Anforderungen
Bei diesem 2K-Spritzguss Flansch stand das Thema Kostenreduzierung und Präzision der eingesetzten Handlingssysteme im Mittelpunkt des Prozessdesigns. Die Automotive Baugruppe kommt im Bereich der Fahrzeugheizung zum Einsatz und gewährleistet den Übergang vom Heizelement auf das Rohrleitungssystem. Dabei wird eine Gewindebuchse in ein multifunktionales Hybridwerkzeug eingelegt und im 2K-Spritzgussverfahren umspritzt.
Besondere Herausforderung war hier der Einleger, der bei der Montage nicht aus dem Bauteil gezogen und zudem nicht überspritzt werden durfte. Aufgrund der anspruchsvollen Materialien mussten die Prozesse besonders stabil und automatisiert ausgelegt sein, um größere Prozessschwankungen zu vermeiden.
Prozess
In einem ganzheitlichen Produktionsprozess wurden sämtliche Wertschöpfungsschritte am Oelsnitzer Standort abgebildet – von der Unterstützung des Kunden bei der Produktentwicklung, dem Ausarbeiten eines Herstellungs- und Automationskonzeptes, bis hin zum Bau der Anlage, inklusive Spritzgusswerkzeug, Vibrationswendelförderer, Prüfeinrichtung, Entnahmestation und Greifersystem.
Um die Auszugskraft zu erhöhen, wurde zunächst ein Änderungsvorschlag der Buchsengeometrie eingebracht. Der ursprünglich als Zylinder mit Rändelung ausgelegte Einleger konnte als Bundlösung optimiert werden. Das hat den Vorteil, dass der Bund im Handling und in den Aufnahmestationen gleich als Anschlag genutzt werden kann. Entsprechend lassen sich wiederum deutliche Kosteneinsparungen generieren, da die Umsetzung einer Linearlösung ohne weitere Technologien möglich ist.
Ein hochwertiges 2-Komponenten Spritzgusswerkzeug mit Indexplatte ermöglicht die Herstellung in einer Form und auf einer Maschine. Mehrere Arbeitsgänge können parallel ablaufen, beispielsweise das Umspritzen der Buchse mit Grundkörper sowie das zeitgleiche Anspritzen der Dichtung in Station 2. Der servoelektrische Drehantrieb sorgt für eine hohe Genauigkeit bei schnellen Drehzahlen und geringem Verschleiß.
Als Material verwenden wir ein robustes PA6.6 GF30 für den Grundkörper, das eine hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist. Die Dichtungsmembran besteht aus TPE, dessen Härte den Belastungen im Anwendungsfall entsprechen.
Der Handlingskopf wurde so konzipiert, dass alle Linearbewegungen im multifunktionalen Greifer mit pneumatischen Betätigungseinheiten stattfinden können. Hier werden Bauteile entnommen, das halbfertige Bauteil umgelegt und die Buchsen eingelegt – ein klarer Vorteil, da auf kostenintensive Robotsysteme verzichtet werden kann. Design und Auslegung des Vibrationswendelförderers sind so abgestimmt, dass die Buchsen aus Schüttgut vereinzelt werden und in der richtigen Lage in der Entnahmestation ankommen. Dank der Automatisierung im Prozess kann eine 100% Prüfung über Prüfstationen mit optischen und induktiven Sensoren bei der Entnahme erfolgen. So kann das Vorhandensein der Buchse bestätigt und ein mögliches Überspritzen des Gewindes rechtzeitig erkannt werden.
Ergebnis
Unser Kunde profitiert von den Kosteneinsparungen auf das gesamte Auftragsvolumen. Hier zahlt sich die einmalige Investition zu Beginn aus, da langfristig der Einsatz von mehreren Produktionsmitarbeitern eingespart werden kann. Zudem wird der Ausschuss auf ein Minimum reduziert. Mögliche Fehlerquellen können durch die 100% Prüfung erkannt und spätere Ausfälle in der Baugruppe verhindert werden.
Auch in punkto Prozesseffizienz zeigt sich, dass die Maschinen nahezu autark laufen können und dass dank des automatischen Ausschleusens von Fehlerteilen Stillstandzeiten minimiert werden können. Dies ist wiederum mit Kosten- und Energieeinsparungen verbunden, da ein Absenken oder Aufheizen der Maschine nicht notwendig ist. Gleichzeitig kann der Ausschuss an Kunststoffmasse deutlich reduziert werden.
Ansprechpartner
Markus Schwab
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