Holmlose Maschinen für Mehrfach-Kavitäten Werkzeuge

Eine neue entwickelte Inhalator-Generation mit austauschbaren Wirkstoffpatronen bedingte eine Neukonstruktion der Antriebsrohre. Diese bestehen aus verschiedenen Montage- und Funktionselementen, als Material kommt Polybutylenterephthalat (PBT) zum Einsatz. Um die Flächenproduktivität zu steigern, setzt Gerresheimer in der Produktion auf hoch belegte Mehrfach-Kavitäten-Werkzeuge. Das Lastenheft für die Produktion dieser anspruchsvollen Kunststoff-Präzisionsteile im Reinraum wurde wie folgt definiert:

• optimale Nutzung der Produktionsfläche im Reinraum

• konstant hohe Schmelzequalität des schwierig zu verarbeitenden Materials PBT

• konstant hohe und gleichmäßige Teilequalität in allen Werkzeug-Kavitäten

• schonendes Handling der kostenintensiven Werkzeuge

Aufgrund der Werkzeug-Auslegung und des Lastenhefts wurde Gerresheimer auf die holmlose, hybride Spritzgießmaschine e-victory aufmerksam. Da keine Holme den Werkzeugraum begrenzen, können bei dieser Baureihe vergleichsweise große Werkzeuge auf kleineren Maschinen mit niedriger Schließkraft montiert werden. Die Fläche der Aufspannplatten kann bis an den Rand vollständig ausgenutzt werden. Dies schlägt sich direkt auf die Flächenproduktivität nieder und ist besonders im teuren Reinraum ein handfester Vorteil.

„Beim Einsatz einer Holmmaschine bräuchten wir für unsere Mehrkavitäten-Werkzeuge eine höhere Schließkraftklasse. Die Holmlostechnik hilft uns, kleinere Maschinen mit einem niedrigeren Energieverbrauch auszuwählen.“ (Helmut Neuper, Expert Injection Molding Technology bei Gerresheimer)

Da Gerresheimer zuvor noch keine holmlosen Spritzgießmaschinen im Einsatz hatte, gab es jedoch einige Vorbehalte hinsichtlich dieser Technologie: „Wie ist es mit der Plattenparallelität beim Öffnen und Schließen der Form? Kann man ohne Holme Kunststoff-Präzisionsteile produzieren? Führt die Holmlostechnik zu einem schnelleren Verschleiß des Werkzeugs? – Diese Fragen beschäftigten unsere Fachexperten“, so Neuper.

Über ein ganzes Jahr lang testete Gerresheimer eine e-victory Maschine auf Herz und Nieren. Hierfür wurde ein XD-Lasermessgerät an der Oberseite des Werkzeugs befestigt und jeweils die Entfernung zur beweglichen Aufspannplatte erfasst. Und das mehrfach über den gesamten Spritzgießzyklus bei verschiedenen Öffnungszuständen des Werkzeugs und unterschiedlichen Werkzeugtemperaturen.

In weiterer Folge wurde über zweieinhalb Jahre eine holmlose Spritzgießmaschine im Produktionsbetrieb mit einem Mehrfach-Kavitäten-Werkzeug getestet. Nach einem weiteren, abschließenden dynamischen Plattenparallelitäts-Test war Gerresheimer von den Ergebnissen rundum überzeugt:

„Wir haben mit den fundierten Tests nachweisen können, dass die Führungsgenauigkeit auf holmlosen Maschinen mindestens so gut ist wie auf Holmmaschinen“ (Peter Felber, Global Senior Director Operational Excellence von Gerresheimer)

Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse der Testreihen entschied sich Gerresheimer für die holmlose e-victory. ENGEL deckte die zu Beginn definierten Anforderungen wie folgt ab:

• optimale Nutzung der Produktionsfläche im Reinraum
  Der große, holmlose Werkzeugbereich der e-victory ermöglicht den Einsatz von kompakten Maschinen mit der exakt nötigen Schließkraft anstelle von überdimensionierten Holm-Maschinen.

• konstant hohe Schmelzequalität des schwierig zu verarbeitenden Materials Polybutylenterephthalat
  Die präzise, elektrische Spritzeinheit der e-victory wurde mit speziell an die Anforderungen von PBT angepassten Plastifizierkomponenten ausgestattet. Hohe Schmelzequalität und Reproduzierbarkeit werden so sichergestellt.

• konstant hohe und gleichmäßige Teilequalität in allen Kavitäten
  Der patentierte Force Divider der holmlosen Schließeinheit sorgt für eine absolut homogene Schließkraftverteilung über die gesamte Plattenfläche. Kombiniert mit der hohen Plattenparallelität wird eine optimale Teilequalität besonders bei Mehrfach-Kavitäten-Werkzeugen erzielt.

• schonendes Handling der kostenintensiven Werkzeuge
  Die umfangreichen Tests der e-victory Spritzgießmaschine durch Gerresheimer zeigen, dass die hohe Führungsgenauigkeit und Plattenparallelität der holmlosen Schließeinheit Werkzeugverschleiß verhindert. Diese Eigenschaften bleiben auch bei sehr schweren Werkzeugen und über mehrere Jahre hinweg konstant erhalten.

Heute betreibt Gerresheimer mehr als 30 holmlose Spritzgießmaschinen von ENGEL. Genutzt werden diese für die Produktion von medizinischen Präzisionsteilen aus Kunststoff auf Mehrfach-Kavitäten-Werkzeugen.