 Die neue Durchflussüberwachung Flosense von Strack Norma ist eine digitale Unterstützung für den Werkzeugbau und soll die Produktivität und Produktqualität beim Spritzgießen verbessern.

Die Durchflussüberwachung Flosense soll Produktivität und Produktqualität verbessern

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Temperiertechnik

Normalien und Heißkanaltechnik

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Spritzgießwerkzeuge

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Digitale Kontrolle im Spritzgießwerkzeug

In einem Forschungsprojekt der  FH Bielefeld wird die kostenintensive Temperierung der Werkzeuge beim Spritzgießen durch den Einsatz von Heapipes optimiert.

Beispiel Becherwerkzeug: Das Versuchswerkzeug dient der Erprobung der Heatpipe-Temperierung.

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Temperieren von Spritzgiesswerkzeugen

Mit Heatpipes Kosten sparen

Die konturnahen Temperier-Lösungen für Spritzguss- und Druckgusswerkzeuge iQtemp von Renishaw und Listemann sind unempfindlich gegen Korrosion und Verschmutzung.

 LF80–200: Der Edelstahl-Leitungsfilter schützt die Kühlkanäle vor Fremdpartikeln.

Konturnahe Temperierung

Konturnahe Kühlung

Mit Korrosionsschutz

Der IMG – Injection Molding Guide bietet Unternehmen eine standardisierte digitale Grundlage für ihre komplexen Abmusterungs- und Optimierungsprozesse.

Werkzeugabmusterung: Der IMG macht eine lästige Pflichtübung zum effizienten Prozess.

Werkzeugabmusterungen und Prozessoptimierungen beim Spritzgiessen

Software zum Abmustern

Durch ein ausgeklügeltes Werkzeugkonzept gelang es Mayweg, drei Teilevarianten auf nur einer Spritzgießmaschine zu fertigen und so die Stückkosten zu senken.

Tücke im Detail: Erst auf den zweiten Blick entpuppte sich das Werkzeug für die drei Varianten eines Gangwahlhebels als Herausforderung.

Werkzeugkonzept für drei funktionsidentische Teilevarianten

3-in-1-Werkzeug

Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid forscht an der schadfreien Entformung von Kunststoffteilen nach dem Abkühlprozess und bietet sein Know-how als Dienstleitung an.

Automatisierte Entnahme des Messrohlings: Das Messwerkzeug des KIMW-F ermöglicht eine praxisnahe Analyse der Haftung zwischen Werkzeug und Formteil.

Tribometer für Spritzgiesswerkzeuge

Werkzeugbeschichten

Dienstleistungen in der Metallbearbeitung

Entformen von Kunststoffen

Eine schicke Echse demonstriert die Vorteile von konturnaher Kühlung und variothermer  Temperierung und überzeugt durch energieeffiziente Produktion.

Mit aufregender Haptik und Optik: Der Gekko glänzt nur da, wo er soll.

Variotherme Temperierung

Dynamische / variotherme Temperierung

Laserstrukturieren

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Das Gekko-Projekt

Der FairBecher ist ein Projekt mit vielen Beteiligten – in der JVA Heimsheim sind auf 4000 qm Produktionsfläche 15 Werkstätten untergebracht.

Bunte Vielfalt: Der FairBecher wird in unterschiedlichen Farben produziert und auf Wunsch mit Logo bedruckt.

Ausbildung im geschlossenen Vollzug

Vor Ort

form-werkzeug.de

Weit mehr als ein Becher

Auszubildende des Reichle Technologiezentrums und dem Schenk & Schmid Werkzeugbau haben gemeinsam das Brettspiel „Top Form“ rund um das Thema Kunststoff entwickelt.

Top in Form: Die am Projekt beteiligten Azubis von Reichle und Schenk & Schmid

Nachwuchsförderung

Strategie und Organisation

Wirtschaft

Oberflächenveredelung

Lohnfertigung

Top in Form

Hochpräzision als Nische, Flexibilität und immer schön die Balance halten: Wie die Hauff-Spritzerei mit dem Formenbau von ProForm Hand in Hand arbeitet.

Fräsen und Erodieren vom Feinsten: Beispielwerkzeug von ProForm.

Formenbau für hochpräzise Kunststoffteile

Schröder, Susanne

Hochpräzisionszerspanung

Spanende Verfahren

Im Kleinen ganz groß

Stammkunden, ein eingespieltes Team und ein funktionierender Workflow. Da liegt es nah,  die ausgetretenen Pfade nicht zu verlassen. Tanne Kunststofftechnik & Werkzeugbau testete trotzdem einen neuen Stahl – und verringerte damit die bisherigen Durchlaufzeiten deutlich.

Mit Narbung: Viele Werkzeuge von Tanne erfordern eine Narbung - und ein Material, mit dem sich das verwirklichen lässt.

Normalien für die Kunststofffertigung

Normalien

Neues wagen

Der Thermodynamik-Spezialist Hotset bietet im neuen Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik (SIT) Fachleuten aus Kunststofftechnik und Werkzeugbau die Möglichkeit, das sogenannte Z-System zur Variothermen Werkzeugtemperierung kennenzulernen.

Blick ins neue Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik (SIT)

Hotset eröffnet Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik in Lüdenscheid

Am 15. Juli lud der Aichacher Systemlieferant Deckerform Inhaber, Entscheider und Mitarbeiter von Kunststoffspritzgieß-Firmen aus der Region zum 1. Kunststoff-Stammtisch ein.

Die Gastgeber – hier Franz und Anna Tschacha – freuen sich über die gute Resonanz auf die Einladung zum Kunststoff-Stammtisch.

Kunststoffverarbeitung

Erster Kunststoff-Stammtisch bei Deckerform

Das bestehende Führungsteam übernimmt die Aufgaben des Vorstands. Das mittelständische Familienunternehmen will keine externen Investoren mit an Bord nehmen.

Die Vorstände der Toolcraft AG Marc Volkhardt, Christoph Hauck und Karlheinz Nüßlein sowie Bernd Krebs, Vorsitzender des Aufsichtsrats (v.l.n.r.)

Additive Fertigung

Automatisierungstechnik

MBFZ Toolcraft GmbH wird Toolcraft AG

Die konturnahe Temperierung bringt große Vorteile im Werkzeug- und Formenbau. Allerdings nur, wenn die Temperierkanäle für den Durchfluss des Temperiermediums offen sind. Die Experten von iQTemp fassen ihre Lösungen mit der Kurzformel „Sauber ohne Sauerei“ zusammen. Mithilfe von Filtern und einem Aktiv-Schutz gegen Korrosion arbeiten auch sehr feine und komplexe Kanalstrukturen lange und zuverlässig.

Lässt den Schmutz erst gar nicht ins System: der Edelstahl-Leitungsfilter  LF 80–200 sorgt für freien Durchfluss.

Saubere Temperierkanäle ohne Sauerei

Im Forschungsprojekt HybridTemp hat die gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH zusammen mit Partnern neue Möglichkeiten der effizienten konturnahen Temperierung zur Serienreife entwickelt. Anwender gewinnen konstruktive Freiheiten bei stark reduzierten Zykluszeiten.

Es gibt auf dem Markt aktuell verschiedene technische Möglichkeiten, mit Formeinsätzen ein Werkzeug konturnah zu temperieren. Aber sie sind mit Nachteilen verbunden. Vor allem die Kosten, Ablagerungen bzw. Verstopfungen, die eingeschränkten Größen und auch die Dichtigkeit der Einsätze sind zu nennen. Im vom BMWi geförderten Forschungsprojekt „HybridTemp“ gelang es der gemeinnützigen KIMW Forschungs-GmbH (KIMW-F) gemeinsam mit drei Partnern, eine neue Möglichkeit der Werkzeugtemperierung zu entwickeln. Die eigentliche Innovation besteht in der Kombination unterschiedlicher Materialien: zum einen ein verschleißbeständiger Werkzeugstahl, zum anderen eine thermisch leitende Kupferlegierung. Der Vorteil ist eine hocheffiziente Wärmeabfuhr abseits der eigentlichen Formkontur. „Das Kupfer wird knapp unter der Kavität platziert, um so eine bessere Wärmeabfuhr im Bereich der Hotspots zu gewährleisten“ erklärt Ingo Rath, Geschäftsführer beim Projektpartner Formenbau Althaus. „Etwas Vergleichbares gibt es im Markt nicht und schafft uns als Werkzeughersteller und natürlich unseren Kunden vielfältige konstruktive Freiheiten.“

Das Forschungsprojekt startete 2017. Unterschiedliche Werkzeugkerne waren entsprechend der angelegten Versuchsreihe zu fertigen. Um die Ergebnisse vergleichen zu können, nutzte man einen konventionellen Einsatz sowie ein hybriden Einsatz mit Werkzeugstählen in Kombination mit einer Kupferlegierung ohne Beryllium.

Im Vorfeld testete man in umfangreichen Schweißversuchen mögliche Materialkombinationen. Dafür wird ein hochenergetischer Elektronenstrahl im Vakuum erzeugt, mit dem das Material punktgenau aufgeschmolzen werden kann. Die Schweißproben wurden jeweils mit einer Ultraschall- und Eindringprüfung untersucht, um Mängel wie Haarrisse oder Porenbildung in den Schweißnähten identifizieren zu können. Am Ende der Versuche standen die optimalen Schweißparameter sowie die nutzbaren Werkstoffkombinationen fest. Klassische Werkzeugstähle wie 1.2343, 1.2083 oder 1.2738 lassen sich sogar im gehärteten Zustand schweißen, ohne dass die definierte Härte sich verändert.

Eine Wärmebehandlung mit niedrigen Temperaturen sorgte im Anschluss für die Reduzierung der Eigenspannungen. Der Werkzeugstahl des Kerns kann klassisch bearbeitet und auch beschichtet werden. In diesem sind auch die konventionellen Kühlkanäle mit einem Durchmesser von 6 und 8 mm eingebracht.

Dicht bei einem Druck von 25 bar bei homogener Wärmeverteilung

Es erwies sich, dass die Lage der Schweißnaht existenziell für die mechanischen Eigenschaften der Bindenaht ist. Diese hat auch unmittelbaren Einfluss auf die materielle Zusammensetzung der Schweißnaht. „Wir konnten eine stoffschlüssige Verbindung erzielen, die einem maximalen Druck von bis zu 25 bar standhält. Auch die Dichtigkeit unter Berücksichtigung verschiedener Drücke wurde entsprechend erprobt“, erklärt Patrick Engemann von der KIMW-F. Mithilfe des eingesetzten Elektronenstrahls konnte die Werkstoffkombination aus Kupfer und einem Werkzeugstahl bis zu einer Tiefe von 20 mm durchgehend verschweißt werden.

Grundlage für das Spritzen eines qualitativ hochwertigen Bauteils unter der Berücksichtigung optimierter Zykluszeiten ist „eine optimale und homogene Wärmeverteilung in der Kavität“, wie Ingo Rath betont. Um diese zu gewährleisten, erfolgte im Vorfeld der Fertigung hybrider Werkzeugkerne eine thermische Simulation in iterativen Zyklen.

Auf Basis der Erkenntnisse aus den Versuchen wurden vier verschiedene Formeinsätze gefertigt. „Unterschieden haben wir im ersten Schritt die Art des Bauteils“, erklärt Engemann. So sollten ein technisches Bauteil sowie ein Sichtbauteil  gefertigt werden. Für beide Bauteile  wurden jeweils ein Kern konventioneller Bauart sowie ein hybrider Werkzeugeinsatz gefertigt. „Die Einsätze wurden dann in ein 2-fach-Werkzeug eingesetzt und auf den Spritzgießmaschinen der KIMW-F abgemustert. Verarbeitet und untersucht wurden unterschiedliche Kunststoffe wie ABS, PC und POM, aber auch der Hochtemperaturwerkstoff PPS mit einem vierzigprozentigen Glasfaseranteil. „Der Nutzen in der Produktion ist immens“, so der Praktiker Ingo Rath. „Gerade für das technische Bauteil konnten wir die Zykluszeit im Vergleich um 40 Prozent senken. Dabei wurden die im Vorfeld in der Simulation ermittelten Hotspots im Bauteil vollständig aufgelöst.“

Besonders bei der medienbasierten Temperierung von kleinsten Formteilen abseits der Formkontur spielen die Einsätze ihre Vorteile aus. Auch deshalb, weil Ablagerungen in den filigranen Kühlkanälen ausgeschlossen werden sowie die in der Folge auftretenden unerwünschten Druckverluste. Die Einsätze sind praktisch verschleißfrei. „Aber auch die  Konzeption sehr großer Formeinsätze in Kombination mit unterschiedlichen Werkzeugstählen schafft dem Werkzeughersteller ungeahnte Möglichkeiten“, betont Rath.

Der Formenbau Althaus hat einen Werkzeugeinsatz aus Kupfer bereits in einem Kundenprojekt erfolgreich eingesetzt. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug zum Spritzen eines Steckers aus PA6 für Ladesäulen im Bereich der E-Mobilität. „Gefertigt wurden mit dem im Werkzeug verbauten Werkzeugkern über 10 000 Teile. „Die Zykluszeit konnte bei diesem Projekt von 45 auf 26 Sekunden gesenkt werden“, bestätigten sich für Ingo Rath die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt in der Praxis.

Gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH  

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Viel Potenzial: <a ext="tango:{48E8B67E-30F0-4785-A5CF-D845E6979CA6}">Wie ein Prozessgärtner in einem Betrieb für Ordnung im System sorgt</a></li><li>Volldigital:<a ext="tango:{335D2793-3DFB-4304-B40F-A16CC31A09FD}">Wie Kundensupport per Augmented Reality funktioniert</a></li><li>Kollosal: <a ext="tango:{0BAC9BF5-8C95-4AC2-87FA-2E7A23085A37}">Präzisionswerkzeuge für die Bearbeitung von »großen Brocken«</a></li></ul>

Ausgabe-2020-03

Perfekt kombiniert:  Mit den HybridTemp-Werkzeugkernen können unterschiedliche Werkzeugstähle mit einer Kupferlegierung verarbeitet werden. Die Zykluszeiten sollen sich so um bis zu 40 Prozent senken lassen.

KI Lüdenscheid - Hauptartikel

<a href="http://www.kunststoff-institut-luedenscheid.de/kimw/f-gmbh/">www.kunststoff-institut-luedenscheid.de/kimw/f-gmbh/</a>

<a href="http://www.formenbau-althaus.de">www.formenbau-althaus.de</a>

Werkzeugbau Jedig und Heyns  GmbH & Co. KG

www. <a href="http://jedig-heyns.de">jedig-heyns.de</a>

<a href="http://www.josch.net">www.josch.net</a>

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