„Mehr als eine Maschine“ – unter diesem Motto präsentiert die Engel Austria GmbH, Schwertberg (Österreich), ihre Systemlösungskompetenz auf der Fakuma in Friedrichshafen. Automatisierung, Verfahrenstechnologien, Prozessoptimierung und Services gehören bei Engel […]
Der Messestand von Engel auf der Fakuma 2015 ist als „smart factory“ konzipiert. Die Maschinen sind miteinander vernetzt. Selbst adaptierende, dezentrale Systeme steigern die Prozessfähigkeit und Qualität. (Abb.: Engel)
„Mehr als eine Maschine“ – unter diesem Motto präsentiert die Engel Austria GmbH, Schwertberg (Österreich), ihre Systemlösungskompetenz auf der Fakuma in Friedrichshafen. Automatisierung, Verfahrenstechnologien, Prozessoptimierung und Services gehören bei Engel zum festen Bestandteil der Systemphilosophie. Anhand von fünf innovativen Anwendungen für die Branchen Automotive, Technical Moulding, Teletronics, Packaging und Medical macht der Maschinenbauer an seinem Messestand deutlich, wie sich durch intelligente Komponenten und die Vernetzung von Maschinen und Anlagen deren Potenzial vollständig ausschöpfen lässt.
Effizienz, Produktivität, Verfügbarkeit, Qualität und Flexibilität entscheiden über die Wettbewerbsfähigkeit. Für ein optimales Ergebnis reicht es aber nicht aus, die besten Spritzgießanlagen einzusetzen, vielmehr gilt es, deren Möglichkeiten auszureizen. Inject 4.0 – so lautet der Ansatz von Engel, diesen Herausforderungen zu begegnen. So hat der Maschinenbauer bereits heute zahlreiche Produkte im Programm, die seine Kunden genau bei dieser Optimierung unterstützen. Diese Produkte spielen bei Engel auf der Fakuma 2015 eine Hauptrolle. Erstmalig ist der gesamte Messestand als smart factory konzipiert, eine sich selbst optimierende Fertigung, die auf drei Kernelementen basiert:
- smart machines, die mit selbst adaptierenden, dezentralen Systemen die Prozessfähigkeit und Qualität steigern,
- smart production, die dank horizontaler und vertikaler Datenintegration eine hohe Produktivität sicherstellt, und
- smart services, die dank kurzer Wege und mit Hilfe von Fernwartungstools die Verfügbarkeit erhöhen.
An einem zentralen Rechner laufen während der Messe alle Maschinendaten zusammen. Dort lassen sich über die MES-Lösung e-factory Aufträge einplanen, die Status der Spritzgießmaschinen abfragen und Qualitätsauswertungen oder Dokumentationen erstellen (smart production). Gleichzeit erhalten die Messebesucher Einblick, wie sich über das Kundenportal e‑connect online Ersatzteile identifizieren und bestellen lassen oder ohne Zeitverlust ein Service Request platziert werden kann (smart services).
Keine Frage, dass auch die Maschinen am Engel-Messestand smart funktionieren. So erhöhen zum Beispiel die Softwarelösungen der iQ Produktfamilie die Prozessstabilität, indem sie den Plastifizier- und Formprozess kontinuierlich analysieren und bei Soll-Abweichungen automatisch nachregeln, während e-flomo selbsttätig eine konstante Kühlwasserversorgung sicherstellt und damit ebenfalls zur Erhöhung der Prozessfähigkeit beiträgt.
Welche inject 4.0 Produkte zu einem optimalen Gesamtergebnis führen, sieht für jede Spritzgießaufgabe, jedes Unternehmen und jeden Standort anders aus – auch das wird am Messestand von Engel deutlich. Die smart factory in Friedrichshafen präsentiert fünf innovative Anwendungen aus fünf verschiedenen Branchen, die jeweils ihre ganz individuellen Anforderungen stellen.
Automotive: Edle Hölzer wirtschaftlich verarbeiten
Gemeinsam mit seinen Partnern hat Engel einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung von Dekorelementen mit Echtholzfurnieren entwickelt. Kurz nach der Fakuma wird die erste Serienanwendung starten. (Foto: HIB Trim Part Solutions)
Edle Hölzer im Autoinnenraum vermitteln Wohlbehagen und einen Hauch von Luxus. Gemeinsam mit HIB Trim Part Solutions in Bruchsal – ein Tochterunternehmen der NBHX Trim GmbH – und weiteren Partnern hat Engel einen Prozess zur wirtschaftlichen Herstellung von Dekorelementen mit Echtholzfurnieren entwickelt. Im clearmelt-Verfahren werden die Furniere in einem Arbeitsgang mit einem Thermoplast hinterspritzt und zum Schutz der Oberfläche mit einem transparenten Polyurethan überzogen. 2009 wurde das Verfahren vorgestellt; jetzt steht es kurz vor seiner ersten Serienanwendung. Bevor die für die Serie ausgelegte Fertigungszelle bei HIB Trim Part Solutions ihren Dienst antritt, wird sie auf der Fakuma Edelholz-Dekorelemente in einem 2-fach-Werkzeug produzieren.
Herzstück der Fertigungszelle ist eine Spritzgießmaschine duo 3550/650 combi M mit Wendeplatte, um auch hohe Stückzahlen mit kurzen Zykluszeiten und höchster Produktivität herzustellen. Auf der einen Werkzeugseite werden die Holzfurniere mit PC/ABS hinterspritzt, während gleichzeitig auf der zweiten Seite die unmittelbar zuvor gefertigten Grundelemente mit PUR überflutet werden. Systempartner für die PUR-Technologie ist Hennecke, St. Augustin. Um den gesamten Polyurethan-Prozess über das Display der Spritzgießmaschine steuern zu können, hat Engel die Hennecke-Lösung vollständig in die CC300 Maschinensteuerung integriert.
Auch Weiterentwicklungen im Bereich der Materialien steigern die Produktivität des clearmelt-Verfahrens. Das auf der Fakuma eingesetzte Polyurethan enthält bereits ein Trennmittel, was einen kompletten Arbeitsgang einspart. Bislang mussten die Kavitätenoberflächen vor der PUR-Verarbeitung mit Trennmittel besprüht werden.
Ein Konsolroboter easix legt die Holzfurniere ins Werkzeug ein und entnimmt die Fertigteile. Zum ersten Mal präsentiert Engel seine neuen großen easix-Roboter auf einer Messe. (Foto: Engel)
Die Fertigungszelle arbeitet hochautomatisiert. Oberhalb der Schließeinheit der Spritzgießmaschine befindet sich ein easix-Konsolroboter, der sowohl die Holzfurniere ins Werkzeug einlegt, als auch die Fertigteile entnimmt und austaktet. Es ist das erste Mal, dass Engel seine neuen großen easix-Roboter auf einer Messe präsentiert. Durch die Zusammenarbeit mit Kuka Roboter, Augsburg – ist der Maschinenbauer in der Lage, auch seine größten Spritzgießmaschinen mit Schließkräften bis 55.000 kN mit Mehrachsrobotern durchgängig zu automatisieren.
Ebenso wie bei den kleineren easix-Ausführungen sowie den Linearrobotern der viper-Baureihe ist die Steuerung der großen Mehrachser in die CC300-Steuerung der Spritzgießmaschinen integriert. Der Kunststoffverarbeiter profitiert von einer einheitlichen Bedienlogik für die Spritzgießmaschine und die Automatisierung und einer höheren Anlagenverfügbarkeit, da der Einrichter viele Aufgaben, für die herkömmlich ein Programmierer hinzugezogen werden muss, selbst erledigen kann. Da Spritzgießmaschine und Roboter auf eine gemeinsame Datenbasis zugreifen, stimmen sie ihre Bewegungsabläufe und Regelkreise im Sinne einer maximalen Gesamteffizienz automatisch aufeinander ab. In vielen Anwendungen trägt dies zu kurzen Gesamtzykluszeiten bei.
Weitere Partner der Messepräsentation sind Schöfer in Schwertberg (Österreich) und Votteler in Korntal-Münchingen.
Technical moulding: Holmlostechnik für höchste Konstanz im LSR-Prozess
Die Bedeutung der Mehrkomponententechnik wächst auch in der LSR-Verarbeitung. In vielen Anwendungen ermöglicht es erst der integrierte Spritzgießprozess, Thermoplast und Silikon lagesicher miteinander zu verbinden. Ein Beispiel hierfür sind Membranen, die etwa in Pumpen oder Lüftungssystemen für Funktionalität und Sicherheit sorgen. Gemeinsam mit seinem Partner Schneegans Freudenberg Silicon, Losenstein (Österreich), wird Engel während der Fakuma 2015 Membranen aus glasfaserverstärktem Polyamid und Flüssigsilikon produzieren. Zum Einsatz kommt hierfür eine Spritzgießmaschine victory 200H/60L/140 combi mit integriertem Linearroboter viper 40. Pro Zyklus entnimmt der Roboter acht Fertigteile und setzt die PA-Grundkörper in den zweiten Kavitätensatz des 8+8-fach-2K-Serienwerkzeugs um, wo diese mit Silikon umspritzt werden. Gleichzeitig zur LSR-Verarbeitung entsteht ein neuer Satz Grundkörper. Für die LSR-Technologie ist Elmet, Oftering (Österreich), als weiterer Partner am Messeexponat beteiligt.
Die Herstellung der Zwei-Komponenten-Bauteile schöpft das Effizienzpotenzial der holmlosen Schließeinheit der victory-Maschine optimal aus. Das voluminöse Zwei-Komponentenwerkzeug reicht bis an den Rand der Aufspannplatten und passt damit auf eine vergleichsweise kompakte 1.400-kN-Spritzgießmaschine. Ein zweiter Effizienzfaktor ist die Automatisierung. Der Linearroboter kann ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen und trotz des großen Greifers sicher agieren. Effizienzfaktor Nummer 3 schließlich resultiert aus der hohen Prozesskonstanz, die die holmlose Schließeinheit konstruktiv sicherstellt. Der patentierte Force-Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Aufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die Schließkraft gleichmäßig über die Aufspannfläche verteilt wird. Auf diese Weise werden sowohl die außen- als auch die innenliegenden Kavitäten mit exakt gleicher Kraft zugehalten, was den Werkzeugverschleiß deutlich reduziert und die Produktqualität steigert. Die gratarme, abfallfreie, nacharbeitsfreie und vollautomatisierte Verarbeitung von LSR ist die Voraussetzung, High-tech-Produkte aus Flüssigsilikon wirtschaftlich zu produzieren.
Teletronics: Konsequente Prozessintegration steigert Wettbewerbsfähigkeit
Thermoschalter-Gehäuse werden am Engel-Messestand erstmalig in einem hochintegrierten, vollautomatisierten Prozess hergestellt – vom Rohmaterial bis zum vollständig geprüften und beschrifteten Fertigteil. (Abb.: MMS)
Für die Herstellung von Thermoschalter-Gehäusen präsentiert Engel auf der Fakuma 2015 erstmalig einen hochintegrierten, vollautomatisierten Prozess – vom Rohmaterial bis zu vollständig geprüften und beschrifteten Metall/Kunststoff-Verbundbauteilen. Herzstück der Fertigungszelle ist eine Vertikalmaschine insert 60V/35 single. Dem Spritzgießprozess vorgelagert sind der Bandabwickler, ein Pressmodul sowie ein Bearbeitungsmodul zum Formen eines Gewindes, nachgelagert die Qualitätskontrolle, die Laserbeschriftung und ein weiteres Pressmodul.
Thermoschalter, wie sie zum Beispiel zur Überwachung von Elektromotoren im Automobil oder in der Weißwarenindustrie Einsatz finden, werden herkömmlich in einem aufwändigen, mehrstufigen Verfahren produziert. In der Regel finden das Stanzen und das Umspritzen der Metallkomponenten an unterschiedlichen Standorten statt. Dies erfordert nicht nur einen erheblichen logistischen Aufwand, sondern auch einen hohen Materialeinsatz, da zwei voneinander unabhängige Prozesse angefahren werden müssen. Gerade bei der Verwendung von Buntmetallen ist dies ein wesentlicher Kostenfaktor.
Herzstück der Fertigungszelle ist eine Vertikalmaschine insert 60V/35 single. (Abb.: MMS)
Entsprechend hoch ist das Einsparpotenzial durch die Prozessintegration. Die von Engel gemeinsam mit seinem Partner MMS Modular Molding Systems (Berndorf, Österreich) realisierte Systemlösung garantiert niedrigste Stückkosten und macht die Verbundfertigung auch an Hochlohnstandorten wirtschaftlich.
Das Rohmaterial für die Messing-Trägerplatten wird direkt von der Rolle zugeführt und inklusive Gewindedurchzug vorgestanzt. Das Gewinde wird servoelektrisch geformt, bevor die Trägerplatten – noch am Band – mit glasfasergefülltem Polyamid umspritzt werden. Direkt nach dem Spritzgießprozess erfolgt die Qualitätskontrolle. Zusätzlich zur Kameraprüfung wurde erstmals in das Folgeverbundwerkzeug eine Hochspannungsprüfung integriert, die eine hundertprozentige Kurzschlussprüfung schon während der Fertigung garantiert. Die i.O.-Teile werden mittels Laser beschriftet, was eine lückenlose Rückverfolgbarkeit sicherstellt, bevor im zweiten Pressmodul die Anguss- und Unterverteiler entfernt und die Fertigteile vom Band getrennt werden. Alle 20 s verlassen acht einbaufertige Teile die Fertigungszelle. Durch den modularen Aufbau der MMS-Systeme können je nach Bedarf sehr einfach weitere Bearbeitungsmodule zum Beispiel zum Widerstand- oder Laserschweißen, zum Nieten, zur Montage oder zur Reinigung der Bauteile integriert werden.
Liefert Engel die Fertigungslinie als Systemlösung aus einer Hand, wird der Gesamtprozess über die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine visualisiert und gesteuert. Dies reduziert erheblich die Komplexität und vereinfacht die Bedienung. Gleichzeitig stellt die konsequente Steuerungsintegration eine lückenlose Prozessdokumentation und -rückverfolgung sicher.
Packaging: IML mit höchster Flexibilität
Das neue Beck-Flex-System von Beck Automation wird am Engel-Messestand seine Weltpremiere feiern. Es sorgt für eine hohe Flexibilität beim In-Mould-Labeling. (Abb.: Beck Automation)
Flexibilität spielt die Hauptrolle im Ausstellungsbereich Packaging bei Engel auf der Fakuma 2015. Auf einer e-motion 440/160 werden 155-ml-Rundbehälter mit integriertem Garantieverschluss in einem 4-fach-Werkzeug von Otto Hofstetter, Uznach (Schweiz), produziert. Dank In-Mould-Labeling verlassen abfüllfertige Verpackungen die Fertigungszelle. Die IML-Automatisierung wird von Beck Automation, Oberengstringen (Schweiz), realisiert. Das neue Beck-Flex-System wird am Engel-Messestand seine Weltpremiere feiern.
Gemeinsam präsentieren die Partnerunternehmen, wie sich IML-Verpackungen auch in kleinen Losgrößen hochwirtschaftlich herstellen lassen. Beck-Flex findet flexibel für unterschiedliche Werkzeuge – sowohl für Behälter als auch Deckel –, Etiketten und Spritzgießmaschinen bis zu einer Schließkraft von 4.200 kN Einsatz.
Engel hat seine vollelektrischen e-motion-Spritzgießmaschinen für den Hochleistungsbetrieb gerüstet. (Foto: Engel)
Da neben der Flexibilität vor allem die Zykluszeiten über die Wettbewerbsfähigkeit der Verpackungshersteller entscheiden, hat Engel seine vollelektrischen e-motion-Spritzgießmaschinen für den Hochleistungsbetrieb gerüstet. Zykluszeiten von deutlich unter 3 s und Einspritzgeschwindigkeiten von mehr als 500 mm pro Sekunde werden erreicht. Dabei verbinden die e-motion-Maschinen höchste Leistung mit maximaler Energieeffizienz und Hygiene. Das geschlossene System für Kniehebel und Spindel stellt jederzeit eine optimale und saubere Schmierung aller bewegten Maschinenkomponenten sicher und entspricht den hohen Reinheitsanforderungen der Lebensmittelindustrie.
Medical: Noch mehr Sicherheit im Reinraum
Zur Fakuma erweitert Engel die Baureihe e-motion TL um eine 800-kN-Version. Die Baureihe kombiniert eine holmlose Schließeinheit mit der vollelektrischen Antriebstechnik. (Foto: Engel)
Gleich drei Premieren auf einmal vereint das Exponat im Ausstellungsbereich Medical bei Engel auf der Fakuma: Die vollelektrische und holmlose Maschine e-motion TL präsentiert sich in der neuen 800-kN-Ausführung; und mit dem Rohrverteiler aus Volledelstahl und der Greiferumhausung setzt Engel neue Maßstäbe in der konsequent GMP-gerechten Reinraumproduktion.
Auf einer e-motion 170/80 TL werden während der fünf Messetage Nadelhalter für 1‑ml-Sicherheitsspritzen in einem 16-fach-Werkzeug von Fostag Formenbau, Stein am Rhein (Schweiz), gefertigt. Die filigranen Polystyrol-Teile – das Schussgewicht beträgt pro Teil gerade einmal 0,08 g – sind mit einer Sollbruchstelle versehen, die es unmöglich macht, Einwegspritzen mehrfach zu verwenden. Vor allem in Entwicklungsländern ist dies ein wichtiges Sicherheitsfeature.
Die filigranen Nadelhalter sind mit einer Sollbruchstelle versehen, die es unmöglich macht, Einweg-spritzen mehrfach zu verwenden. (Foto: Engel)
Die sehr dünnen und unterschiedlichen Wanddicken erfordern eine äußerst präzise Prozessführung. Eine zu hohe Schließkraft oder Schwankungen im Schmelzevolumen führen unmittelbar zu Ausschuss. Um dies zu verhindern, finden zwei Software-Lösungen der iQ-Produktfamilie Einsatz. Zum einen iQ weight control, das Schwankungen der Schmelzemenge und der Materialviskosität automatisch erkennt und noch im selben Schuss ausgleicht. Und zum anderen iQ clamp control, die neue Software, die auf Basis der Werkzeugatmung die Schließkraft kontinuierlich an die aktuellen Prozessparameter anpasst.
Auch konstruktiv zieht die e-motion 80 TL alle Register für eine konstante Prozessführung. Das neuartige Rahmenkonzept der vollelektrischen Holmlosmaschine garantiert eine hohe Plattenparallelität und stellt sicher, dass die Schließkraft gleichmäßig über die gesamte Werkzeugaufspannfläche verteilt wird.
Engel hatte die vollelektrische und holmlose Kleinmaschine zur K 2013 vorgestellt und erweitert mit der 800-kN-Ausführung die Baureihe jetzt nach oben. Da keine Holme stören, lassen sich die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen. Damit passen große Werkzeuge auf vergleichsweise kleine Spritzgießmaschinen, was die Investitions- und Betriebskosten niedrig hält und besonders kompakte Fertigungszellen ermöglicht. Vor allem im Reinraum ist die Flächenproduktivität eine wichtige Effizienzkennzahl.
Zur Fakuma erweitert Engel sein Angebot an GMP-gerechten Peripherieprodukten. Der Rohrverteiler aus Volledelstahl (l.) und die Greiferumhausung (r.) reduzieren die Partikellast im Reinraum. (Fotos: Engel)
Weitere Vorteile der Holmlostechnik sind schnelle Rüstprozesse und effiziente Automatisierungskonzepte, da der Roboter ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen kann. Auch dies wird das Messeexponat unter Beweis stellen. Die e‑motion 80 TL ist mit einem Linearroboter viper 12 ausgestattet, der die Nadelhalter an das Rohrverteilersystem übergibt. Die Spritzgießteile werden kavitätenrein in Beutel verpackt, um die Chargenrückverfolgung bis auf die Ebene einzelner Kavitäten sicherzustellen. Damit beim Wechseln der Beutel die Produktion nicht unterbrochen werden muss, ist das Verteilersystem mit einem Puffer ausgerüstet. Der von Engel entwickelte Rohrverteiler besteht im Gegensatz zu bislang am Markt verfügbaren Systemen vollständig aus Edelstahl und trägt dazu bei, die Partikellast im Reinraum zu reduzieren.
Gleiches erreicht die ebenfalls von Engel entwickelte Einhausung des Robotergreifers. Dank seiner glatten, leicht zu reinigenden Oberflächen ermöglicht das Gehäuse den Einsatz von Standardgreifern im GMP-Umfeld.
Als Systemanbieter erweitert Engel kontinuierlich sein Angebot an GMP-gerechten Peripherieprodukten. Zum Beispiel werden auch Föderbänder in einer speziellen Reinraumausführung angeboten. Aus einer Hand liefert Engel hochintegrierte und automatisierte Fertigungszellen in die Medizintechnik und übernimmt auf Wunsch die gesamte GMP-Dokumentation für seine Kunden.
Auf der Fakuma 2015:
