Stellfläche und noch mehr Energie einsparen. ENGEL erweitert seine Baureihe von e-temp Temperiergeräten um eine XL-Variante.
Zur K 2019 erweitert ENGEL seine Baureihe von e-temp Temperiergeräten um eine XL-Variante. Der Anbieter von integrierten Systemlösungen zum Spritzgießen reagiert damit auf eine Anforderung seiner Kunden. In vielen Anwendungen reduziert die Neuentwicklung die für die Werkzeugtemperierung benötige Stellfläche und steigert zugleich die Effizienz.
In der XL-Variante warten die e-temp Temperiergeräte von ENGEL mit einer höheren Pumpenleistung auf und machen es damit möglich, mehrere kleinere Temperiergeräte, die mit derselben Temperatur arbeiten, durch ein einziges Temperiergerät zu ersetzen
Die neue Baugröße wartet mit einer höheren Pumpenleistung auf und macht es damit möglich, mehrere kleinere Temperiergeräte, die mit derselben Temperatur arbeiten, durch ein einziges Temperiergerät zu ersetzen. In Summe reduziert sich der Platzbedarf. Gleichzeitig sinken der Verschlauchungsaufwand, der Energieverbrauch sowie die Investitions- und Instandhaltungskosten.
Mit der höheren Pumpenleistung ist auch die maximal verfügbare Heizleistung gestiegen. Sie liegt in der XL-Variante bei wahlweise 16 oder 32 kW. Die kleineren e temp Modelle erreichen Heizleistungen von 8 bzw. 16 kW.
Auch in der neuen Baugröße bleibt e-temp kompakt und passt bei vielen Spritzgießmaschinen unter die Schließeinheit. Damit benötigt es keine zusätzliche Stellfläche.
Temperiergerät und Spritzgießmaschine vollständig integriert
Die e-temp Temperiergeräte, die ENGEL gemeinsam mit HB-Therm entwickelt hat, spielen in der integrierten Lösung zur Werkzeugtemperierung von ENGEL eine zentrale Rolle. Über die Software iQ flow control verschmelzen die Steuerungen der Temperiergeräte und der Spritzgießmaschine zu einer Einheit. Der Gesamtprozess wird auf dem CC300 Bedienpanel der Spritzgießmaschine dargestellt. iQ flow control regelt die Durchflussmengen und passt den Temperierprozess dynamisch und selbstständig an die jeweiligen Prozessbedingungen an. Dafür nutzt die Software die von den in der Spritzgießmaschine installierten elektronischen Temperierwasserverteilern e flomo ermittelten Messwerte. Das Ergebnis sind konstante Temperierverhältnisse und eine deutlich bessere Energieeffizienz, denn auch die Drehzahl der Pumpen in den e-temp Temperiergeräten wird automatisch bedarfsgerecht geregelt.
Elektronische Temperierwasserverteiler e-flomo premium von ENGEL – schneller rüsten – weniger warten
Der elektronische Temperierwasserverteiler e-flomo premium von ENGEL präsentiert sich auf der K 2019 vom 16. bis 23. Oktober in Düsseldorf mit einer neuen Funktion. Das automatisierte sequentielle Ausblasen der Verteilerkreise im Spritzgießwerkzeug beschleunigt das Rüsten und verlängert die Standzeit der Werkzeuge.
Der elektronische Temperierwasserverteiler e-flomo premium von ENGEL präsentiert sich mit einer neuen Funktion. Das automatisierte sequentielle Ausblasen der Verteilerkreise im Spritzgießwerkzeug beschleunigt das Rüsten und verlängert die Standzeit der Werkzeuge.
In der Premium-Ausführung ist der elektronische Temperierwasserverteiler ENGEL e-flomo optional in der Lage, die Verteilerkreise im Spritzgießwerkzeug automatisiert auszublasen. Die neue Funktion beschleunigt das Rüsten und verlängert die Standzeit der Werkzeuge.
Restwasser und Schmutz in den Temperierkanälen von Spritzgießwerkzeugen können zu Korrosion führen, was die Standzeit der Werkzeuge verkürzt und die Temperierkonstanz verringert. Vor dem Wechsel von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen werden die Temperierkanäle deshalb meist mit Druckluft ausgeblasen. Herkömmlich ist dies ein manueller Prozess, der nicht nur viel Zeit in Anspruch nimmt, sondern ein Restrisiko birgt, da die Kanäle oft nicht gleichmäßig mit Druckluft durchströmt werden. Um hier für mehr Effizienz und Sicherheit zu sorgen, bietet ENGEL für die Premium-Ausführung seines elektronischen Temperierwasserverteilers e flomo das automatisierte sequentielle Ausblasen der Verteilerkreise als neue Option an. Die Automatisierung des Ausblasvorgangs beschleunigt das Rüsten und minimiert das Risiko von Restwasser in den Temperierkanälen. So lassen sich die Wartungsintervalle für das Werkzeug verlängern und die Instandhaltungskosten senken. Ein weiterer Benefit ergibt sich beim Aufspannen des Werkzeugs. Die neue Funktion stellt eine optimale Entlüftung der Temperierkanäle sicher, was von Beginn an für eine hohe Bauteilqualität sorgt.
Temperierprozess im Fokus der Entwicklung
„Die Werkzeugtemperierung nimmt ganz wesentlich Einfluss auf die Effizienz und Qualität des Spritzgieß- prozesses“, betont Klaus Tänzler, Produktmanager Temperierung von ENGEL AUSTRIA. Als Systemexperte zählt ENGEL die kontinuierliche Optimierung des Temperierprozesses deshalb zu seinen Kernkompetenzen und treibt die Digitalisierung in diesem Bereich aktiv voran. Der elektronische Temperierwasserverteiler spielt dabei eine zentrale Rolle. Die von ENGEL entwickelte Software iQ flow control regelt auf Basis der von e-flomo ermittelten Messwerte die Durchflussmengen und passt den Temperierprozess dynamisch und selbstständig an die jeweiligen Prozessbedingungen an. Beim Einsatz von ENGEL e-temp Temperiergeräten umfasst dies zudem die bedarfsabhängige Regelung der Pumpendrehzahl in den Temperiergeräten. „Die vernetzte Temperierlösung von ENGEL macht es möglich, höchste Temperierkonstanz mit höchster Produktivität und Energieeffizienz zu vereinen“, so Tänzler.
ENGEL organomelt erreicht neue Dimension
Mit der Herstellung von Demoteilen, die die neuesten Innovationen für Pkw-Türmodule im organomelt Verfahren zeigen, setzt ENGEL AUSTRIA auf der K 2019 vom 16. bis 23. Oktober in Düsseldorf den nächsten großen Entwicklungsschritt im Bereich des thermoplastbasierten Composite-Leichtbaus in der Großserie. Die präsentierte Fertigungszelle ist die weltweit erste, die drei unterschiedlich dicke Organobleche mittels IR-Strahlung aufheizt und umformt und im selben Prozessschritt im Spritzguss eine hochwertige Sichtoberfläche ausformt. Eine weitere Premiere: Die Anlage integriert drei ENGEL easix Knickarmroboter, die zeitgleich manipulieren.
Die Fertigungszelle ist die weltweit erste, die drei unterschiedlich dicke Organobleche mittels IR-Strahlung aufheizt und umformt und im selben Prozessschritt im Spritzguss eine hochwertige Sichtoberfläche ausformt.
„Thermoplast-Composites gewinnen im automobilen Leichtbau weiter stark an Bedeutung“, berichtet Dr. Norbert Müller, Leiter des Technologiezentrums für Leichtbau-Composites von ENGEL. Dafür gibt es vor allem zwei Gründe. Zum einen ermöglicht es der durchgehend thermoplastische Ansatz, die Umformung und Funktionalisierung von Faserverbundhalbzeugen effizient zu integrieren, was die Stückkosten senkt. Zum anderen vereinfacht der Einsatz von ausschließlich thermoplastischen Polymeren die Entwicklung von Recycling-Konzepten. „Composite-Bauteile am Ende ihrer Nutzungsdauer in den Stoffkreislauf zurückzuführen, gehört zu den vorrangigen Aufgaben der weiteren Entwicklung der Elektromobilität“, verdeutlicht Müller. „Inzwischen setzt sogar der Flugzeugbau immer öfter auf thermoplastische Lösungen.“
organomelt lautet die Antwort von ENGEL für eine nachhaltige Mobilität. Im organomelt Prozess werden faserverstärkte Halbzeuge mit thermoplastischer Matrix, wie Organobleche und Tapes, aufgeheizt, ins Werkzeug eingelegt, dort umgeformt und direkt mit Thermoplast umspritzt. Das ausgereifte Verfahren hat die Großserie bereits erreicht. Unter anderem werden Frontendträger mittels ENGEL organomelt vollautomatisiert hergestellt.
In der weiteren Entwicklung dieses Verfahrens befasst sich ENGEL gemeinsam mit seinen Kunden und Partnern mit den Fertigungsaspekten der lastgerechten Auslegung von Composite-Bauteilen. „Um die Leichtbaueigenschaften gezielt an die jeweilige Bauteilgeometrie und die unterschiedliche Belastung der einzelnen Bereiche innerhalb des Bauteils anzupassen, werden zukünftig pro Bauteil mehrere unterschiedliche Faserverbundhalbzeuge miteinander kombiniert“, erklärt Müller. „Die Fertigungszelle auf der K macht das große Potenzial deutlich.“ Der dort präsentierte Verarbeitungsprozess wurde gemeinsam mit dem Automobilzulieferer Brose entwickelt. Es handelt sich um die derzeit einzige Anlage weltweit, die im vollständig automatisierten Prozess mit integrierten IR-Öfen drei Organobleche mit Dicken zwischen 0,6 und 2,5 mm, die noch dazu unterschiedliche Geometrien aufweisen, zeitgleich verarbeitet. Die lastgerechte Auswahl der Organobleche ermöglicht es, die unterschiedliche Belastung der einzelnen Bauteilbereiche gezielt zu berücksichtigen, was von Brose durch verschiedene Simulationsverfahren abgesichert wurde. So weist das auf der K produzierte Demoteil zum Beispiel im Fensterrahmenbereich eine höhere Steifigkeit auf als an der Türinnenseite.
IR-Öfen extrem kompakt integriert
Eine Herausforderung beim Verarbeiten von Organoblechen besteht generell im Aufheizen der Faserverbundhalbzeuge. Von deren Dicke hängen die notwendige Aufheizdauer und die Abkühlzeit ab. Wichtig sind ein schnelles und dennoch materialschonendes Aufheizen sowie kurze Wege der aufgeheizten Halbzeuge zum Formgebungswerkzeug. Die organomelt Fertigungszelle auf der K rund um eine duo 3660/800 Spritzgießmaschine integriert aus diesem Grund zwei IR-Öfen. Zum Aufheizen des nur 0,6 mm dünnen Organoblechs ist ein vertikaler IR-Ofen direkt oberhalb der Schließeinheit angeordnet. Auf diese Weise gelangt das dünne Organoblech innerhalb kürzester Zeit ins Werkzeug, bevor es abkühlen kann und damit nicht mehr umformbar wäre. Für die beiden dickeren Organobleche mit 1 und 2,5 mm kommt ein Standard-IR-Ofen in horizontaler Ausführung zum Einsatz, der sich auf einem Podest über der beweglichen Aufspannplatte befindet. Diese Anordnung verkürzt ebenfalls die Wege zwischen Ofen und Werkzeug und spart darüber hinaus Platz, weil der Ofen keine separate Stellfläche benötigt. Beide IR-Öfen stammen aus der eigenen Entwicklung und Fertigung von ENGEL. Sie sind ebenso wie die drei easix Roboter vollständig in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert und zentral über das Maschinendisplay bedienbar.
Alle drei Organobleche werden gleichzeitig aufgeheizt. Für das Handling der Organobleche stehen zwei der drei easix Roboter zur Verfügung. Sie sind beide nebeneinander oberhalb der Schließeinheit platziert. Während Roboter Nummer 1 das Handling der beiden dickeren Organobleche übernimmt, kümmert sich Roboter Nummer 2 um das dünnste der drei Organobleche. Während des gesamten Aufheizprozesses hält er das Organobleche vor das vertikale Strahlerfeld, um es nach Ablauf der definierten Aufheizzeit im Werkzeug zu platzieren. Roboter Nummer 3 befindet sich neben der Schließeinheit. Seine Aufgabe ist es, das Fertigteil zu entnehmen und dabei zugleich eines der drei Organobleche für den Spritzgießprozess im Werkzeug umzusetzen.
Die Organobleche, die vom chinesischen Rohstoffhersteller Kingfa bezogen werden, bestehen aus Glasfasern und Polypropylen als Matrixmaterial. Wenn sich das Werkzeug – gebaut von Georg Kaufmann Formenbau – schließt, werden die Organobleche umgeformt und unmittelbar danach im selben Werkzeug mit glasfaserverstärktem Polypropylen umspritzt. Dabei werden auf der Bauteilrückseite Versteifungsrippen sowie auf der Sichtseite eine Narbung in Lederoptik abgeformt. „Wir erzielen beim direkten Umspritzen der Organobleche eine herausragende Ledernarbungsoptik, was bislang in Verbindung mit Organoblechen als unlösbar galt“, betont Norbert Müller. „Damit legen wir die Basis, zukünftig große strukturelle thermoplastische Türstrukturen im organomelt Prozess zu produzieren.“
Die lastgerechte Auswahl der Organobleche ermöglicht es, die unterschiedliche Belastung der einzelnen Bauteilbereiche gezielt zu berücksichtigen.
Komplexer Prozess einfach zu steuern
Die von ENGEL im Technologiezentrum für Leichtbau-Composites entwickelten Fertigungslösungen zeichnen sich durch eine sehr hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit aus, was die Voraussetzung für den Einsatz in der Großserie ist. „Die hohe Automatisierungskompetenz von ENGEL hat daran einen erheblichen Anteil“, macht Walter Aumayr, Bereichsleiter Automatisierung und Composite Systems von ENGEL, deutlich. Mit drei gleichzeitig manipulierenden Knickarmrobotern vom Typ ENGEL easix repräsentiert die organomelt Zelle am Messestand von ENGEL den State-of-the-art der integrierten Composite-Verarbeitung. Mit diesem hohen Integrationsgrad ist die Fertigungszelle die komplexeste, die ENGEL je auf einer Messe präsentiert hat, und eine der komplexesten Anlagen überhaupt auf der K 2019.
„Je mehr Arbeitsschritte wir integrieren und je mehr Einzelsysteme eine Fertigungszelle umfasst, desto komplexer wird der Gesamtprozess“, weiß Aumayr. „Als Systemanbieter stellt ENGEL deshalb eine einheitliche Bedienlogik und ein gemeinsames Datenmanagement über die gesamte Fertigungszelle sicher, was vor allem den Einsatz von Knickarmrobotern erheblich vereinfacht. Die vergleichsweise einfache Bedienung der easix Roboter kann von den Mitarbeitern in der Spritzgießfertigung bewerkstelligt werden.“
Eine Besonderheit bei ENGEL ist, dass auch die IR-Öfen vollständig in die CC300 Steuerung integriert sind, was eine einheitliche Bedienung über den gesamten Prozess sicherstellt. Da in der ENGEL Systemlösung die Verarbeitungsmaschine, Roboter und Peripherie auf eine gemeinsame Datenbasis zugreifen, sinkt zudem das Fehlerrisiko und die Effizienz steigt. Ohne zusätzliche Hardware sind die easix Knickarmroboter in der Lage, ihre Bewegungen mit den Bewegungen im Werkzeug – zum Beispiel von Kernzügen oder Auswerfern – zu synchronisieren. „Vor allem bei Großanlagen können wir damit sowohl die Zykluszeiten als auch die Investitionskosten senken“, so Walter Aumayr.
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