraubter Düsen von Incoe genutzt werden Multikavität Minimale Nest­

abstände sind für den effizienten Spritzguss mit Multikavitätenwerkzeugen unverzichtbar. Um das auch mit eingeschraubten Düsen zu erreichen, hat Incoe International Europe auf der

Faku­ma 2015 die Düsenserie DFQ 5 plus SBH (Slim Base Heater) vorgestellt, die den minimalen Nestabstand von bisher 22 mm auf 18 mm reduziert. „Damit sind wir auf Augenhöhe mit den im Markt bisher einge-

setzten – meist gleitend gelagerten – Düsen und bieten dem Verarbeiter fast uneingeschränkt alle Vorteile der eingeschraubten Düsen, um seinen Spritzgieß­ prozess deutlich effi­z ienter zu gestalten“, betont Peter Kaiser,

Leiter Marktentwicklung bei Incoe.

Kosten sparen Der Spritzgießer spart sofort Kosten, denn die Düsenhalteplatte zur

Abstützung von Düsenköpfen und Anpressung der Düsen an den Verteiler entfällt, ebenso Stützund Versteifungselemente zur Vermeidung einer Plattendurchbiegung. Die Betriebskosten sind geringer, da es keine Anlage­

Incoe neu entwickelte Heizung, denn aus Gründen der Stabilitätsund der Produktionssicherheit blieb der Düsenschaft unverändert. Die Verschlankung bietet eine nochmals verbesserte Temperaturführung, denn eine

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Heißkanaldüsen im Vergleich: Raumgewinn und minimale Nest­ abstände mit der neuen schlanken Heizung Foto: Incoe

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flächen zum Werkzeug im Übergangsbereich zwischen Düse und Verteiler gibt – es können an dieser Stelle keine Wärmeverluste ins Werkzeug entstehen. Des Weiteren bietet die formschlüssige Verbindung hohe Betriebssicherheit: Es besteht keine Gefahr der Undichtigkeit zwischen Düsen und Verteiler, die durch ein Nachlassen der Anpresskraft im Verbund aus Werkzeugplatten, Verschraubungen und Stützelementen entstehen kann. Ein solcher Servicefall unterbricht die Produktion und verursacht nicht unerhebliche Wartungskosten. Die Minimierung des Nest­ abstands erreicht allein eine von

gleichmäßige optimale Temperierung entscheidet bei einer hohen Zahl von Formnestern und offenen Düsen über eine gleichmäßige gute Füllung und einen sauberen Abriss im Moment der Entformung. In Verbindung mit der vor einem Jahr vorgestellten Düsenspitze des Typs HTT, die für eine gezielte Temperaturführung im Anschnittbereich und vielfältige Anwendungsbereiche entwickelt wurde, besteht jetzt eine sehr hohe Prozesssicherheit für dauerhaft hohe Produkt­ qualität – auch bei kleinen Nestabständen. sl  www.incoe.de

Günter Kögel Zuständig für den Bereich 3D-Drucken

TECHNOLOGIE

3D-DRUCKEN

0821 319880-50 [email protected]

4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 17

Biopolymere und Flammschutz Weltpremiere auf der Formnext: Arburg erweitert Einsatzbereich des Freeformers

Arburg hat mit seinem Freeformer den Einsatzbereich der additiven Fertigung auf Biopolymere erweitert. In Kombination mit elastischem TPU entsteht daraus eine Zweikomponenten-Planetenrolle Foto: Arburg

Werkstoffe Die Premiere der Fach-

messe Formnext 2015 in Frankfurt nutzte Arburg für zwei Premieren rund um den Freeformer: Erstmals vorgestellt wurde die industrielle additive Fertigung eines PC/ABSBlends mit Flammschutz, aus dem ein Freeformer exemplarisch das bewegliche Funktionsbauteil „Nautilus Gear“ hergestellt hat. Das zweite Exponat produzierte eine Zweikomponenten-Planetenrolle aus einem Biopolymer in Kombination mit elastischem TPU. „Mit dem Freeformer und AKF – Arburg Kunststoff-Freiformen – steht ein innovatives System für die additive Fertigung zur Verfü-

gung, das wir kontinuierlich und praxisnah weiterentwickeln“, betont Dr. Eberhard Duffner, der als Arburg Bereichsleiter Entwicklung auch den Bereich AKF verantwortet. „Einen Fokus legen wir auf die Prozessstabilität sowie die Steigerung von Reproduzierbarkeit und Bauteilqualität.“

Additive Fertigung mit Biopolymer Auf der Formnext 2015 wurde am Bauteilbeispiel „2K-Planetenrolle“ erstmals die Materialkombination TPU und Biopolymer präsentiert. Aus dem biologisch abbaubaren Werkstoff entstehen die inneren

Zahnräder, die von einer äußeren Laufrolle aus elastischem TPU eingefasst werden. Die Bauzeit beträgt rund 3 h.

Blend aus PC und ABS mit Flammschutz Alternativ lassen sich mit der zweiten Austragseinheit Strukturen aus einem Stützmaterial aufbauen und auf diese Weise auch ungewöhnliche oder sehr komplexe Bauteilgeometrien realisieren. Nach Entfernen der Stützstrukturen können die Bauteile zum Beispiel als Designmuster sowie für Funktions- und Montagetests genutzt werden.

Auf der Formnext 2015 hat ein Freeformer auf diese Weise additiv ein „Nautilus Gear“ gefertigt, erstmals aus einem Materialblend von PC und ABS mit Flammschutz. Das Bauteil besteht aus zwei gegeneinander beweglichen, asymmetrischen Zahnrädern und einer Verbindungsbrücke. Es wird in einem Schritt in einer Bauzeit von rund zwei Stunden gefertigt. Nach Auflösen der Stützstruktur in warmem Wasser sind die Zahnräder direkt funktionsfähig, eine Montage ist nicht erforderlich. Die Produktionstechnik kombiniert also Teilefertigung und Montage – die normalerweise in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten stattfinden. Der für die industrielle additive Fertigung ausgelegte Freeformer bietet weit mehr als einfache 3DDrucker. Mit ihm lassen sich funktionsfähige Kunststoffteile auf Basis von 3D-CAD-Daten ohne Werkzeug additiv aus qualifizierten Standardgranulaten fertigen. Beim Arburg KunststoffFreiformen wird das Granulat ähnlich wie beim Spritzgießen zunächst in einem Plastifizierzylinder aufgeschmolzen. Die Austragseinheit mit spezieller Düse trägt kleinste Kunststofftropfen mittels hochfrequenter Piezotechnik im vorgegebenen Takt (60 bis 200 Hz) schichtweise auf den Bauteilträger auf. Der bewegliche Bauteilträger wird so positioniert, dass jeder Tropfen auf die vorher

berechnete Stelle gesetzt wird. Dabei verbinden sich die winzigen Tropfen beim Abkühlen von selbst. So entsteht Schicht für Schicht das gewünschte dreidimensionale Bauteil. gk  www.arburg.de

Additive Fertigung von PC/ABS mit Flammschutz – mit dem Freeformer von Arburg kein Problem. Gezeigt auf der Formnext 2015 mit diesem „Nautilus Gear“ Foto: Arburg

FEEDMAX S3 net

Bei gleichem Gewicht deutlich steifer Kombination von Simulation und 3D-Druck steigert Leistungsfähigkeit von Bauteilen Simulation Durch Kombination von Simulation und 3D-Druck kann der gesamte Optimierungsprozess stark verkürzt werden. Aufwendige und kostenintensive Materialtests werden durch Simulation ersetzt und der Prototyp kann schnell und kostengünstig mithilfe innovativer 3D-Drucktechnologie hergestellt werden. Dazu ein Beispiel aus der Fertigung von Voxeljet: Bei einem Radträger bestand die Herausforderung darin, das Design so zu optimieren, dass der Radträger bei gleichem Gewicht um ein Vielfaches steifer wird. Die für das Bauteil nötigen Feingussformen wurden von Voxel­jet im 3D-Druckverfahren hergestellt. Dank Strukturoptimierung und nahezu unbegrenzter Gestaltungsfreiheit im Formenbau durch 3D-Druck konnten

deutlich verbesserte Leistungsmerkmale erzielt werden.

Um Faktor 3 bis 5 steifer Zunächst wurde mit einem Konzeptdesign- und Optimierungstool der Bauraum festgelegt. Dann wurden an dem Modell die wichtigsten Lastfälle simuliert. Nach der Optimierung, in der auch die Herstellbarkeit berücksichtigt wurde, erhielten die Ingenieure ein Bauteil, das mit dem gleichen Materialeinsatz (Aluguss) jetzt ein völlig neues Design hatte. Dabei wurde das Material so verteilt, dass die Steifigkeit des Bauteils um den Faktor 3 bis 5 (je nach Lastfall) erhöht wurde. Natürlich können Bauteile auch so optimiert werden, dass sie bei gleicher Steifigkeit deutlich leichter sind.

Nach einer Analyse des Ermüdungsversagens wurde der optimierte Radträger für den 3D Druck der Gussformen an Voxeljet weitergeleitet. Anhand von CADDaten produziert Voxeljet Kunststoffmodelle, die in diesem Fall für Feingussanwendungen eingesetzt werden. Die Modelle entstehen durch den schichtweisen Auf­ trag eines Partikelmaterials, das mit einem Binder selektiv verklebt wird. Als Werkstoff kommt das Kunststoffmaterial PMMA (Poly­ methylmethacrylat) zum Einsatz. Durch die Verwendung dieses organischen Materials ergibt sich ein sehr niedriger Rest­aschegehalt. Die Modelle dehnen sich nicht aus

und weisen ideale Ausbrenneigenschaften auf. Neben Zeit- und Kostenersparnis sind mit 3D‑Druck auch komplexe Geometrien realisierbar, die mit konventionellen Verfahren nicht herstellbar sind. Der Radträger wurde in Zusammenarbeit von Altair, Click2Cast, HBM nCode und Voxeljet optimiert. Zur Topologieoptimierung wurde Inspire verwendet, das auf Altairs Optimierungssolver Opti Struct beruht. Die Bauteilermüdung konnte mit Ncode Designlife simuliert werden und für die Gusssimulationen kam die Software Click2Cast zum Einsatz. gk  www.voxeljet.com

leistungsstark betriebssicher anwenderfreundlich

Links der originale Radträger und rechts der optimierte, bei gleichem Gewicht erheblich steifere Radträger Foto: Voxeljet

Die von Voxeljet gedruckte Gussform aus PMMA, die mit verschiedenen Simulationsprogrammen optimiert wurde Foto: Voxeljet

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TECHNOLOGIE

3D-DRUCKEN 18 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Hochleistungspolymere für 3D-Druck Covestro entwickelt innovative Werkstoffe für verschiedene additive Fertigungsverfahren Werkstoffe Covestro, vormals Bay-

er Material Science, treibt derzeit die Entwicklung von Hochleistungspolymeren für die gängigen 3D-Druckverfahren massiv voran. Dazu gehören thermoplastische Polyurethane (TPU), Rohstoffe für Polyurethan-Lacke und -Klebstoffe sowie Polycarbonate. „Vor allem die Entwicklung geeigneter Materialien spielt eine wichtige Rolle für den weiteren Ausbau additiver Fertigungsverfahren“, sagt Dr. Thomas Büsgen, Senior Project Manager 3D Printing Technology bei Covestro. „Unser Ziel ist es dabei, deutlich mehr Funktionen als bisher zu ermöglichen.“

Abriebfest und elastisch Beim Schmelzschichtverfahren (Fused Filament Fabrication – FFF), bei dem durch Verflüssigung oder Erwärmung eines drahtförmigen Kunststoffs Linien und Punkte auf einer Fläche aufgebracht und so dreidimensionale Körper schichtweise aufgebaut werden, sieht Covestro insbesondere für TPU ein großes Anwen-

dungsspektrum, da sich ein großer Teil des heutigen Desmopan Portfolios für das FFF-Verfahren eignet. Das typische Aufschmelz- und Verfestigungsverhalten von TPU führt zu einer festen Verbindung zwischen den aufgetragenen Schichten. Die exzellente Abriebfestigkeit und Elastizität von TPU bleibt dabei erhalten. Darüber hinaus eignen sich auch Polycarbonate für dieses Verfahren. Covestro arbeitet hier unter anderem mit dem chinesischen Filamenthersteller Polymaker zusammen, der kürzlich polycarbonatbasierte Materialien für das FFF-Verfahren auf den Markt gebracht hat. Für das selektive Lasersintern, bei dem ein Laserstrahl pulverförmigen Kunststoff zum Sintern bringt, hat Covestro vor ein paar Jahren den TPU-Werkstoff Desmosint entwickelt. Das Produkt wird vom Partner Lehmann & Voss & Co. zu einem lasersinterfähigen Pulver weiterverarbeitet, unter dem Handelsnamen Luvosint vertrieben und bietet Vorteile gegenüber den bisher eingesetzten Materialien, die spröde und weniger elastisch

sind und außerdem raue Oberflächen bilden. Das charakteristische Aufschmelz- und Verfestigungsverhalten von TPU resultiert in vergleichsweise isotropen Materi­ aleigenschaften sowie guter Abriebfestigkeit und Elastizität. Für das Binder Jetting bietet Co­ vestro verschiedene PolyurethanProdukte für das Pulver, das Infil­ trat und das Bindemittel an. Bei diesem 3D-Druckverfahren wird eine dünne Pulverschicht aus Kunststoff-, Keramik- oder Metallpartikeln ausgelegt und mit einem Inkjetdruckkopf an bestimmten Stellen durch Auftragen eines flüssiges Bindemittels verklebt. Das schichtweise aufgebaute dreidimensionale Gebilde kann zur weiteren Verfestigung nachträglich noch infiltriert werden.

Temperatur- und lichtbeständig Polyurethane von Covestro sind auch für das schnelle MultijetFusion-Verfahren geeignet. Dabei wird mittels Tintenstrahldruck eine wärmeabsorbierende Farbe auf ein Pulverbett aufgetragen und

anschließend mit einer Infrarotlampe gehärtet. Bei der Stereolithografie, dem bisher am längsten verwendeten 3D-Druckverfahren, entsteht das Werkstück durch schichtweises Aushärten von flüssigem Photopolymer mit einem UV-Laser in einer Wanne, die nach und nach abgesenkt wird. Die bisher verfügbaren Materialien sind allerdings meist nicht sehr temperatur- und lichtbeständig und nicht besonders elastisch. Hier ergeben sich Chancen für UV-härtende Harze auf Basis von Polyurethan-Rohstoffen von Covestro. Auch beim Polymer Jetting werden Photopolymere unter UV-Strahlung ausgehärtet. Die Polymere werden hier über Druckköpfe schichtweise auf eine Bauplattform gesprüht, wobei auch der Einsatz mehrerer Materialien mit verschiedenen Farben oder mechanischen Eigenschaften möglich ist. Auch hier können UV-härtende Harze auf Basis von PolyurethanRohstoffen von Covestro Vorteile gegenüber den bisher eingesetzten Werkstoffen bieten. gk  www.covestro.com

Hochleistungspolymere für den 3D-Druck von Covestro wie thermoplastische Polyurethane, Rohstoffe für Polyurethan-Lacke und -Klebstoffe sowie Polycarbonate bieten verschiedene Vorteile gegenüber herkömmlichen Materialien Foto: Covestro

Formeinsätze statt Teile drucken Boy kombiniert die Vorteile von Spritzgießen und additiver Fertigung Spritzgießen Kürzeste Produktein-

führungszeiten, steigende Produktvielfalt und kleinere Produktionsstückzahlen sind aktuelle Herausforderungen für die Produktentwicklung und die Fertigung. Boy, bekannter Hersteller von Spritzgießautomaten, hat sich mit dem 3D-Druckerspezialisten Stratasys zusammengetan und für diese Herausforderungen eine schnelle und kostengünstige Lö-

sung entwickelt. Dabei werden die Vorteile der additiven Fertigung mit den Möglichkeiten des Spritzgusses kombiniert. Anders als beim üblichen 3DDruck werden nicht die Kunststoffteile 3D-gedruckt, sondern die Formeinsätze für eine Spritzgießmaschine, was verschiedene Vorteile mit sich bringt. Denn die Kunststoffteile können spritzgegossen werden und weisen damit

Maier-Unitas GmbH – Maschinenfabrik Tel. +49 (0) 70 24 - 97 02 - 0 Fax +49 (0) 70 24 - 97 02 - 10 Mail [email protected] - unitas.de www.maier - unitas.de MAIU-016627 MEDIA 2015 K-Zeitung 85x62 A

Bei dem von Boy und Stratasys auf der Fakuma präsentierten Konzept werden nicht die Kunststoffteile 3D-gedruckt, sondern Formeinsätze für Spritzgießmaschinen Foto: K-ZEITUNG/Hauptmannl

Prototypen- und Vorserienteile, die in der Serienfertigung spritzgegossen werden, entstehen im Originalwerkstoff und im Originalverfahren Foto: Boy

die gleichen physikalischen Eigenschaften auf wie bei der Teileproduktion mit herkömmlichen Werkzeugen. Muster oder Vor­ serienteile können nicht nur im Originalwerkstoff, sondern auch im Originalverfahren hergestellt www.maier - unitas.de werden. Verarbeiten lassen sich praktisch alle Kunststoffe – inklusive glasfaserverstärkter und f lamm­ geschützter Materialien. Mit einem 3D-Drucker lassen sich die Werkzeugeinsätze je nach Größe des Bauteils in nur wenigen Stunden herstellen. So dauerte auf der Fakuma die Herstellung der Formeinsätze für die Karabinerhaken nur 2,5 h.

sys angegebenen 80 bis 200 Schuss. Werden größere Mengen benötigt, können in kurzer Zeit neue Form­ einsätze gedruckt und in den Werkzeugträger eingebaut werden. Die Materialkosten für die Formeinsätze des Karabinerhakens liegen bei nur etwa 30 EUR. Klaus Geimer, stellvertretender Boy-Geschäftsführer: „Der Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten sind keine Grenzen gesetzt und sie hören bei der Teileproduktion noch nicht auf. So lassen sich auch Bauteile für Peripheriegeräte von Spritzgießautomaten fertigen. Auf der Fakuma 2015 haben wir eine Greiferhand mit innenl iegenden Luftkanälen für unser Handlinggerät per 3D-Drucker erstellt.“ Das Spritzgießen von Prototypen und Kleinstserien mit herkömmlichen Kunststoffen in Werkzeugträgern mit 3D-gedruckten Form­ einsätzen eröffnet nicht nur den Spritzgießern neue Möglichkeiten

Formeinsätze ohne Nacharbeit verwendbar

Mehr auf Bei der anschließenden Fertigung www.norwe.eu www.norwe.eu der Teile erwies sich das Werkzeugwechselsystem der Boy-

anz_85x62_261115.indd 1

26.11.15 18:42

Spritzgießautomaten als großer Vorteil, da sich die gedruckten Einsätze innerhalb weniger Minuten in den Werkzeugträger einsetzen lassen. Der verwendete 3D-Drucker, ein Objet 30 Pro von Stratasys, ermöglicht durch seine Auflösung von 600 dpi in x-/y-Richtung und 900 dpi in der z-Achse extrem saubere und glatte Oberflächen der Werkzeugeinsätze und dadurch eine direkte Verwendung in der Spritzgießmaschine. Für die Herstellung der 3D-Form­ einsätze können unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, wobei das Material Rigur speziell für den Spritzguss ausgelegt wurde und eine maximale Verarbeitungstemperatur 300 °C aufweist. Mit dem auf einer Boy XS hergestellten Karabinerhaken aus POM wurden mit einem Formeinsatz übrigens deutlich höhere Stückzahlen erreicht als die von Strata-

in der 3D-Welt. Denn das von Boy und Stratasys entwickelte Fertigungskonzept bietet dem Anwender eine effiziente Ergänzung, wenn es darum geht, Prototypen oder Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen schnell, kostengünstig und in der Qualität eines Seri­ enspritzgussteils herzustellen. gk  www.dr-boy.de

Klaus Geimer | Boy | stell­ vertretender Geschäftsführer Foto: Boy

Arne Grävemeyer Zuständig für den Bereich Materialversorgung 0511 7304-152 [email protected]

TECHNOLOGIE

MATERIALVERSORGUNG 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 19

Gravimetrisch dosierte Langfasern im Fiberform-Leichtbauverfahren Motan-Colortronic und Krauss Maffei konzipieren die optimierte Verarbeitung von Langfaserhochkonzentraten und Industrie 4.0

Noch leichter: ein Airbaggehäuse auf Basis von präzise dosierten PP-Langglasfaser-Hochkonzentraten Foto: Krauss Maffei

Fasergehalt 60 % und ein Verdünnungspolymer (aus PP) zu gleichen Teilen der Plastifizierschnecke zudosiert und aufbereitet. Aufgrund der komplexen Rieseleigenschaften erfordert insbesondere die Dosierung des Hochkonzentrats ein besonderes Förderkonzept. Durch den Einsatz des Walkwand-Dosierers C-Flex M von Motan-Colortronic ist für diesen Granulattyp erstmals die Gewährleistung eines konstanten Massenstroms möglich. „Im Vergleich zu konventionellen Mischkonzepten können die Schwan-

Peripherieanbindung Mit Fiberform

hat Krauss Maffei ein serientaugliches Verfahren für die Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe mit thermoplastischer Matrix entwickelt. Zur Fakuma präsentierte man zusammen mit MotanColortronic erstmalig eine integrierte Lösung zur präzisen Dosierung von Langfaserhochkonzentraten. Im Ergebnis lässt sich das Bauteilgewicht noch einmal weiter reduzieren, und zwar auf bis zu 47 % im Vergleich zum Referenzbauteil aus kurzfaserverstärktem Polyamid. Die präzise Dosierung des PPLangglasfaseranteils basiert vor allem auf der erstmaligen Verwendung spezieller Loss-in-weightDosierer bei einem Spritzgießprozess. Die C-Flex-M-Dosiergeräte mit Massagerollen kamen in dieser Form bisher nur im Bereich der Extrusion und Compoundierung zum Einsatz. Das Dosier­gerät C-Flex M gewährleistet mit seinem langen Schneckeneinzug und den steilen, seitlich der Massagerollen aktivierten Polyurethanwänden eine gleichmäßige Füllung der

Pilotprojekt Industrie 4.0: Über eine eigens entwickelte OPC-UASchnittstelle sind Spritzgießmaschine und Peripherie plattform­ unabhängig in der Lage, sich angesichts definierter Alarme vorausschauend zu verhalten Foto: Motan-Colortronic

Dosierschnecke und somit eine hohe Dosierleistung und -genauigkeit. Außerdem wird insbesondere das Stäbchenmaterial gut aktiviert und Brückenbildung zuverlässig verhindert. Über zwei Dosiereinheiten werden in der Anlage ein hochkonzen­ triertes PP-Langfasergranulat mit

kungen bei der Einstellung des Fasergehalts deutlich reduziert werden. Aktuellen Messungen zufolge liegen sie in einer Größenordnung, die den Chargenschwankungen der Materialhersteller entspricht“, sagt Jochen Mitzler, Leiter Strategisches Produktmanagement bei Krauss Maffei.

Verarbeiter können so den Prozess präziser einstellen, als dies bisher möglich war. Gerade bei der Herstellung sicherheitsrelevanter Bauteile – wobei besonders konstante und reproduzierbare Prozesse gefordert sind – kommen diese Vorteile zum Tragen. Auf der Fakuma produzierte eine CX 3001400 ein solches Sicherheitsbauteil, und zwar ein Airbaggehäuse für den Automobilzulieferer Takata AG, Aschaffenburg.

planten Restproduktionsmenge ermittelt und umgesetzt. So wird nicht nur unnötige Energie für Trocknung und Förderung gespart, sondern auch die Rückführung von Material minimiert und Materialverlust vermieden. Auch im laufenden Verarbeitungsprozess wird die Verfügbarkeit von Material für die Verarbeitungsmaschine durch gezielten Informationsaustausch überwacht.

Außerdem präsentierten Krauss Maffei und Motan-Colortronic konkrete Anwendungsbeispiele einer intelligenten Kommunikation zwischen Maschinen. Mit der Entwicklung einer OPC-UASchnittstelle ist Motan-Colortronic als Peripherielieferant in der Lage, hersteller- und plattform­ unabhängig mit den Verarbeitungsmaschinen zu kommunizieren. Die eingesetzte Software ist ein offener internationaler ITStandard, der bereits vielfach im Maschinenbau eingesetzt wird und die Empfehlung der europäischen Fachverbände für die Kunststoffbranche trägt. In einem Pilotprojekt erprobten die Partner eine lückenlose Vernetzung der Spritzgießmaschine mit der Materialversorgung. So passte sich beim Produktionsstart der Trocknungsprozess automatisiert an den geplanten Startzeitpunkt der Maschine an. In umgekehrter Weise kann bei Produktionsende ein gezieltes Leerlaufen des Trockentrichters eingeplant werden. Die benötigte Leerlaufzeit wird dabei entsprechend der ge-

Sikoplast bietet drei Regranulieranlagen und Komponenten in drei Technikvarianten alteingessenes Unternehmen aus Siegburg, befasst sich schon seit fast 60 Jahren mit Kunststoff­ recyclinganlagen. Dabei hat das Unternehmen Kompetenz speziell in der Herstellung der eigentlichen Granuliereinheiten entwickelt, die auch als Einzelkomponenten verkauft werden. Drei verschiedene Varianten stehen zur Verfügung, die ihrerseits wieder in verschiedenen Baugrößen angeboten werden. Da ist zum einen die HG-Variante, die für eine luftgekühlte Regranulierung steht. Diese Technik ist einsetzbar für alle PE-Typen, erreichbare Durchsätze sind circa 50 bis 200 kg/h. Bei dieser Variante handelt es sich um eine einfache Lösung, die somit auch mit relativ geringen Investitionskosten verbunden ist. Daneben bietet Sikoplast seine HAW-Variante mit Wasserringregranulierung. Diese Technik ist für alle Thermoplaste einsetzbar, mit Ausnahme allerdings von PA, PET, PC und PMMA. Mit den an­ gebotenen Anlagen in vier Baugrößen sind Durchsätze zwischen 200 und 1.000 kg/h erreichbar.

Komplette Unterwassergranulierung (UWG) mit Anfahrweiche, fahrbarer Schneidmessereinheit, Rüttelvorrichtung und Wärmetauscher: schematische Darstellung einer UWG-Anlage Grafik: Sikoplast

Schließlich steht mit der weiteren UWG-Variante noch ein Anlagentyp bei Sikoplast zur Wahl, der die Unterwasserregranulierung umsetzt. Die UWG-Technik ist für alle Thermoplaste einsetzbar, für die auch die HAW-Variante verwendet werden kann, kann aber darüber hinaus auch für PA, PET, PC, PMMA, TPU und TPE eingesetzt werden. Zwei unterschiedliche Baugrößen ermöglichen Durchsätze von circa 500 bis 1.000 kg/h. Damit ist die UWG-Anlage das Spitzenmodell von Sikoplast, das in Hinblick

auf Bedienung, Standardkomponenten und Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten optimiert ist. Unter anderem werden die Anlagen mit pneumatischer Messerzuführung und einstellbarem Schneiddruck ausgestattet und besitzen eine Verschleißanzeige.

Spezielle Features Zu den Vorteilen der UWG-Baureihe zählt beispielsweise eine integrierte Anfahrweiche, die ein einfaches, bedienfreundliches Anfahren der Anlage ohne Ver-

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Regranulierung für den Thermoplasteinsatz Kunststoffrecycling Sikoplast, ein

Durch den permanenten Abgleich von Stückzahl und verbleibender Produktionszeit verfügt die Anlage über alle notwendigen Informationen. Förderprobleme werden zentral an der Maschine angezeigt und ermöglichen eine schnellere Reaktion. So kann Materialmangel vermieden und die Effizienz gesteigert werden. gr

schmieren der Messer oder Einfrieren der Kunststoffschmelze im Lochkreis der Düse ermöglicht. Die Lochscheibe wird entsprechend dem Durchsatz, der Viskosität und aufgrund der gesammelten Erfahrungen auf den jeweiligen Bedarf ausgelegt. Die Messereinheit ist in einer manuell zu bedienenden Einheit positioniert. Sie ist über eine Schienenbahn verfahrbar, um anschließend, in Endposition, mittels Schnellverschlüssen mit dem Werkzeug verbunden zu werden. Dabei ist die Schneidmessernachstellung automatisiert. Der komplette Schneidvorgang findet unter Wasser statt, wodurch eine optimale Temperaturführung gewährleistet ist. Ein Wärmetauscher gehört zum Lieferumfang genauso wie ein Materialrüttler. Durch die intelligente Positionierung der Zentri­ fuge geht der Trocknungsvorgang mit einer Nachkristallisation einher, was speziell bei der Bearbeitung von PET und PA wichtig ist. Die erzielbaren Restfeuchten liegen noch unter 1 %. gr

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TECHNOLOGIE

MATERIALVERSORGUNG 20 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Durchsatz bei minimaler Additivbeimischung Misch- und Dosierkonzepte für besonders kleine Durchsatzraten von Process Control Mischtechnik Kürzlich hat die Pro-

cess Control GmbH, Birstein, eine Spezialanfertigung eines Sechskomponenten X-Serie-Mischers produziert und als OEM an einen Kunden ausgeliefert. Drei Elemente des Mischers sind als Pulverdosierung ausgelegt, die restlichen drei Elemente für die Beschickung mit Pellets oder Mahlgut. Die Pulverdosierungen sind auf einem Schlitten montiert, so dass sie zu Reinigungszwecken einfach entfernt werden können. Ebenso ist ein separater Fuß vorhanden, welcher die Beschickung einer seitlichen Zudosierung mit Pul-

vern erlaubt. Der Fuß der Pulverdosierung hat eine drehbare untere Platte, damit der Pulver­ dosierer auf beiden Seiten an die seitliche Beschickung des Extruders angebaut werden kann.

Genau auch im Kleinen Der Mischer wurde für die F+EAbteilung eines weltweit operierenden Kunststoff- und Chemiekonzerns in den Niederlanden ausgeliefert. Das System wird auf einer Linie mit einem Zweischneckenextruder betrieben. Komplexe Lösung: Ein Sechskomponenten-Mischer, zusammen­ gestellt für die F+E-Abteilung eines internationalen Kunststoff­ konzerns Foto: Process Control

SIKOPLAST UNTERWASSERGRANULIERUNG UWG

Für besonders kleine Durchsatzraten mit einer großen Anzahl einzelner Komponenten hat Process Control ein neues Konzept für Zweischneckenextruder entwickelt. Die Neuentwicklung kombiniert einen Sechs-Elemente Guardian-Chargenmischer mit einer Dosierschnecke und einer Durchsatzkontrolle zur Beschickung eines Zweischneckenext-

HIGHLIGHTS/FAKTEN -

Durchsätze von bis zu 1300 kg/h Neben fast allen Thermoplasten auch EPS/XPS, TPU, TPE und vieles mehr Kompletter Schneidvorgang der Schmelzstränge unter Wasser Automatische Messernachstellung Integrierte Anfahrweiche/Material Rüttler Bedienfreundliches universelles Konzept Zentrifugaltrockner mit Nach-Kristallisation bei PA/PET

Unser Lieferumfang: - RE-Granulieranlagen - Waschanlagen - Teile/Komponenten wie: • Granulierungskomponenten • Siebwechsler • Schneidmühlen • Silos/Stahlbühnen/Behälter

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Raten der Additive und der Masterbatches dosieren, wie es aufgrund der physikalischen Gegebenheiten einfach gar nicht möglich ist. So benötigt zum Beispiel ein Durchsatz von 3 kg/h in diesem Fall ein Additiv mit einem Gehalt von lediglich 0,3 %. Das sind also nur 9 g/h. Einen solch kleinen Wert kann ein kontinuierlicher Mischer

nicht erreichen, denn diese Einheit hätte eine Dosierrate von lediglich 0,025 g/s abzuliefern. Der Guardian-Chargenmischer produziert eine Charge von 666  g, wofür 2 g des Additivs benötigt werden. Mit einem GuardianChargenmischer vom Typ WXA012 ist das realisierbar. gr  www.processcontrol-gmbh.de

Wie wird Granulat entstaubt? Mo erklärt Entstaubungseinheiten und die Implosionsreinigung von Filtern Folge 31 Bei der Herstellung hochwertiger Teile kann die Feinstentstaubung des Materials am Ende des Förderprozesses erforderlich sein, auch wenn es sich um Neuware handelt. Zweckmäßig ist hier eine sogenannte Inlineentstaubung direkt auf der Maschine mit einem Entstaubungsaufsatz, der auf dem Fördergerät installiert ist. Entstaubt wird das Material, während es in das Fördergerät transportiert wird. Beim Eintritt des Granulats in das Entstaubungsmodul reduziert sich aufgrund des größeren Leitungsquerschnitts am Eingang die Materialgeschwindigkeit (1). Im weiteren Verlauf fällt das Granulat nach unten durch ein perforiertes Rohr (3). Um dieses Rohr zirkuliert die Vakuumluft, die das Material im Rohr in eine zyklonähnliche (kreiselnde) Bewegung versetzt (2). Dabei trennen sich die Staubpartikel von den Granulatkörnern und werden durch das perforierte Rohr abgesaugt (4). Das entstaubte Material fällt weiter nach unten in das Fördergerät (5), während die Staubpartikel über den Vakuumausgang zum Zentralfilter vor der Vakuumpumpe gefördert werden. Eine Variante sind filterlose Fördergeräte. Hierbei wird das staubhaltige Material im Gerät

Förderbänder Zubehör

ruders. Ziel der Entwicklung war es, Rezepte mit geringen Anteilen an Additiven und gleichzeitig sehr geringen Durchsätzen zu realisieren. Diese Anwendung wird sehr oft nachgefragt und ist mit einem kontinuierlichen Mischer nicht in der gleichen Genauigkeit zu erfüllen. Der kontinuierliche Mischer müsste dabei so geringe

Drei der sechs Elemente des Mischers sind auf Pulverdosierung ausgelegt und auf Schlitten montiert; so sind sie bei der Reinigung leicht zu entfernen Foto: Process Control

Stichwörter • Staub • Zentralfilter • Entstaubungseinheit • Implosionsabreinigung

Entstaubungseinheit für die Inlineentstaubung von Granulat auf einer Maschine Foto: Motan-Colortronic durch einen integrierten Reflektor abgebremst. Das Material fällt bedingt durch die Schwerkraft weiter in den Abscheider, während der Staub vom Luftstrom nach oben abgesaugt und ebenfalls im Zentralfilter gesammelt wird. Der Zentralfilter dient dem Schutz der Vakuumpumpe. Wichtig ist hier, wie im Grunde bei allen Filtern, die regelmäßige Reinigung. Üblich ist vielfach eine automatisierte Implosionsreinigung, dank der weder Luft noch Staub an die Umgebung abgegeben werden. Der Zentralfilter ist über den Luftaustritt mit der Vakuumpumpe

verbunden. Über den Lufteintritt wird die staubhaltige Luft aus den Materialleitungen beziehungsweise den Fördergeräten in den Filter eingesogen. Der tangential angeordnete Einlass bewirkt einen Zykloneffekt, der bereits einen Teil der Staubpartikel abtrennt, die dann in den Staubtopf fallen. Die Filterpatrone trennt die übrigen Staubanteile von der Vakuumluft, bevor diese wieder den Zentralfilter verlässt. Zur Reinigung der Filterpatrone schließt das Material-Einlassventil des Zentralfilters. Dadurch wird im Filter ein hohes Vakuum

aufgebaut. Als Nächstes öffnet ein Bypassventil, wodurch schlagartig Umgebungsluft einströmt, die eine Implosion auslöst und so den Filter reinigt. Dieser „Abreinigung“ genannte Vorgang erfolgt üblicherweise nach jedem Förderzyklus. Oft werden Zentralfilter mit einem Druckwächter ausgerüstet. Dieser misst den Differenzdruck zwischen Luftein- und Luftaustritt und überwacht somit den Zustand der Filterpatrone. 

 www.motan-colortronic.com  www.moscorner.com

TECHNOLOGIE

MATERIALVERSORGUNG 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 21

Mikrowellenunterstützte Granulattrocknung Das Hiper Dry-Projekt veröffentlicht Prototyp für innovative Trocknungstechnik Trocknersystem Im Rahmen des

Hiper Dry-Projekts ist ein neuer Prototypentrockner für Kunststoffgranulate entwickelt worden, welcher mikrowellenbasierte und konvektive Trocknung mit überhitztem Dampf miteinander verbindet. Mittels einer innovativen Antennengestaltung wird ein schonender Einsatz von Mikrowellen ohne Überhitzung oder Schädigung des Kunststoffs ermöglicht. Das System ist für eine zeit- und energieeffiziente Trock-

Vernetzte Prozesse in Silo- und Fördertechnik Eichholz unterstützt Automation der Silotechnik bei umfangreicher Schüttgutlagerung – individuelle Anwendungslösungen mit Benachrichtigungssystem und Fernwartung

realitätsnahen Produktionsbedingungen getestet werden, um daran anschließend die Markteinführung vorzubereiten. Für die neue Anlage wird eine signifikant kürzere Trocknungsdauer bei gleichzeitig verbesserter Materialschonung erwartet. Dies wird Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zum Status quo gestatten. Parallel zur Entwicklung des Trockners erfolgt ein Live-Cycle-Assessment (LCA), um die Umweltfreundlichkeit und

Ausgehend von einer Grundsoftware für die Automatisierung von Silo- und Fördertechnik enthält die neue Steuerung die Möglichkeit, Füll- und Schichtprotokolle zu erstellen, aber auch Prozessdaten abzuspeichern und ein individuelles E-Mail-Benachrichtigungssystem aufzubauen Foto: Eichholz Siloverwaltung Für vielseitige Ein-

Prototypentrockner für Kunststoffgranulate: Die Kombination aus mikrowellenbasierter und konvektiver Trocknung gelingt zeit- und energieeffizient Foto: Fraunhofer IGB

satzvarianten und Skalierbarkeit in der Automation hat die Eichholz Silo- und Anlagenbau GmbH, Schapen, ihre neue Steuerung Siltronic XL mit einem 12- bis 22-Zoll-Touchbildschirm entwickelt. Ausgehend von einer Grund­ software für die Automatisierung von Silo- und Fördertechnik bie-

tet das offene System eine hohe Kompatibilität zu anderen Systemen. So sind Schnittstellen zu diversen Leit-, Automatisierungsund Datenbanksystemen integriert oder integrierbar. Weiterhin enthält die Steuerung die Möglichkeit, Füll- und Schichtprotokolle zu erstellen, aber auch Prozess­ daten abzuspeichern, die jederzeit

abgerufen werden können. Dabei werden individuelle Wünsche der Kunden berücksichtigt. Neben der Möglichkeit zur Fernwartung enthält das System ein E-MailBenachrichtigungssystem, diverse Trenddarstellungen sowie Service­seiten für das schnelle Erkennen und Beheben von Fehlern im Prozess.

Bei den Schnittstellen sind die Kopplungsmöglichkeiten zur Office-Ebene, zu Systemen wie Proleit, Intouch, Siemens PCS 7 bis hin zu SAP möglich. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig. Eine E-Mail kann beispielsweise in einstellbaren Abständen Informationen zum Produkt und zum Anlagenzustand an eine übergeordnete Stelle versenden. „Die Anzahl der E-MailAdressen ist dabei frei wählbar“, verdeutlicht Josef Eichholz, Geschäftsführer der Eichholz Silound Anlagenbau GmbH. „Viele Parameter kann der Anwender selbst einstellen. Will ein Kunde seine Förderanlagen zu bestimmten Nachtstunden einschalten, ist das mithilfe der Steuerung kein Problem.“ Auch die Aktivierung strengerer Einschaltkriterien für die Befüllung großer Siloanlagen ist mit der Steuerung flexibel möglich. Neben der Steuerung konzipiert das Unternehmen Eichholz individuelle Schüttgutanlagen für Unternehmen aus der Lebens­ mittel-, Chemie-, Kunststoff- und Automobilbranche. Außerdem zählen unter anderem Silos, Schüttgutbehälter, Mischer, Förderanlagen sowie weitere Füllstandsüberwachungen zum Portfolio des Unternehmens. gr

Die Automatisierungslösung für Spritzgießmaschinen Funktionsprinzip Hiper Dry: Summe der Trocknungseffekte von Mikrowellentechnik und konvektiver Erwärmung Grafik: Fraunhofer IGB

nung von sowohl konventionellen als auch Biokunststoffen ausgelegt. Das von der EU geförderte Projekt ist derzeit im zweiten Jahr seiner Laufzeit. Die Konzeptionierung der neuen Trocknungstechnologie wurde auf Grundlage eines europaweiten Benchmarks aktueller Trocknungspraktiken sowie einer wissenschaftlichen Charakterisierung des Trocknungsverhaltens verschiedener Kunststoffe erstellt. Hierbei wurden sowohl konventionelle Kunststoffe wie PA6 oder PET als auch Biokunststoffe wie PLA und PHB untersucht.

Tests unter reellen Betriebsbedingungen Die erfolgreiche Konstruktion einer Pilotanlage konnte nun innerhalb des Projekts umgesetzt werden. Der Einsatz mehrerer Magnetrone und eine eigens entwickelte Antennengestaltung garantieren ein schonendes und effizientes Trocknen. In den kommenden Monaten werden mithilfe einer Reihe an PerformanceTests die Optimierung der Bedienparameter und die Findung des Prozessfensters erfolgen. Der Trockner soll anschließend unter

Nachhaltigkeit der neuen Technologie sicherzustellen. Die Liste der Projektpartner ist lang. Sie umfasst internationale Verbände wie den Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (GKV), vertreten durch Tecpart, die British Plastics Federation, den französischen Plastipolis, die Assocomaplast (Italian Plastics and Rubber Processing Machinery and Moulds Manufacturers’ Association) und die Asociación Española de Industriales de Plásticos. Zu den ausführenden Unternehmen zählen die Bierther GmbH, Bad Kreuznach, die Heckmann Maschinenbau und Verfahrenstechnik GmbH, Dörverden-Hülsen, sowie die spanische Faperin. Daneben sind zahlreiche Forschungseinrichtungen beteiligt, darunter das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik und das Institut für Kunststofftechnik (IKT) an der Uni Stuttgart. Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des siebten EU-Forschungsrahmenprogramms gefördert. gr  www.igb.fraunhofer.de  www.gkv.de

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Matthias Gutbrod Zuständig für den Bereich Verbundwerkstoffe

TECHNOLOGIE

VERBUNDWERKSTOFFE

0511 7304-132 [email protected]

22 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Neue Faserverbunde für die Großserie Die SGL Group führt unidirektionale Tapes und langfaserverstärkte Thermoplaste ein Andreas Wüllner, Leiter der Ge­ schäftseinheit Composite Fibers and Materials: „Die Produktneu­ heiten ergänzen unser Angebot im Bereich der thermoplastischen Werkstoffe optimal. Der Thermo­ plast-Materialbaukasten der SGL Group ermöglicht es, zusammen mit unseren Kunden neue Appli­ kationen im industriellen Bereich, in der Automotive- oder Sport­ artikelindustrie sowie der Luftund Raumfahrt zu erschließen.“

Carbonfaserverstärkte Tapes und Organobleche von SGL Foto: SGL Materialbaukasten Die SGL Group

stellte bereits im April thermoplas­ tische Organobleche auf Basis von Carbon- und Glasfasern als Pro­ duktneuheit vor. Im Rahmen der diesjährigen Composites Europe in Stuttgart präsentierte das Un­ ternehmen nun erstmals lang­ faserverstärkte Thermoplaste (LFT) und deren Anwendung am Beispiel eines Frontends. Im Nach­ gang der Messe startet die SGL Group nun mit der Vermarktung von unidirektionalen Tapes (UDTapes) sowie den vorgestellten LFTs. UD-Tapes sind Verbundwerkstof­ fe auf Basis unidirektionaler Car­

bonfasern. Je nach Kundenwunsch können die UD-Tapes mit unter­ schiedlichen thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden. Als Verstärkungsfaser kommt beispielsweise eine speziell für diese Anwendung entwickelte 50kCarbonfaser (Sigrafil C T504.0/240-T140) zum Einsatz. Durch das angepasste Sizing dieser Faser wird eine optimale Anbindung an den Kunststoff gewährleistet, was zu ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften führt. Bei den LFT-Materialien handelt es sich um langfaserverstärkte Thermoplastgranulate, beispiels­ weise auf Basis von Polyamiden

(PA) oder Polyphthalamiden (PPA). Als Verstärkungsfasern werden maßgeschneidert für die jeweilige Kundenanwendung un­ terschiedliche Glasfasern verwen­ det. Als Carbonfaserverstärkung kommen speziell für diese Anwen­ dung entwickelte 24k-Fasern (Si­ grafil C T24-4.8/240-T140) und 50k-Fasern (Sigrafil C T504.0/240-T140) zum Einsatz. Die Vorteile der beiden Materia­ lien liegen in ihren hohen Festig­ keiten und Steifigkeiten bei gleich­ zeitig niedriger Dichte. Sie zeigen ebenfalls geringe Kriechneigun­ gen und hervorragende chemische Beständigkeiten.

Leichtbau mit Materialkombinationen

Tapes für die Lüfte

Die Anwendung der beiden Pro­ duktneuheiten wurde im Rahmen der Composites Europe unter anderem am Beispiel eines Front­ ends dargestellt. Das Bauteil aus dem Automotivebereich wurde im Spritzgießverfahren mithilfe der LFT-Materialien gefertigt. Lokal stark beanspruchte Bereiche wer­ den dabei durch UD-Tapes gezielt verstärkt. Beide Materialien wer­ den gemeinsam in einem Prozess­ schritt verarbeitet. Dr. Andreas Erber, zuständig für thermoplastische Werkstoffe bei der SGL Group: „Die Kombinati­ on der unterschiedlichen Materia­ lien eröffnet die Möglichkeit, mit dem richtigen Bauweisenkonzept und den passenden Fertigungs­ verfahren Strukturbauteile zu optimalen Leichtbaukosten zu realisieren.“ mg

Victrex führt UD-Tapes aus PAEK-basier­ tem CFK für die Luftfahrtindustrie ein

 www.sglgroup.com

Pultrusion trifft Blasumformung Faserverstärkte Kunststoffe komplex und dennoch kostengünstig formen Umformung Faserverstärkte Kunst­

stoffe sind leicht und stabil. Doch ihre Herstellung ist aufwendig. Das heißt: Entsprechende Bau­teile, etwa für die Autokarosserie, sind teuer. Ein neuer Produktionsweg senkt die Kosten nun erheblich, zudem verleiht er den Designern mehr Freiheiten in puncto Bauteil­ geometrie.

Geringere Kosten, flexible Geometrie

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Mit dem neuen Verfahren Pulform lassen sich Bauteile aus faserver­ stärktem Kunststoff wesentlich kostengünstiger produzieren. Entwickelt haben es Forscher am Fraunhofer-Institut für Chemi­ sche Technologie ICT-FIL in Augs­ burg – Hand in Hand mit Partnern aus der Industrie und Forschung. Der Clou liegt in der Kombinati­ on verschiedener Herstellungsver­ fahren. „Mit dem Pulform-Ver­ fahren haben wir nur halb so viel Verschnitt wie bei herkömmlichen Methoden. Zudem sind die Pro­ duktionsanlagen etwa 50 Prozent www. ww w ce w. cem. m de In nur 10 Minuten: Gehalte von Kohle- und Glasfaser in Kunststoff

CFK-Bauteil – vorne rund und hinten eckig, gefertigt mit einer Pulform-Anlage Foto: Fraunhofer ICT

kostengünstiger“, sagt Renato Bezerra, Projektleiter des Ver­ bundvorhabens. „Auch der gerin­ ge Arbeitsaufwand schlägt sich im Preis nieder: Der gesamte Herstel­ lungsprozess läuft automatisch.“ Ein weiterer Vorteil: Die Bauteil­ designer erhalten durch die neue Produktionsart deutlich mehr Freiheiten. Es lassen sich selbst komplex geformte CFK-Hohlbau­ teile herstellen, die bisher nicht – oder nur unter unverhältnismä­ ßig großem Aufwand – produziert werden konnten. Die Verfahren, die in Pulform zum Einsatz kommen, sind etabliert: das Pultrusionsverfahren und das Bla­ sumformen. Das Pultrusionsver­ fahren ist die gängige Produktions­ weise für Bauteile aus faserverstärk­ tem Kunststoff. Das Prinzip: Man zieht die Fasern kontinuierlich aus der Spule und legt sie in die Profil­

kontur – also quasi in das Werk­ zeug. Anschließend wird das Werk­ zeug durch ein offenes Tränkbad mit flüssigem Harz gezogen. Sind die Fasern gänzlich mit Harz um­ schlossen, kommt das Material in ein beheiztes vorgebendes Werk­ zeug. Durch die Wärme vernetzt sich das Harz, das Bauteil härtet aus. Komplex geformte Bauteile allerdings lassen sich auf diese Weise nicht herstellen.

Blasformen mit CFK Bei Pulform dagegen setzen die Forscher nicht auf normale Pult­ rusion, sondern auf Flechtpultru­ sion. Die Vorrichtung verwebt die trockenen Fasern bereits zu einem Geflecht. „Somit können wir die Halbzeuge nahtlos herstellen und die Qualität steigern“, erläutert Bezerra. Ein weiterer Unterschied:

Neue Produktfamilie Victrex AE250 Composites für die Luftfahrt­ industrie Foto: Victrex

Die Wissenschaftler nutzen keine offene Tränkungsmethode, son­ dern spritzen das Harz in das Werkzeug ein. Sie imprägnieren die Fasern also auf geschlossene Weise – und verbrauchen somit weniger Material. Auch beim Harz selbst gehen die Forscher neue Wege: Sie setzen auf ein spezielles zweistufiges Harzsystem. Das Werkzeug beheizen sie auf etwa 80 bis 100 °C. Das Harz vernetzt sich also bereits im Werkzeug und sorgt dafür, dass die einzelnen Fasern nicht mehr verrutschen können. Das entstehende Bauteil ist allerdings nicht komplett aus­ gehärtet, vielmehr ist es gummi­ artig und flexibel. Diesen „Vorformling“ formen die Wissenschaftler nun in einem Blasformprozess um. Das Verfah­ ren an sich ist ebenfalls etabliert, es wurde bislang allerdings nur selten für CFK-Kunststoffe ange­ wendet. Das Prinzip: Ein Roboter legt das gummiartige hohle Bau­ teil in eine Metallform. In dem Bauteil steckt ein Blasschlauch, in den nun Druckluft strömt. Der Schlauch drückt den Vorformling also von innen gegen die Werk­ zeugwand – er „bläst“ ihn quasi auf, bis er die Geometrie der Me­ tallform angenommen hat. Eine Temperatur von über 100 °C sorgt dafür, dass das Harz ganz aushär­ tet und seine Stabilität erhält. mg  www.ict.fraunhofer.de

Flugzeugbau Mit der Victrex

AE250 Composites-Produktfami­ lie führt jetzt auch Victrex Ver­ bundwerkstoffe für die Luftfahr­ tindustrie ein – und zwar in Form von unidirektionalen (UD-)Tapes und Laminaten. Die PAEK- und carbonfaserbasierten Tapes und Lami­nate ermöglichen System­ kostensenkungen, schnellere Ferti­g ung und Gewichtseinspa­ rung. Die neue Produktgruppe ermög­ licht die Fertigung von endlos­ faserverstärkten Bauteilen, die unter Belastung ausgezeichnete Leistungen erbringen. Entspre­ chend hergestellte Teile wie Hal­ terungen, Klemmen, Clips und Gehäuse können im ganzen Flug­ zeug in Primär- und Sekundär­ strukturen eingesetzt werden. Die PAEK-Compositelösungen können je nach Einsatzbereich Gewichtseinsparungen von bis zu 60 % gegenüber Metallen erzielen. Im Vergleich zu Metallen besitzen die Verbundwerkstoffe zudem eine bis zu fünfmal höhere spezifische Festigkeit.

Hybridspritzguss und kürzere Zykluszeiten „Victrex sieht in den neuen Com­ posites eine weitere Möglichkeit, seinen Kunden als Komplett­ anbieter zur Seite zu stehen“, er­ klärt Tim Herr, Aerospace Direc­ tor bei Victrex. „In Kombination mit der Hybridspritzgießtechnik überbrücken unsere PAEK-Com­ posites die Kluft zwischen Ver­ bundwerkstoffen und Spritzguss. So wird die Produktion komplexer Verbundbauteile möglich, die bis­ her nicht realisierbar war.“ Victrex AE250 Composites kön­ nen als Einlegeteile ohne Vorwär­ men in herkömmlichen Spritz­ gießanlagen im Hybridspritzgieß­ verfahren mit Victrex PEEK Poly­merwerkstoffen umspritzt werden. Hochfeste, endlosfaser­ verstärkte Verbundwerkstoffe können somit in halb- oder voll­ automatischer Serienfertigung hergestellt werden.

Ein überzeugender Vorteil ist so­ mit die schnellere Bauteilferti­ gung. Die Hybridspritzgießtech­ nik bietet verbesserte Zyklus­ zeiten, weniger Energieverbrauch, das Wegfallen sekundärer Verar­ beitungsschritte und die Verrin­ gerung des Abfalls. All dies trägt dazu bei, die Gesamtsystemkosten zu reduzieren. Für die Luftfahrt­ branche ist das von großer Bedeu­ tung, weil Flugzeuge schneller und kosteneffektiver vom Band laufen können.

In 20 Jahren 35.000 neue Flugzeuge Analysten glauben, dass in den nächsten 20 Jahren mehr als 35.000 neue Flugzeuge benötigt werden, um alternde Flotten zu ersetzen und den Bedarf der zivilen Luft­ fahrt zu decken. „Ein zentraler Schlüssel, um das zu erreichen, ist der Ersatz von Metallen und Duroplasten durch thermoplastische Lösungen. Wenn wir bei Victrex vom Konzept bis zum fertigen Teil mit unseren Kunden zusammenarbeiten, er­ reichen sie dadurch eine beispiel­ lose Kombination von Kosten­ einsparungen, Gewichtsredukti­ on, Designfreiheit, Festigkeit und Produktionsgeschwindigkeit. All dies gewinnt sowohl für Flugzeug­ bauer als auch für Zulieferer zu­ nehmend an Bedeutung“, erklärt Tim Herr. Verglichen mit duroplastischen Composites können auf Victrex AE250 basierende Produkte ohne Verwendung von Autoklaven ver­ arbeitet werden. Das spart enorm Zeit und Kosten ein. Außerdem sind diese Hochleistungsthermo­ plaste zu 100 % rezyklierbar. Sie haben eine höhere Schadenstole­ ranz als Duroplaste und bieten bessere chemische Beständigkeit, Ermüdungsfestigkeit und FSTEigenschaften (Flammen, Rauch, Toxizität), während sie Duroplas­ ten in puncto Festigkeit und Stei­ figkeit um nichts nachstehen. mg

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TECHNOLOGIE

VERBUNDWERKSTOFFE 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 23

Fit für die Serienfertigung Automobilzulieferer Fritzmeier setzt auf HD-RTM-Technologie von Krauss Maffei bei der Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile unter anderem für die Karosserie des BMW i3

Gute Zusammenarbeit: Wolfgang Rößler (Vertrieb Krauss Maffei), Florian Kirschner (Produktionslei­ tung CFK bei Fritzmeier) und Stephan Fraunhofer (Entwicklungsleitung bei Fritzmeier) mit einer Stirn­ wand des BMW i3 (v.l.) Foto: Krauss Maffei Zykluszeiten CFK-Bauteile in Großserie – ein Anspruch, der nicht zuletzt dank der Marktein­ führung von Elektroautos wie dem BMW i3 umgesetzt wird. Das HDRTM-Verfahren (HochdruckResin-Transfer-Moulding) von Krauss Maffei unterstützt Verar­ beiter dabei auf dem Weg zu mehr Automatisierung und kurzen Zykluszeiten. Darauf vertraut auch der Automobilzulieferer Fritz­ meier.

Maßgeschneiderte Kundenlösung Am Standort im bayerischen Bruckmühl entwickelt und pro­

duziert Fritzmeier Composite ein breites Sortiment hochkarätiger Bauteile für die Automobilindus­ trie auf Basis von Faserverbund­ werkstoffen. Zu den namhaften Referenzen zählen große Automo­ bilhersteller wie BMW (insbeson­ dere BMW i3 und Mini), Merce­ des-Benz und Rolls-Royce. 2014 investierte das Unternehmen in eine weitere HD-RTM-Maschine von Krauss Maffei und fertigt hier unter anderem carbonfaserver­ stärkte Bauteile für die Karosserie des BMW i3. „Bei der Auslegung der neuen HDRTM-Maschine waren besonders kurze Zykluszeiten gefordert. Krauss Maffei konzipierte eine für

unsere Ansprüche optimal ausge­ legte Systemlösung“, erklärt Ste­ phan Fraunhofer, Entwicklungs­ leiter bei Fritzmeier. Das Ergebnis ist eine maßgeschneiderte HDRimstar Compact in Ausführung einer 4-Strang-Maschine mit vier Mischköpfen. Mit ihr können je­ weils zwei Pressen bedient werden. Durch die Verwendung von Um­ schalteinheiten können somit mit einer einzigen 4-KomponentenMaschine zwei Pressen mit Dop­ pelkavitäten betrieben werden. Dadurch wurde eine Investition in eine zusätzliche Dosieranlage vermieden. Eine weitere Herausforderung war das eingesetzte Matrixmaterial:

ein hochreaktives und damit auch besonders aggressives EpoxySystem. Die Besonderheit begann schon bei der Auswahl der Axial­ kolbenpumpen, die das Material zu den Misch- und Dosieranlagen fördern. „Durch unsere eigene Pumpenfertigung sind wir in der Lage, die Pumpen exakt an die Anforderungen des Kunden an­ zupassen, damit die Anlage mit hoher Effizienz betrieben werden kann“, erklärt Erich Fries, Leiter der BU Composites und Oberflä­ chen bei Krauss Maffei. Bereits seit 2010 fertigt Krauss Maffei als einziger Anbieter am Markt die Pumpen in Eigenregie und kann so schnell und indivi­ duell auf die Bedürfnisse der Kun­ den eingehen. Optimal ausgelegt für die Verarbeitung der schnell reagierenden Epoxy-Systeme sind auch die Misch- und Dosieranla­ gen der Rimstar-Baureihe. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre Flexibilität sowie durch eine hohe Produktqualität bei niedrigen Ausschussraten aus. „Die Hoch­ druckinjektion mit der RimstarBaureihe erlaubt es, schnell reagie­ rende Harzsysteme zu verarbeiten. Damit wird ein schnelles Füllen der Form für faserverstärkte Bau­ teile zugunsten kurzer Zykluszei­ ten ermöglicht“, ergänzt Fries. Ausgestattet ist die Rimstar-Com­ pact 8/4-8/4 HD-RTM bei Fritz­ meier mit vier Mischköpfen des Typs MK 10 2K-RTM. Sie erlauben eine optimale Vermischung von Harz und Härter und arbeiten nach dem selbstreinigenden Prin­ zip. Eine Trennmitteldosierung am Mischkopf inklusive dazuge­ höriger Trennmittelstation rundet das effiziente Mischkopfsystem ab. Mit den Dosiermaschinen können Systeme mit hohen An­

Hohlprofile für die Großserie

ILK untersucht komplexe Faserverbund-Hohlprofile mit kontinuierlichem Faserverlauf für den Übergang zur Großserie Fahrzeugbau Unter dem Dach des

Forschungs- und Technologiezen­ trums Forel startete kürzlich ein weiteres Forschungsvorhaben: Fupro – „Bauweisen- und Prozess­ entwicklung für funktionalisierte Mehrkomponentenstrukturen mit komplex geformten Hohlprofilen“. Das Projektkonsortium aus Indus­ trie und Wissenschaft wird koor­ diniert vom Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden.

Hohlprofile mit kontinuierlichen Fasern Leichtbau ist eine wesentliche Vo­ raussetzung für den künftigen Fahrzeugbau. Hierbei bieten hoch­ integrative Bauweisen mit einer Kombination von torsions- und biegesteifen Hohlprofilen, kom­ plexen Knotenstrukturen und flächigen Bauelementen eine be­ sonders aussichtsreiche Möglich­ keit zur Gewichtsreduktion. Dabei erlaubt der Einsatz von leichten

Vorstudien zum Funktionalisieren von FKV-Hohlprofilen im Spritzgieß­ prozess Foto: ILK

Faser-Kunststof f-Verbunden (FKV) gegenüber den Metallkon­ struktionen eine zusätzliche kraft­ flussgerechte Verstärkung der einzelnen Bauteile. Während die Kombination von flächigen Ver­ stärkungsstrukturen, sogenann­ ten Organoblechen, und Spritz­ gießformmassen bereits an der Schwelle zur Serienanwendung steht, ist eine Integration von FKVHohlprofilen mit kontinuierli­

chem Faserverlauf bisher nicht möglich.

Neuartiger Fertigungsprozess Ziele von Fupro sind daher die Entwicklung und Analyse eines neuartigen großserienfähigen Fertigungsprozesses für Mehr­ komponentenstrukturen aus kom­ plexen FKV-Hohlprofilen, Or­

ganoblechen und Spritzgießform­ masse. Dadurch sollen ein weit über klassische Bauweisen hinaus­ gehendes Maß an Prozess-, Struk­ tur- und Funktionsintegration erreicht und so deutliche Ge­ wichtsreduzierungen von Fahr­ zeugen ermöglicht werden. Im Ergebnis des Projekts sollen die technologischen Voraussetzungen sowie das erforderliche Prozess­ wissen vorliegen, um diese Tech­ nologie kurzfristig in die Anwen­ dung zu überführen. Neben dem Fahrzeugbau wird auch branchenübergreifend Mehr­ wert geschaffen. So steigern die Weiterentwicklungen der Pre­ form-, Handhabungs- und Grei­ fertechnik den Automatisierungs­ grad. Fortschritte bei der energie­ effizienten Temperiertechnik lassen sich zudem auf werkzeug­ gebundene Fertigungstechik in allen Bereichen der Kunststoffver­ arbeitung übertragen. mg  www.tu-dresden.de/mw/ilk/

forderungen an die Verarbeitungs­ temperatur optimal dosiert wer­ den. Dabei sorgt die Hochdruck­ technik für eine intensive Vermi­ schung der Komponenten im Mischkopf.

Expertise zahlt sich aus Bei der Auslegung der passenden HD-RTM-Anlage nutzte Fritzmei­ er nicht nur die technischen Vor­ teile der Rimstar-Systeme, son­ dern profitierte auch von der langjährigen Erfahrung und Ex­

pertise von Krauss Maffei. Mit mehr als 65 HD-RTM-Maschinen am Markt ist Krauss Maffei welt­ weit führend. „Wir schätzen die langjährige Erfahrung und kom­ petente Beratung von Krauss Maffei über die gesamte Projekt­ phase. Im Ergebnis haben wir eine maßgeschneiderte Systemlösung erhalten, die uns einen klaren Wissensvorsprung verschafft“, lobt Florian Kirschner, Produkti­ onsleiter bei Fritzmeier, die gute Zusammenarbeit. mg  www.kraussmaffei.com

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VERBUNDWERKSTOFFE/K-ZEITUNG DIGITAL 24 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Meistgeklickt auf www.k-zeitung.de 3D-gedruckte Kunststoffteile im Airbus A350 XWB

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Branche – Materialise wird mit seinem gemäß EN 9100 und EASA 21G zertifizierten Werk für 3D-Druck Airbus mit 3D-gedruckten Flugzeugbauteilen aus Kunststoff beliefern. Zum Einsatz kommen die Teile erstmals im neuen Airbus A350 XWB.

Effiziente Preformherstellung für die Massenproduktion von Carbonbauteilen Foto: Dieffenbacher

Leichtbau mit kurzer Taktzeit Vom Preform bis zum Tape: Dieffenbacher entwickelt voll­ automatische Verfahren rund um das Pressen von FVK-Bauteilen Produktionsprozesse Mit der Dief-

fenbacher Preform-Technik ist es kürzlich gelungen, die Herstellung von komplexen trockenen Carbonfaser-Preforms in vollautomatischem Ablauf und mit kurzen Zykluszeiten von 90 s beziehungsweise 40 Preforms pro Stunde, zu erreichen. Dabei werden aus Carbon­fasergewebe mehrere individuelle Lagen ausgeschnitten und zu einem endkonturnahen dreidimensionalen Preform drapiert. Der Preform wird im anschließenden HP-RTM-Prozess zum fertigen Bauteil verpresst. Im Gegensatz zu einem Spannrahmenverfahren bietet die Dieffenbacher Preform-Technik mehrere Vorteile. Durch endkonturnahes Preforming wird deutlich weniger des wertvollen Ausgangsmaterials Carbon verbraucht. Außerdem sind sowohl individuell geschnittene Lagen für partielle Verstärkungen innerhalb eines Preforms als auch mehrere Preforms innerhalb eines Zyklus möglich. Die maximale Schnittgröße liegt bei 4.000 × 2.500 mm.

Verkürzte Zykluszeiten beim HP-RTM Dieffenbacher ist es gelungen, mit einer Modifikation des HP-RTMVerfahrens bei der Bauteilfertigung aus Carbon die Taktzeiten weiter zu verkürzen und die Herstellungskosten zu senken. Beim herkömmlichen HP-RTM-Verfah-

ren wird mit einem hohen Druck von bis zu 80 bar das Harz in das komplett geschlossene Werkzeug eingespritzt. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass durch den hohen Druck Beschädigungen des Preforms mit Beeinträchtigung der Bauteilqualität entstehen können. In dem neuen Compression-RTMVerfahren wird mit einem Druck von nur 5 bis 10 bar das Harz in das nicht ganz geschlossene Werkzeug gespritzt. Für die Verteilung des Harzes und die Durchdringung des Preforms sorgt die Kraft der Presse, die sich nach dem Benetzungsvorgang schließt. Wesentliche Vorteile sind die kürzeren Injektionszeiten sowie die Möglichkeit, mehr Carbonfasern zu verwenden, wodurch das Bauteil eine höhere Festigkeit erhält.

Erstklassige Carbonoberfläche Serienmäßig lassen sich nun kohlefaserverstärkte Teile auch als Außenhautbauteile herstellen. Möglich macht dies das neu entwickelte Surface-RTM-Verfahren. Ohne aufwendiges manuelles Nacharbeiten entstehen lackierfähige Oberflächen. Zusammen mit weiteren Partnerunternehmen hat Dieffenbacher dieses Verfahren entwickelt und zur Serienreife gebracht. Der Produktionszyklus orientiert sich im ersten Prozessschritt am herkömmlichen

RTM-Verfahren. Nachdem das Bauteil im Werkzeug ausgehärtet ist, werden die Werkzeughälften minimal geöffnet. Nun beginnt der zweite Prozessschritt: das Überspritzen der Oberfläche mit einem Primer. Einfallstellen und andere Oberflächenfehler werden so ausgeglichen und es bildet sich eine lackierfähige Schicht. Soll die Carbonoptik erhalten bleiben, kann in diesem zweiten Prozessschritt auch ein Klarlack eingespritzt werden.

Tailored LFT-D zur lokalen Verstärkung Beim Dieffenbacher Tailored LFT‑D-Verfahren werden in Kombination mit dem LFT-D-Werkstoff zusätzliche lokale Verstärkungsmaterialien dort im Bauteil platziert, wo erhöhte Anforderungen an Steifigkeit erforderlich sind. Für die Umsetzung dieses Prozesses bietet Dieffenbacher die Fiberforge Relay Station an. Hier wird parallel zur LFT-D-Anlage ein Tape-Fiber-Placement geschaltet. Die unidirektionalen Fasertapes bestehen aus Glas- oder Carbonfaser und sind in eine thermo­ plastische Matrix eingebettet. Sie kommen als Rollenware zum Einsatz. Der gesamte Prozess zur Verarbeitung ist vollautomatisiert in die LFT-D-Anlagentechnik integriert. mg  www.dieffenbacher.de

Fiberforge Relay Station für Tailored LFT-D-Fasertapes zur lokalen Verstärkung Foto: Dieffenbacher

In der Luftfahrt bricht mit dem A350 XWB eine neue Ära an. Dieser Airbus zeichnet sich durch einen um 25 % geringeren Treibstoffverbrauch und höchsten Fluggastkomfort aus. In den vollständig neu konzipierten A350 XWB hat Airbus einfache, robuste und effiziente moderne Systeme integriert, die für Zuverlässigkeit und geringen Wartungsbedarf sorgen. Vor diesem Hintergrund erscheint es nur logisch, bestimmte Bauteile des A350 XWB im 3D‑Druck zu produzieren, insbesondere wegen der Vorteile dieser Technologie in Bezug auf die Topologieoptimierung und funktionelle Integration. …

Fit für die Großserie

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Automotive – Automobilzulieferer Fritzmeier setzt auf HD-RTM-Technologie von Krauss Maffei bei der Herstellung carbonfaserverstärkter Bauteile unter anderem für die Karosserie des BMW i3.

CFK-Bauteile in Großserie – ein Anspruch, der nicht zuletzt dank der Markteinführung von Elektroautos wie dem BMW i3 umgesetzt wird. Das HD-RTMVerfahren (Hochdruck-Resin-Transfer-Moulding) von Krauss Maffei unterstützt Verarbeiter dabei auf dem Weg zu mehr Automatisierung und kurzen Zykluszeiten. …

Carbon Core Karosserie des BMW 7er erhält Euro Car Body Award 2015

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Branche – Für den einzigartigen Verbund aus CFK, Aluminium und Stahl hat die neue Generation des BMW 7er die weltweit bedeutendste Auszeichnung für Innovationen im Karosseriebau erhalten: den Euro Car Body Award 2015 – und dies mit einer neuen Punktebestmarke.

Automobilbauexperten aus aller Welt sind sich einig. Der Carbon Core für die Karosseriestruktur der neuen BMW 7er Reihe ist derzeit im Karosseriebau das Maß aller Dinge. …

Individuelles Interieur durch neue Folientechnik

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Hilfstechnik – Benecke-Kaliko unterstützt mit dem neuen Oberflächenmaterial Xpreshn­die Individualisierung des Fahrzeugs. Zahlreiche funktionale Erweiterungen der Produkt­ eigenschaften eröffnen bis zu 60 % leichtere Lösungen ohne Abstriche an Qualität und Komfort.

Der Oberflächenspezialist und Automobilzulieferer Benecke-Kaliko, Hannover, unterstützt nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zur individuellen Gestaltung der Oberflächen im Fahrzeug. „Heute sind es individuelle Innenraumkonzepte und auf unterschiedliche Bedürfnisse zugeschnittene Baureihen, die den Kunden locken“, erklärt Dominik Beckman, Global Head of Marketing bei Benecke-Kaliko. Hier unterstützt die Xpreshn-Produktfamilie der Contitech-Tochter. …

Erstmals 3D-Druck mit Biopolymer

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3D-Druck – Die Premiere der Fachmesse Formnext 2015 in Frankfurt nutzte Arburg für zwei Premieren rund um den Freeformer: Erstmals vorgestellt wurde die industrielle additive Fertigung eines PC/ABS-Blend mit Flammschutz, aus dem ein Freeformer exemplarisch das bewegliche Funktionsbauteil „Nautilus Gear“ hergestellt hat. Das zweite Exponat produzierte eine Zweikomponenten-Planetenrolle aus einem Biopolymer in Kombination mit elastischem TPU.

„Mit dem Freeformer und AKF – Arburg KunststoffFreiformen – steht ein innovatives System für die additive Fertigung zur Verfügung, das wir kontinuierlich und praxisnah weiterentwickeln“, betont Dr. Eberhard Duffner, der als Arburg Bereichsleiter Entwicklung auch den Bereich AKF verantwortet. „Einen Fokus legen wir auf die Prozessstabilität sowie die Steigerung von Reproduzierbarkeit und Bauteilqualität.“ Auf der Formnext 2015 wurde am Bauteilbeispiel „2K-Planetenrolle“ erstmals die Materialkombination TPU und Biopolymer präsentiert. Aus dem biologisch abbaubaren Werkstoff entstehen die inneren Zahnräder, die von einer äußeren Laufrolle aus elastischem TPU eingefasst werden. Die Bauzeit beträgt rund drei Stunden. …

Sabine Koll Zuständig für den Bereich Spritzgießtechnik 07031 416860 [email protected]

TECHNOLOGIE

SPRITZGIESSTECHNIK 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 25

Schaltzentrale Spritzgießmaschine Die Antwort der Wittmann Gruppe auf Industrie 4.0 – Anbindung von Peripheriegeräten Industrie 4.0 Auf dem Weg zu In-

Neues Leichtbauverfahren: Das auf der Fakuma 2015 mit Profoam produzierte geschäumte Kinematikgehäuse für das PkwInterieur wog 361 g. Das sind rund 13 % weniger als beim Kompaktspritzgießen Foto: Arburg

Schonung für faserverstärkte Kunststoffe

dustrie 4.0 hat Wittmann Battenfeld auf der Fakuma in diesem Jahr mit Wittmann 4.0 seinen Fahrplan präsentiert. Vernetzung ist für das Unternehmen seit der Übernahme von Battenfeld vor sieben Jahren ein wichtiges Thema. Bereits im Übernahmejahr wurde die Integration des Wittmann-Roboters in die Maschinensteuerung Unilog realisiert. Danach begannen die Österreicher sukzessive mit der Integration von Peripheriegeräten. Auf der Fakuma 2014 wur-

ermöglicht. Der gesamte Verarbeitungsprozess von der Material­ zuführung und -mischung über die Temperierung und Automatisierung bis hin zum Spritzgießen kann damit optimal abgestimmt und nachvollzogen werden. Ebenso ist es möglich, alle Einstellungen, Automatisierungsabläufe und Rezepte zentral im Werkzeugkatalog abzuspeichern und von dort im Falle eines Werkzeugwechsels an die richtigen Geräte zu verteilen. Dadurch können Rüstzeiten und die daraus

sches An- und Abstecken der genannten Geräte auch während des Betriebs der Anlage.

Eine App ermöglicht die Statusabfrage Ergänzend zu Wittmann 4.0 stellt das Unternehmen eine App zur Statusabfrage von Spritzgieß­ maschine und Roboter zur Verfügung: Über die Wiba Quicklook App kann der Status der Spritzgießmaschinen und Roboter einfach und bequem über das Smart-

Physikalisches Schäumen im neuen Profoam-Verfahren – Entwicklung von Arburg und IKV Leichtbau Mit Arburgs neuer Schäumtechnik Profoam lassen sich leichte, stabile und verzugsarme Bauteile mit homogener Schaumstruktur spritzgießen. Als effizientes Beispiel zeigte der Spritzgießmaschinenbauer auf der Fakuma 2015 das physikalische Schäumen von glasfaserverstärkten Thermoplasten am Beispiel einer Automotiveanwendung. Ein hydraulischer Allrounder 630 S mit 2.500 kN Schließkraft und einer Spritzeinheit der Größe 1300 produzierte ein Kinematikgehäuse für das Pkw-Interieur. Die Zykluszeit für das Bauteil aus PC mit 20 % Glasfaseranteil betrug rund 65 s. Mit 361 g war das geschäumte Gehäuse rund 13  % leichter als ein vergleichbares kompaktes Spritzgussteil und er-

fordert entsprechend weniger Materialeinsatz. Die physikalische Schäumtechnik Profoam hat Arburg zusammen mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), Aachen, erforscht und weiterentwickelt. Das Verfahren zeichnet sich durch eine einfache Prozessführung aus. Das Kunststoffgranulat wird bereits in einer Granulatschleuse zwischen Vorratsbehälter und Materialeinzug mit Treibfluid angereichert. Die Spritzgießmaschine ist flexibel auch für andere Anwendungen nutzbar, so dass sich ohne Umrüsten kompakte Teile fertigen lassen. Faserverstärkte Kunststoffe werden bei Profoam ohne zusätzliche Scherung verarbeitet. Zum Einsatz kommt eine Plastifiziereinheit mit standardmäßiger Drei-Zonen-

Schneckengeometrie. Während des Plastifizierungsvorgangs löst sich das Treibgas in der Schmelze und tritt erst mit dem Druckabbau beim Einspritzen in Form von mikrozellularen „Bläschen“ wieder aus. Besonders gut lassen sich geschäumte Bauteile mit Faserverstärkung herstellen, um bessere mechanische Eigenschaften zu erzielen. Beim Einsatz solcher Materialien ergibt sich bei Profoam in der Regel eine größere mittlere Faserlänge der Glasfasern im Bauteil als beim herkömm­ lichen Kompaktspritzgießen. Abhängig vom Material kann die Oberflächenqualität durch eine variotherme Prozessführung verbessert werden. sk  www.arburg.com

30 % weniger

 www.kuz-leipzig.de

de bereits neben der Robotintegration die Integration von Temperiergeräten vorgestellt. Ende des Jahres folgten der Durchflussregler Flowcon und das gravimetrische Dosiergerät Gravimax. Somit können über die Maschinensteuerung B6 sowohl Maschinen als auch angeschlossene Roboter und Peripheriegeräte über die einheitliche Windows-Oberfläche verbunden und bedient werden, was eine Interaktion zwischen den einzelnen Geräten

Hier als Schaltzentrale für das MES-System zur Einsicht in die wichtigsten Parameter

entstehenden Kosten deutlich reduziert werden. Ebenso wichtig ist die zentrale Sammlung von Fehlermeldungen und Zuständen aller mit Wittmann 4.0 zusammengeschlossenen Geräte. Mit Wittmann 4.0 wird die Spritzgießmaschine zur Schaltzentrale für Roboter, Peripheriegeräte sowie übergeordnete Systeme wie das MES-System Authentig des Softwarehauses T.I.G. Gemäß dem Motto „Plug and Produce“ ermöglicht Wittmann 4.0 ein dynami-

phone innerhalb des FirmenWLAN abgerufen werden. Die App verbindet sich mit den jeweils aktuellen Softwareversionen von Wittmann R8.3 Robotern und Wittmann Battenfeld Unilog B6 Steuerungen. Mithilfe von Wiba Quicklook können somit die wichtigsten Betriebsdaten und die Zustände der wesentlichsten in einer Produktionszelle funktionierenden Geräte schnell und einfach eingesehen werden. sk  www.wittmann-group.com

www.kraussmaffei.com

Oberflächentechnik Innovative Lö-

sungsansätze für intelligenten Leichtbau und Mehrkomponententechnologien zur Veredlung von Oberflächen werden derzeit am Kunststoff-Zentrum Leipzig entwickelt. Die neue Leichtbaulösung entsteht im Forschungsprojekt „Ultraleicht+“: Sie verspricht bis zu 30 % Gewichtseinsparung bei vergleichbarer Biegefestigkeit im Ver­g leich zum kompakten Werkstoff. Die Leichtbaulösung kombiniert im Zweikomponenten-Sandwichspritzguss unterschiedliche Materialien für die Haut- (Metall­ersatzkunststoffe) und Kernschicht (Schaum). Daneben wird eine Innovation zur Herstellung widerstandsfähiger, lichtechter Designteile mit Metalleffekt-Lackschicht entwickelt. Das Verfahren beruht auf den Fertigungsprinzipien des Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens, wobei ein reaktives lösemittelfreies Polyurea-Gemisch als zweite Komponente in die Werkzeug­ kavität eingetragen wird. Dieses verbindet sich während der Vernetzung fest mit dem spritzfrischen Thermoplastträger. Der einstufige Prozess sichert durch kurze Zykluszeiten und schnelle Farbwechsel die wirtschaftliche Produktionsweise. sk

Die Spritzgießmaschine als Schaltzentrale für die Temperiergeräte Fotos: Wittmann Battenfeld

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TECHNOLOGIE

SPRITZGIESSTECHNIK 26 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

Mehr Effizienz durch dünnflüssigeres Hydrauliköl? Mit Blick auf die Energieeffizienz von Spritzgießmaschinen haben viele Faktoren eine Bedeutung. Naheliegend ist es, einmal den Viskositätswert des eingesetzten Hydrauliköls zu bewerten – einige Stimmen von Maschinenherstellern Maschinentechnik In vielen

»Circa ein bis drei Prozent an Einsparungen im Energie­ ver­brauch des Pumpenantriebs sind bei einer 32er-Viskosität möglich – eigene Tests mit Krauss Maffei-Maschinen sind derzeit im Gange« Gernot Huster, Leiter Entwicklung Hydrauliksysteme bei Krauss Maffei

Anwendun­gen müssen Spritzgieß­ maschinen zum Start erst einmal einen Ölheizvorgang durchführen, bevor die Öltemperatur ihren Grenzwert erreicht hat und damit die benötigte Viskosität für den Maschinenlauf. Ebenso kann es an kalten Tagen und bei langen Zykluszeiten passieren, dass die Spritzgießmaschine die Produktion stoppt und einen erneuten Heizvorgang einleitet. „Wenn man nun weiß, dass die derzeit vorgeschriebenen Hydrauliköle nicht einmal bei ,Not-Aus-Temperatur‘ in den für Wirkungsgrad und Komponentenlebensdauer optimalen Viskositätsbereich gelangen, will man natürlich Abhilfe schaffen“, erläutert Jörg Gerstel, Anwendungsingenieur beim Lübecker Unternehmen Boie, das unter anderem Schmierstoffe und Öle in verschiedenen Branchen vertreibt. Gerstel ist ein heftiger Verfechter für die Nutzung niedrigviskoserer Hydrauliköle in Spritzgießmaschinen. „Zum einen kann mit einem besser geeigneten Öl auf den sonst vor Produktionsstart notwendigen Ölaufheizvorgang verzichtet werden. Das spart Energie und Produktionszeit und verringert zweitens den ,Warmdrosselstress‘ für Komponenten und Öl. Etwaige Zusatz-Heizvorgänge bei langen Zyklen entfielen natürlich auch. Im Betrieb ist es so realistisch, zehn Prozent oder mehr der Antriebsenergie zu sparen.“

Öltank gegen Kälte dämmen? Gerstel nennt auch konkrete Beispiele, um den erkannten Missstand zu verdeutlichen: „Vor Kurzem habe ich einen Kunden besucht, der gerade eine neue hydrau­ lische Spritzgießmaschine gekauft hatte. Der Öltank der Maschine war vom Kunden mit irgend­ welchen Dämmplatten verkleidet worden. Dies geschah aus reiner Verzweiflung, weil man sonst mit der Maschine in der kalten Jahres­ zeit nicht vernünftig arbeiten könne.“ Mit zusätzlicher Dämmung versuchten nach Gerstels Wahrnehmung manche Verarbeiter, das morgendliche Anfahren der Spritzgießmaschine zu verkürzen und auch bei Anwendungen mit langen Zyklen ein Abfallen der Öltemperatur unter den fest einge­ stellten Grenzwert zu vermeiden. Gerstels Verbesserungsvorschlag an die Maschinentechnik ist einfach und grundlegend: Es sollte eine besser geeignete Hydraulikflüssigkeit mit deutlich geringerem Viskositätswert eingesetzt werden. „Dieses Öl brauchte sich zunächst einmal in nichts weiter als in der ISO-VG-Klasse vom jetzigen zu unterscheiden.“ Gerstel kann von erfolgreichen Versuchen an Kundenmaschinen berichten, bei denen ein Öl nach ISO VG 22 eingesetzt wurde. „An einer Haitian-Maschine konnten wir so rekordverdächtige Energieeinsparungen messen und sogar die Werte elektrischer Vergleichs­

maschinen übertreffen“, sagt Gerstel. Er spricht vom „Boie lvghviKonzept“ (Low viscosity gradehigh viscosity index) – der Einsatz eines so niedrigviskosen Öls wie möglich mit einem so ausgeprägten Mehrbereichscharakter wie nötig, immer auf den Anwendungsfall zugeschnitten. „Das dabei eingesetzte Öl entspricht in

»Die Öltemperatur sollte so gewählt werden, dass sie immer über der maximalen Umgebungstemperatur liegt und eine konstante Öltemperatur gewährleistet ist« Andreas Lechner, Leitung Konstruktion/Entwicklung bei Wittmann Battenfeld

allen Punkten den Spezifikationen der Komponentenhersteller wie Bosch-Rexroth, Linde oder Danfoss“, verspricht Gerstel. Bei den Maschinenherstellern stoßen diese Ideen auf eine deutlich abgekühltere Euphorie. Grundsätzlich lasse sich mit dem Einsatz eines niedrigerviskosen Hydrauliköls der Energieverbrauch etwas einschränken, bestätigt Gernot Huster, Leiter Entwicklung Hydrauliksysteme bei Anzeige

Krauss Maffei. „Circa ein bis drei Prozent an Einsparungen beim Energieverbrauch des Pumpenantriebs sind bei einer 32er-Viskosität möglich.“ Eigene Tests mit Krauss Maffei-Maschinen seien derzeit im Gange.

Mit geringerer Hitze „Unter gewissen Umgebungs- und Betriebsbedingungen kann durch den Einsatz eines niedrigerviskosen Hydrauliköls durchaus eine Reduzierung des Energieverbrauchs erzielt werden“, bestätigt auch Andreas Lechner, Leiter Konstruktion und Entwicklung

bei Wittmann Battenfeld. Der entscheidende Vorteil liege in der geringeren Abstrahlungsleistung durch ein niederes Temperaturniveau der kompletten Maschine. Wichtig ist Lechner allerdings, dass für die Prozess- und Teilekonstanz des auf einer Spritzgießmaschine hergestellten Produkts eine konstante Öltemperatur die Grundvoraussetzung bildet. „Diese Öltemperatur muss jahreszeiten­ unabhängig immer so gewählt werden, dass kein Ansteigen oder Absinken der Temperatur durch veränderte Umgebungsbedingungen eintritt. Die Öltemperatur sollte so gewählt werden, dass sie immer über der maximalen Umgebungstemperatur liegt, damit der Kühlwasserverbrauch minimiert werden kann und eine konstante Öltemperatur für geringste Prozessschwankungen gewährleistet ist.“ Sonst könne die Wahl eines besonders niedrigviskosen Hydrauliköls ins Leere laufen, wenn dadurch die Öltemperatur im Maschinenbetrieb unter die Umgebungstemperatur rutsche und damit hohe Kühlwasserverbräuche nötig werden sollten.

Viele Prozessstandards sind zu bedenken Bei Arburg reagiert man skeptisch auf den Vorschlag, die Ölviskosität und das Temperaturniveau der Spritzgießmaschine zu variieren. Schließlich werde nicht allein das Öl, sondern die gesamte Maschine auf Mindestbetriebstemperatur gebracht, um die Achsen in der notwendigen Genauigkeit führen zu können. „Die Allrounder von Arburg arbeiten in Bezug auf Öltemperatur schon lange selektiv, das heißt, je nach Maschinentechnologie wird mit variabler nach oben beschränkter oder voll geregelter Öltemperatur gefahren. Bei schnellen Prozessen, etwa im Verpackungsbereich, wirkt sich eine schwankende Ölviskosität auf die Dynamik der Servoventile und die Dichtungsreibwerte aus und somit auf die Stabilität des gesamten Prozesses“, sagt Dr. Eberhard Duffner, Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg. Dort ist man zurückhaltend mit dem Einsatz niedrigviskoser Spezialöle, da meist die Freigabe dieser Öle für die verbauten Systemkomponenten nicht gewährleistet sei und es bezüglich deren Stabilität und Auswirkungen auf die verwendeten Dichtungssysteme negative Erfahrungen gebe. Aus verschiedenen Felderprobungen zog man bei Arburg den Schluss, dass sich vor allem die von Herstellern prognostizierten Langzeit­ eigenschaften nicht erreichen ließen. „Um in diesem Kontext die Langlebigkeit der Maschinen und verbauten Komponenten zu gewährleisten, werden bei Arburg intern immer wieder solche Öle im Langzeittest untersucht. Eine allgemeine Freigabe konnte bisher jedoch nicht erteilt werden“, schildert Duffner. Auch bei Wittmann Battenfeld wird empfohlen, dass der zulässi-

ge Viskositätsbereich für Hydraulikkomponenten nicht unterschritten wird, „denn niedrige Viskosität heißt erhöhte Leckagen“, warnt Lechner. „Durch den Einsatz von niedrigviskosen Hydraulikölen können durchaus Schäden an den Hydraulikkomponenten wie Pumpen oder Motor nicht ausgeschlossen werden. Bei Einsatz des Schmiermittels für Lager kann sich dieses negativ auf die Lebensdauer der Drucklager oder auf die Dichtheit von Zylindern auswirken.“

Risiko von Leckagen Zur Wahrung der Garantie­ ansprüche sollten daher „auf alle Fälle“ die vom Hersteller freigegebenen Hydrauliköle eingesetzt werden, für Wittmann BattenfeldMaschinen sind das HLP 32 und HLP 46. „Öle niedrigerer Viskosität können wir nicht empfehlen“, sagt Lechner. Bei Krauss Maffei rät Experte Huster zu einem „32er-Öl mit einem Viskositätsindex (VI) größer 160“ als optimales Hydraulik­ öl mit energieeffizientestem Viskositätsgrad. Auch für Huster überwiegt die Sorge vor Leckagen

»Meist ist die Freigabe niedrigviskoser Spezialöle für die verbauten Systemkomponenten nicht gewährleistet« Dr. Eberhard Duffner, Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg

gegenüber der Chance auf noch mehr Energieeffizienz durch extrem niedrigviskoses Hydrauliköl. „Da gibt es einige Risiken, zum Beispiel einen erhöhten Komponentenverschleiß, eine erhöhte äußere Leckage oder den Verlust von Garantie- und Gewährleistungsansprüchen.“ gr  www.boie.com

Mehr Infos zum Einsatz optimierter Öle In der App zu dieser Ausgabe wird das angesprochene Erfolgsbeispiel an einer Haitian-Maschine samt Verbrauchswerten näher geschildert. Zudem erfährt der Leser mehr über den Wert der Ölwartung. Einfach den QR-Code mit Smartphone oder Tablet einscannen und digital weiterlesen.

Boy-Maschine spart Energie mit ­optimierten Hydraulikfluiden Viskosimetrie Evonik präsentierte zur diesjährigen Fakuma erstmals die Technologiemarke Dynavis. Das Team um Dynavis hat umfassende Tests zur Optimierung der Viskosität von Hydraulikfluiden an Spritzgießmaschinen durchgeführt und ausgewertet. Wie der Hersteller verspricht, optimiert die Dynavis-Technologie die Viskosimetrie von Hydraulikfluiden. Versuche gemeinsam mit dem Maschinenhersteller Dr. Boy verliefen sehr vielversprechend. Der für den Test bereitgestellte Spritzgießautomat Boy 35 E war mit einer Econ-Plast-Ausstattung versehen – und damit eigentlich bereits auf einen hohen Wirkungsgrad getrimmt. Hier konnte durch einen Wechsel des Hydraulikfluids eine weitere Effizienzsteigerung erzielt werden. Die in den meisten Spritzgießmaschinen verwendeten

Messbarer Zugewinn an Effizienz durch Wechsel auf ein mit Dynavis-Technologie formuliertes Hydraulikfluid, beobachtet an einem Boy-Spritzgießautomaten Foto: Evonik Fluide sind nach ISO 46 formuliert. Das mit der Dynavis-Technologie formulierte ISO 32 Fluid lieferte im Testeinsatz dank der optimierten Viskosität volle Leistung. Ein dünnes Öl pumpt sich leichter, wie der Hydraulikfluidanbieter betont – angesichts der reduzierten Reibung waren mit dem Boy-Spritzgießautomaten im Bestpunkt zweistellige www.evonik.com Energieeinsparungen möglich. gr

TECHNOLOGIE

SPRITZGIESSTECHNIK 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23 27

Weiter in Richtung Null-Fehler-Produktion Die Software IQ Clamp Control optimiert automatisch die Schließkraft Schließkraft Sich selbst adaptieren-

de, dezentrale Assistenzsysteme steigern die Prozessfähigkeit und Qualität und sind ein wichtiger Baustein der smarten Fabrik, die im Zentrum des Inject 4.0 Programms von Engel steht. Mit IQ Clamp Control gibt es nun vom österreichischen Spritzgießmaschinenbauer neue Software, die auf Basis der Werkzeugatmung automatisch die für die jeweilige Anwendung optimale Schließkraft ermittelt und anpasst. Das Prefix IQ steht für „intelligente Qualität“ und meint die Integration von Expertenwissen in die Steuerung der Spritzgießmaschine. Ziel ist es, die Qualität des Produktionsprozesses und damit der hergestellten Produkte nachhaltig zu steigern. Während die vor drei Jahren vorgestellte Software IQ Weight Control den Einspritzprozess optimiert, lag der Entwicklungsfokus bei IQ Clamp Control auf der Schließeinheit. Durch die kontinuierliche Anpassung der Schließkraft hält die Software die Werkzeugatmung auch bei schwankenden Prozessbedingungen automatisch konstant. Während des Einspritzvorgangs werden durch den Auftreibdruck der Schmelze die beiden Werkzeughälften um einige Tausendstel bis Hundertstel Millimeter auseinandergedrückt. Dieser Vor-

gang wird als Werkzeugatmung bezeichnet. Ist die Werkzeug­ atmung zu groß oder zu gering, kann es zu Ausschuss infolge von Gratbildung oder Brennern kommen. Bei einer zu hohen Schließkraft wird das Werkzeug außerdem übermäßig beansprucht und der Schließkraftaufbau verbraucht unnötig viel Energie. Um die Schließkraft manuell zu optimieren, lässt sich die Werkzeugatmung mithilfe einer Messuhr bestimmen. Dies ist jedoch eine subjektive und ungenaue Angelegenheit. Die Messergebnisse hängen stark von der Platzierung der Messuhr ab. Außerdem erfordert ihre Interpretation sehr viel Erfahrung. Viele Spritzgießer arbeiten deshalb mit der maximal möglichen Schließkraft, statt diese an den jeweiligen Prozess anzupassen.

Da die Werkzeugatmung durch den in der Kavität wirkenden Form­innendruck entsteht, ähnelt ihr Verlauf stark einer über die projizierte Formteilfläche gemittelten Forminnendruckkurve. Der Vorteil gegenüber der Forminnendruckmessung im Werkzeug ist, dass keine zusätzlichen Sensoren oder weitere teure Hardware benötigt werden. Die Entwicklungsingenieure von Engel haben einen Weg gefunden, unter Verwendung der bestehenden Sensorik der Spritzgießmaschine die Werkzeugatmung im laufenden Prozess zu berechnen. Hierfür wird das Schließsystem inklusive Werk-

zeug als Feder betrachtet und die Federsteifigkeit während des Schließkraftaufbaus ermittelt. Beim Einspritzen nimmt die Spannung der Feder durch die Werkzeugatmung geringfügig zu, womit sich die Schließkraft gegenüber dem eingestellten Soll-Wert minimal erhöht. Um diese Erhöhung sehr genau zu bestimmen, werden zu Produktionsbeginn Trockenlaufzyklen durchgeführt und der Schließkraftverlauf als Referenzkurve gespeichert. IQ Clamp Control reduziert auf diese Weise deutlich das Risiko von Qualitätsmängeln, sorgt für eine optimale Werkzeugentlüf-

tung, schützt das Werkzeug vor Überspritzen und erhöht die Energieeffizienz. In einem ersten Schritt wird die neue Software für Engel Spritzgießmaschinen mit elektrischen Schließeinheiten bis zu einer Schließkraft von 2.200 kN angeboten. sk  www.engelglobal.com

Beim Aufbau der Schließkraft verringern sich die Werkzeughöhe sowie das Volumen der Kavität (Mitte). Ein Teil dieser Stauchung wird beim Einspritzen durch den Auftreibdruck der Schmelze zurückgestellt (unten). Die daraus resultierende Änderung der Werkzeughöhe wird als Werkzeugatmung bezeichnet. IQ Clamp Control ermittelt die Werkzeugatmung und stellt automatisch die optimale Schließkraft ein Grafik: Engel

Benötigt keine zusätzliche Hardware Um nicht länger wettbewerbs­ relevante Effizienzpotenziale zu vergeben, hat Engel mit IQ Clamp Control eine Software entwickelt, die auf objektiver Basis die optimale Schließkraft automatisch ermittelt und einstellt. Damit ist die CC300 Steuerung der Engel Spritzgießmaschinen nun in der Lage, selbstständig einen prozessrelevanten Soll-Wert zu ermitteln.

Ultrakurze Verweilzeit Schnecke mit acht Millimeter Durchmesser Mikrospritzgießen Boy hat mit der

kleinsten Schneckenkolben-Plastifiziereinheit eine Weiterentwicklung im Bereich Mikrospritzguss vorgestellt. „Mit einem Schnecken­ durchmesser von nur acht Millimeter setzen wir in der Serienproduktion von Mikro- und Kleinstteilen neue Maßstäbe“, sagte Alfred Schiffer, geschäftsführender Gesellschafter von Boy. Auf der Fakuma zeigte der Spritzgießautomatenbauer aus Neustadt-Fernthal die Plastifiziereinheit am Beispiel der Produktion einer Mikro-Osteosyntheseplatte mit einem Spritzvolumen von nur 0,06 cm³ und einem Teilegewicht von 0,078 g auf einer Boy XS. Schiffer: „Der besondere Vorteil dieser kleinsten uns bekannten Schneckenkolben-Plastifiziereinheit ohne Vorplastifizierung liegt in

der deutlich kürzeren Verweilzeit des plastifizierten Materials im Schneckengang.“ Mit nur 1,9 cm³ Gangvolumen bietet die Boy XS mit dieser Plasti­ fiziereinheit somit große Vorteile bei der Verarbeitung thermisch sensibler Materialien. Bei der Fakuma-Anwendung beispielsweise verblieb das Material PBT nur circa 5 min in der Plastifiziereinheit. Gegenüber einer Schnecke mit 12 mm Durchmesser reduziert sich die Verweilzeit um mehr als 75 %, bei 14 mm Durchmesser sogar um circa 82 %. Tests mit einer Vielzahl unterschiedlichster Materialien verliefen durchweg positiv. Diese 8-mmPlastifiziereinheit nimmt Boy serienmäßig als Ergänzung zur XS ins Produktprogramm auf. sk  www.dr-boy.de

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Diese Mikro-Osteosyntheseplatte mit einem Teilegewicht von nur 0,078 g entstand auf der Fakuma mit der neuen SchneckenkolbenPlastifiziereinheit Foto: Boy

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BEZUGSQUELLEN 4. DEZEMBER 2015 | AUSGABE 23 29

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Förderbänder, Separiersysteme, Aufnahmeanlagen

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Gneuß Kunststofftechnik GmbH Mönichhusen 42, 32549 Bad Oeynhausen Tel. 05731/53 07 0, Fax 05731/53 07 77 E-Mail: [email protected]

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WORLD OF PLASTICS 32 4. Dezember 2015 | Ausgabe 23

BMW: Additive Fertigung mit langer Tradition BMW Group feiert 25 Jahre additive Fertigung – durchschnittlich 100.000 Bauteile pro Jahr – großes Potenzial im Serieneinsatz und in personalisierten Fahrzeugteilen – neue, deutlich schnellere CLIP-Technologie bereits im Einsatz hergestellten Sitzen deutlich zu verringern und eine ideale Passgenauigkeit zu gewährleisten – ein erheblicher Vorteil für die Spieler.

3D-Druck Die additive Fertigung

– eines der absoluten Zukunftsthemen für die produzierende Industrie – hat bei BMW eine lange Tradition. So feiert die BMW Group in diesen Tagen 25 Jahre additive Fertigung. Dr. Udo Hänle, Bereichsleiter für Produktionsstrategie, technische Integration und Pilotwerk: „Der frühzeitige und zielgerichtete Einsatz innovativer additiver Verfahren hat uns in den vergangenen Jahren zu einem führenden Pionier im 3DDruckbereich gemacht. Im BMW Group Technology Office in Mountain View, im Silicon Valley der USA, setzen wir bereits jetzt die neue CLIP-Technologie – Continuous Liquid Interface Production – in einem ersten Testlauf ein.“ Das CLIP-Verfahren ist deutlich schneller als bisherige Verfahren, da es mit einer flächigen Belichtung durch einen Beamer arbeitet.

Hilfswerkzeug schont Montagemitarbeiter

Hohe Qualität und Gestaltungsfreiheit 3D-Druckverfahren werden heute bei der BMW Group in einer Vielzahl von Bereichen angewendet. Dr. Hänle: „In additiven Verfahren gefertigte Teile bieten einen hohen Grad an Freiheit in der Formgebung und können gleichzeitig schnell und in passender Qualität produziert werden. Für die Zukunft sehen wir ein großes Potenzial im Serieneinsatz sowie für neue Kundenangebote, beispielsweise bei personalisierten Fahrzeugteilen und der Ersatzteilversorgung.“ Langfristig sollen Kunden die Möglichkeit bekommen, einzelne Fahrzeugteile nach individuellen Vorstellungen anfertigen lassen zu können. Die Anfänge des 3D-Drucks reichen bei BMW bis in das Jahr 1990 zurück. Damals hat das Rapid Technologies Center der BMW Group die erste Anlagenentwicklung beauftragt und ab 1991 erste Prototypenteile auf einer eigenen

Jedes Jahr entstehen bei der BMW Group rund 100.000 additiv gefertigte Bauteile für die verschiedensten Anwendungen. Die Bandbreite reicht vom Prototypen bis zum Serienteil und von der Montagehilfe bis zum Ersatzteil für klassische Fahrzeuge Foto: BMW

Stereolithografieanlage produziert. Die additiv gefertigten Teile wurden anfangs überwiegend im Konzeptfahrzeugbau eingesetzt und im Laufe der Jahre kontinuierlich für zusätzliche Einsatzzwecke weiterentwickelt. Heute nutzt die BMW Group je nach Bauteilanforderung unterschiedliche Verfahren und Werkstoffe. Klassische Anwendungsbeispiele für die additive Fertigung finden sich heute vor allem in Bereichen, in denen maßgeschneiderte und zum Teil sehr komplexe Komponenten in kleinen Stückzahlen

erforderlich sind. Dies ist vor allem in der Vorentwicklung, der Fahrzeugabsicherung und -erprobung oder bei Concept- und Showcars der Fall. Aber auch im Werkzeugbau und bei der Herstellung von Betriebsmitteln finden die Verfahren ihren Einsatz.

Ersatzteile für klassische Fahrzeuge Ein besonderes Highlight für die Technologien stellen komplette Neufahrzeugentwicklungen dar. Wie beispielsweise bei den BMW

Ein ergonomisches Hilfswerkzeug aus dem 3D-Druck schützt die Mitarbeiter in der Fahrzeugmontage bei bestimmten Tätigkeiten vor einer übermäßigen Belastung der Daumengelenke Foto: BMW

i-Fahrzeugen sind hierfür keine Vorgängerfahrzeuge verfügbar, und die ersten Prototypenfahrzeuge müssen deshalb zum Großteil additiv gefertigt werden. Neben dem Einsatz der additiven Fertigung für zukunftsweisende Neufahrzeuge liegt auch ein besonderer Charme in der Technologienutzung für klassische BMW Fahrzeuge. Dies kann besonders bei sehr alten Sammlerstücken dazu führen, dass eine Komponente dreidimensional gescannt wird und daraus digitale Daten erzeugt werden. Mittels dieser

„Reverse Engineering“-Methode lassen sich heute nicht mehr verfügbare Teile für die Ersatzteil­ fertigung additiv fertigen. Das 3D-Druck-Know-how nutzt BMW aber nicht nur für die Entwicklung und Herstellung von Automobilen. Ein Beispiel ist das Engagement des Rapid Technologies Centers für das britische Para­ lympics-Basketballteam im Jahr 2012. Für das Team wurden individuelle Rollstuhlsitze anhand von 3D-Körperscans gefertigt. Dadurch war es möglich, das Gewicht im Vergleich zu konventionell

Seit Mitte 2014 schützt ein ergonomisches Hilfswerkzeug aus dem 3D-Druck zudem die Mitarbeiter in der Fahrzeugmontage bei bestimmten Tätigkeiten vor einer übermäßigen Belastung der Daumengelenke. Jede der flexiblen Montagehilfen ist ein Unikat und wird individuell an die jeweilige Handform und -größe des einzelnen Mitarbeiters angepasst. Die additive Fertigung bei BMW umfasst neben vielen Teilen aus Kunststoff auch Lösungen aus Metall, von denen einige bereits in einer Kleinserie eingesetzt werden. Schon seit mehreren Jahren verwendet BMW in den DTMFahrzeugen Wasserpumpenräder, die aus Metall im 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Im April dieses Jahres kam das 500ste Wasserpumpenrad aus dem 3DDrucker zum Einsatz. Das hochbelastete Präzisionsbauteil besteht aus einer Aluminiumlegierung und hat sich im harten Sporteinsatz bestens bewährt: Durchweg alle Pumpenräder arbeiteten ohne Ausfall und bestätigen damit die Kompetenz von BMW in den additiven Fertigungsverfahren. Das Team des Rapid Technologies Centers im Forschungs- und Innovationszentrum FIZ der BMW Group bearbeitet heute jährlich nahezu 25.000 Prototypenaufträge und liefert dabei 100.000 Bauteile pro Jahr aus. Das Spektrum reicht vom kleinen Kunststoffhalter über Designmuster bis hin zu Fahrwerkskomponenten für die Funktionserprobung, wobei – je nach Verfahren und Bauteilgröße – die Bauteile schon nach wenigen Tagen zur Verfügung stehen. gk  www.bmwgroup.com

Jede der flexiblen Montagehilfen ist ein Unikat und wird individuell an die jeweilige Handform und -größe des einzelnen Mitarbeiters angepasst Foto: BMW

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