Hasco-Heißkanal-System ermöglicht Fertigung auf engstem Raum

Bei Elm-plastic sollte für einen kleinen Baumarktartikel eine vorhandene 500-Kilonewton-Spritzgussmaschine zum Einsatz kommen. Für die perfekte Lösung mit optimalem Öffnungshub sorgte das neue Kompakt-Heißkanalsystem H4070/… mit additiv gefertigtem Verteilerbalken des Lüdenscheider Normalien- und Heißkanal-Spezialisten Hasco.

Hochwertige, technisch anspruchsvolle Artikel aus Kunststoff, dafür steht seit mehr als 50 Jahren die Elm-plastic im rheinland-pfälzischen Dudeldorf. Mit rund 100 Mitarbeitern fertigt das Werkzeugbau- und Spritzguss Unternehmen in der Eifel auf 3.500 Quadratmetern hauptsächlich Spritzgussteile für die Pharma-Industrie.

Auch wenn die Produktpalette von Elm-plastic vorwiegend aus pharmazeutischen Primärpackmitteln und Dosierhilfen für human- und veterinärmedizinische Präparate besteht, gibt es immer wieder Projekte aus anderen Bereichen. Dazu gehört aktuell ein geometrisch recht anspruchsvolles Produkt, das künftig in Baumärkten angeboten werden soll.

Der Spritzgussartikel aus HDPE wird auf einem achtfach Werkzeug produziert. Der Kunde ruft mehrmals jährlich von Elm-plastic Losgrößen von 400.000 Stück ab. Allerdings stellte die Geometrie des Artikels eine besondere Herausforderung dar, wie Elm-Entwicklungsleiter Roman Möhs erklärt: „Eigentlich ist unsere 500-Kilonewton-Spritzgussmaschine ideal für dieses Produkt in achtfacher Fertigung. Nur ist die mögliche Einbauhöhe für diese Applikation etwas knapp.“ Es musste eine andere Lösung her, denn der Umstieg auf die nächst größere 750-Kilonewton-Maschine war keine echte Alternative.

3D-gedrucktes System ist besonders kompakt

Der eigene Werkzeugbau von Elm-plastic fertigt pro Jahr rund fünf bis zehn Werkzeuge selbst an und setzt dazu auf Normalien und Heißkanaltechnik von Hasco aus Lüdenscheid. So erinnerte sich Möhs an die letzte K, die Weltleitmesse der Kunststoff- und Kautschuk-Industrie in Düsseldorf, auf der die Spezialisten von Hasco das neue Kompakt-Heißkanalsystem H4070/… vorstellten.

Es ermöglichte bei diesem Projekt, trotz der komplexen Einbausituation und der anspruchsvollen Anbindung in der Formdicke zehn Millimeter einzusparen. Da der Verteilerbalken, der exklusiv von Hasco auf dem Markt angeboten wird, in einem Lasersinterverfahren additiv gefertigt wird, kann die komplette „Heiße Seite“ wesentlich kompakter ausgeführt werden. „Dies gibt uns die nötige Luft beim Öffnungshub für eine sichere Entformung. Und auch bei Einbauhöhe oder Auswerferhub haben wir etwas Reserve“, berichtet der Entwicklungsleiter. „Mit einem konventionellen Standard-Heißkanal wäre das nahezu unmöglich gewesen. Und bei einem 25 Millimeter langen zylindrischen Artikel sind zehn Millimeter schon wirklich viel.“

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des 3D-gedruckten Verteilers ist, dass die Fließkanäle absolut frei gestaltbar sind, so dass diese optimal balanciert ausgeführt werden können und überall Radien und somit keinerlei tote Ecken aufweisen.

Bei der additiven Fertigung des Heißkanals mittels 3D-Lasersintern wird der komplette Verteiler­balken inklusive aller Gewinde während eines Arbeitsganges in einem Stück hergestellt. Es müssen keine Umlenker eingeschrumpft werden, die undicht werden können. Zudem ermöglicht der 3D-Druck kleinste Stichmaße und sehr variable Düsenanordnungen.

Fließanalyse für komplexe Teile verbessert Konstruktion

Bereits während der 3D-Konstruktion des Werkzeugs wurde klar, dass die Platzproblematik mithilfe des 3D gedruckten Verteilers gelöst werden könnte. Aufgrund des anspruchsvollen Anschnittes des relativ kleinen, komplexen Artikels hat Hasco zusätzlich eine Moldex-Füllsimulation beziehungsweise Fließanalyse durchgeführt, ein Service, den Hasco seinen Kunden kostenfrei anbietet.

Diese Simulation führte zu dem Ergebnis, dass der Anspritzpunkt zur Vermeidung von Lufteinschlüssen konstruktiv noch vor der Herstellung des Werkzeugs um einige Millimeter verlegt wurde.

Für den individuell ausgelegten und angefertigten achtfach Kompakt-Heißkanal mit verschraubten modifizierten 20er Techni-Shot Düsen war die Lieferzeit nur geringfügig länger, freut sich Möhs: „Die etwas höheren Kosten holen wir leicht durch den Einsatz der kleineren Maschine wieder herein.“

Begeistert zeigte er sich vom Einsatz der Hasco-Innovationen, die eine problemlose Durchführung und optimale Abwicklung des gesamten Projektes ermöglichten. Es stellte sich auch als hilfreich heraus, dass Düsenspitzen und Heizung von der Trennebene aus montierbar sind und so die Wartungsarbeiten erleichtern.

Auf der Auswerferseite verfügt das Werkzeug über bewegliche Teile. Die Beschichtung der Gleitführung dieser Schieber mit DLC (Diamond like Carbon) reduziert die Reibwerte und ermöglicht ohne separate Schmierung deutlich höhere Standzeiten. Auch wenn es sich beim aktuellen Projekt um einen Baumarktartikel handelt, ist der Wegfall der Schmierung für elm-plastic wichtig, da die Maschinen vorrangig für die Herstellung von Medizintechnikprodukten in einer Reinraumumgebung betrieben werden. Alle Spritzgießmaschinen bei elm-plastic sind vollelektrisch angetrieben.

Aufgrund der guten Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit den Normalien- und Heißkanalspezialisten aus Lüdenscheid möchte Möhs auch künftig „eng mit Hasco zusammen arbeiten“.

Für elm-plastic ist es ein Riesenvorteil, dass sämtliche Normkomponenten von Hasco ab Lager lieferbar sind und somit auch im Falle eines Ausfalls problemlos Ersatz zur Verfügung steht. Möhs betont: „Im Online-Shop bestellt – ist das Ersatzteil in ein bis zwei Tagen da. So schnell können wir ein Ersatzteil gar nicht selbst fertigen.“

Auch der neu strukturierte Heißkanalbereich im Hasco-Online-Portal wurde durch zahlreiche Informationen ergänzt. Ein Feature ist das neue intuitive Anfrageformular, mit dem Heißkanalsysteme einfach und zeitsparend angefragt werden können.