Wer Kleinstserien und Prototypen fertigt, muss häufig die Werkzeuge wechseln. Sinnvoll ist, hier weitgehend zu standardisieren – so lassen sich Arbeitsschritte und Komponenten teilweise zu einem hohen Grad optimieren. Ein weiterer Schritt kann sein, für Werkstücke in ähnlichen Dimensionen nicht mehr jeweils ein komplettes Werkzeug zu bauen, sondern nur noch einen Grundaufbau, in den dann unterschiedliche Einsätze für verschiedene Teile wie in einem Baukastensystem eingefügt werden müssen – dabei entsteht aus Aufbau und Einsätzen wieder ein komplettes Werkzeug.

Matthias Jäger, Meku
Matthias Jäger, Prokurist und Leiter Vertrieb & Entwicklung bei Meku Kunststofftechnik. - Bild: werkzeug&formenbau

Bei Meku Kunststofftechnik in Villingen-Schwenningen gehören Prototypen und Teile beispielsweise für B-Serien zum Alltag. Im Werkzeugbau war daher eine möglichst universelle, wirtschaftlich sinnvolle Lösung für die Prototypen- und Kleinserienwerkzeuge gefordert. "Zudem wollten wir die Rüstzeiten auf unseren Spritzgießmaschinen deutlich verringern und unsere Flexibilität erhöhen", erläutert Matthias Jäger, Prokurist und Leiter Vertrieb & Entwicklung bei dem Wertschöpfungspartner und Systemlieferanten für die Automobilzulieferer- und Kunststoffindustrie. "Wir kannten natürlich die zahlreichen Wechselwerkzeugsystemlösungen unterschiedlichster Hersteller. Aber so richtig überzeugen konnte uns keine davon."

Bis die Verantwortlichen auf das Clever-Mold-Konzept von Hasco aufmerksam wurden. Dieses clevere System, das genau genommen eine eigene Werkzeugphilosophie abbildet, reduziert das eigentliche Spritzgießwerkzeug aufs Wesentliche: Es besteht nur noch aus dem Auswerferpaket und den Formplatten mit der CMS-Kontur, mit der direkt gespannt wird.

Trends µ-genau

Clever-Mold-System

Das Wechselformkonzept des A8500 zielt auf den ersten Blick in erster Linie auf den Einsatz bei Prototypen- und Kleinserienwerkzeugen. Jede einzelne Kavität lässt sich jedoch mit gängigen Normalien aus dem Hasco-Baukasten bei Bedarf schnell zu einem vollwertigen Werkzeug ausbauen – die Stichmaße sind die gleichen wie bei den "normalen" K20-Platten. Wenn plötzlich größere Stückzahlen im Raum stehen, können so optimale Produktionsbedingungen geschaffen werden, ohne dass das Wechselsystem blockiert ist. Umgekehrt kann Hasco aus verfügbaren K20-Platten auch sehr schnell A8500 CMS-Systeme in Sondergrößen realisieren. Und die Temperierung ermöglicht mit hoher Flexibilität Teile in Serienqualität von Anfang an.

Der Aufbau der Form kann auf der Maschine verbleiben

Mitarbeiter, Meku, Werkzeugbau
Rund 60 Mitarbeiter arbeiten im Werkzeugbau bei Meku in Villingen-Schwenningen. - Bild: werkzeug&formenbau

Der übrige Aufbau der Form und alles Weitere ist quasi ins Spannsystem gewandert. So kann mit der Beschränkung auf die formgebenden Komponenten inklusive Auswerferei gegenüber einem konventionellen Spritzgießwerkzeug erheblich an Masse eingespart werden. Die wesentlichen Werkzeugkomponenten werden auf diese Weise deutlich kompakter und leichter und sind erheblich schneller und günstiger herzustellen.

"Das ist aber nur die eine Seite der Medaille", betont Jäger. "Die andere Seite ist das schnelle Rüsten, da ein großer Teil des Gesamtwerkzeugs auf der Maschine gespannt bleibt und verschiedene Einsätze aufnehmen kann. Und die radikale Veränderung, die die Möglichkeiten des Systems in der Konstruktion und in der Produktionsplanung ermöglichen."

Zitat

"Werkzeug und Produktion können nun weit besser auf eine ganzheitlich optimierte Produktion ausgerichtet werden."
Matthias Jäger, Prokurist und Leiter Vertrieb & Entwicklung bei Meku Kunststofftechnik

Waren Werkzeuge bislang für mehrere verschiedene Teile ausgelegt, gehörten die in der Regel zur gleichen Baugruppe. Mit dem A8500 bieten sich neue Möglichkeiten: "Werkzeug und Produktion können nun weit besser auf eine ganzheitlich optimierte Produktion ausgerichtet werden", erklärt Jäger. "Mit A8500 lässt sich die Produktion und auch die Werkzeugfertigung nun nicht nur aus Sicht einer Baugruppe anlegen – nun kann auch beispielsweise die Situation auf der Maschine weit besser berücksichtigt werden."

Hat man ein Werkzeug mit mehreren unterschiedlichen Kavitäten, ist es sinnvoll, es für Werkstücke aus dem gleichen Material und in der gleichen Farbe auszulegen. Dann können Wechselwerkzeuge ihre Stärken ausspielen, da der Material- oder Farbwechsel als aufwendiger und je nach Konstellation sehr zeitintensiver Schritt entfällt.

Kavitäten in einem Werkzeug unabhängig anspritzen

"Oft hat man Teile mit sehr unterschiedlichen Schussgewichten, bei denen eine gemeinsame Anspritzung nur sehr schwer auszubalancieren ist", beschreibt Jäger den Spritzgießeralltag. "Oder es ist zwar das gleiche Material, aber es werden höchst unterschiedliche Stückzahlen benötigt. A8500 erlaubt es, im Werkzeug mehrere Anspritzpunkte für unterschiedliche Kavitäten anzulegen, die unabhängig voneinander bedient werden können."

Profil

Meku Unternehmensgruppe

Meku, eine mittelständische unternehmergeführte Unternehmensgruppe, ist Systemlieferant für technische Lösungen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Herstellung mechatronischer Systeme für ressourcenschonende Anwendungen der Mobilitätsbranche. Interdisziplinäres Wissen in einer Vielzahl von Fertigungsverfahren wie Stanz-, Biege-, Umformtechnik mit eigenem Werkzeugbau, Kunststoffspritztechnologie mit eigenem Formenbau, EMS (Electronics Manufacturing Services), Laserbearbeitungsverfahren sowie Sondermaschinenbau für die Automatisierungstechnik sind die Grundlage von Lösungen für Antriebs- und Kommunikationssysteme.

Beim A8500 bleiben Zentrierringe, Isolier- und Spannplatten sowie das Leistenpaket auf der Maschine. "Beim Werkstückwechsel werden nur die Formplatten und das Auswerferpaket ausgetauscht", erklärt Jäger. "Per Handrad lässt sich die Rahmengröße der Spannleisten verändern, so dass unterschiedliche Werkzeuggrößen kein Problem sind. Wir können auch Hinterschnitte, Kernzüge, Schieber und sogar Heißkanäle problemlos realisieren."

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Praktisch: Der Werkzeugeinsatz samt Auswerferpaket hängt am Kran. Gibt es in der Kavität mehrere Formnester mit unterschiedlichen Anspritzpunkten, kann die von unten zugeführte Temperierung beim Umpositionieren am Werkzeug verbleiben. - Bild: werkzeug&formenbau

Beim Wechsel der Anspritzpunkte garantieren Positionierbolzen im Spannsystem und Spannnuten in den Einsätzen die exakte vertikale Passung im Stammwerkzeug – unterschiedliche Kavitäten und Anspritzungen lassen sich über die definierte vertikale Positionierung der Einsätze ansprechen. Mit dem Einsatz des A8500 können so sehr einfach auch außermittige Anspritzungen realisiert werden. Die horizontale Positionierung übernehmen die per Handrad verfahrbaren Spannleisten – sie spannen auf Mitte zentriert. In Bezug auf die Trennebene sorgt die definierte Nut, in die die Leisten formschlüssig eingreifen, für die exakte Lage. Je zwei Pratzen, die per Inbus festgezogen werden, fixieren den Einsatz auf Düsen- wie Auswerferseite zusätzlich. Abhängig von Komplexität und Anforderung lässt sich die Tiefe der Form auf der Auswerferseite variieren.

Das sagt die Redaktion

Mitwachsende Werkzeuglösung

Das A8500 von Hasco erlaubt zu einem vernünftigen Preis den Einsatz von Qualitätskomponenten, die nicht zuletzt aufgrund der Anforderungen an die Oberflächen bei Meku von vornherein oft gehärtet sind. Gehen die geforderten Stückzahlen dann hoch, muss der Einsatz nicht neu gefertigt werden, sondern kann aus der CMS-Lösung übernommen und mit Standardnormalien zu einem vollwertigen Stand-alone-Werkzeug ausgebaut werden. Eine wirtschaftlich interessante Lösung, die es erlaubt den Faktor Stückzahl bei der Auslegung des Werkzeugs zunächst auszuklammern. Die Möglichkeit zum Einsatz einer ausgefeilten Temperierung oder eines Heißkanalsystems erlaubt Großserienqualität von Anfang an – und die Form kann mit den Bedürfnissen mitwachsen. Das ist wirklich clever und im Sinn der Anwender gedacht.

Richard Pergler

Schneller Wechsel zwischen zwei Anspritzpunkten

"Wenn wir zwischen zwei Kavitäten innerhalb eines Werkzeugeinsatzes umschalten müssen, ist das in zwei Minuten machbar. Und der Austausch des Werkzeugeinsatzes dauert nur ein paar Minuten länger", erklärt Jäger. "Da wir die Temperierung in der Regel von unten realisieren, kann beim einsatzinternen Wechsel sogar die Verschlauchung am Werkzeug bleiben." em