Mehrkomponententechnik ist im Werkzeugbau inzwischen ja gang und gäbe, auch wenn sie nach wie vor die Königsdisziplin beim Spritzgießen darstellt. Aber ein 7-Komponenten-Werkzeug ist schon außergewöhnlich. Laut den Experten bei Zahoransky dürfte das Zahnbürsten-Werkzeug für M+C Schiffer wohl das erste sein, das jemals weltweit gebaut wurde.
Mit allein vier Einheiten des 7-Komponenten-Zahnbürsten-Werkzeugs ermöglicht Zahoransky die Produktion in verschiedenen Farben.
Vier verschiedene Farben möglich
Das 16-fach-Spritzgießwerkzeug verfügt über zwei Spritzstationen und eine außerhalb vom Werkzeug liegende Belade- und Entnahmestation. In der ersten Spritzstation werden zwei unterschiedliche Materialien in gleicher Farbe verarbeitet. In der zweiten Station kommen zwei unterschiedliche TPEs zum Einsatz. Eines davon wird in vier verschiedenen Farben gespritzt. Diese Anforderung ist speziell in der Welt der Zahnbürsten ein Muss, denn Zahnbürsten werden nach Erfahrung der Zahoransky-Formenbauer grundsätzlich in vier verschiedenen Farben im Handel angeboten.
Dank der verwendeten 7-Komponenten-Technologie können Zahnbürsten bei M+C Schiffer heute ohne langen Farbwechsel hergestellt werden. Was tagsüber produziert wird, kann abends schon im Lager der Supermärkte sein. Denn seit Jahren ist es in dieser Branche Stand der Technik, das Spritzgießwerkzeug mit der nachgeschalteten Produktion bis hin zur Verpackung durchgängig online zu verknüpfen.
Trends µ-genau
Mehrkomponententechnik
Beim Mehrkomponentenspritzgießen werden Spritzgießteile gefertigt, die aus zwei oder mehreren verschiedenen Kunststoffen bestehen. So lassen sich beispielsweise unterschiedliche Werkstoffe, die auch über unterschiedliche Eigenschaften verfügen, gezielt kombinierten. Beim Mehrfarbenspritzgießen werden unterschiedliche Farben des gleichen Werkstoffs in einem Teil verarbeitet. In der Variante bei Zahoransky sind, je nach Farbgebung, jeweils unterschiedliche Komponenten des Werkzeugs inaktiv.
Dank der 7-Komponenten-Spritzeinheit von Arburg lassen sich die unterschiedlichen Varianten nahezu ohne Farbwechsel produzieren.
Farbwechsel komplett eliminiert
Der große Vorteil dieser Mehrkomponententechnik liegt im völligen Eliminieren des Farbwechsels, während sonst für jeden Farbwechsel mit einem Produktionsausfall von mindestens 1 bis 2 h zu rechnen ist. Auch die Kosten des teueren Kunststoffmaterials, das während des Freispritzens beim Farbwechsel eingesetzt werden muss, entfallen gänzlich. Werden die verschiedenfarbigen Zahnbürsten – wie sonst üblich – nacheinander gespritzt, fallen außerdem längere Lieferzeiten und auch eine Zwischenlagerung der Bürsten an. Der Bau eines 7-Komponenten-Werkzeugs war sowohl für den Werkzeug- als auch den Maschinenbauer eine große technische Herausforderung, denn auf engem Raum mussten sieben Spritzeinheiten mit dem Werkzeug verbunden werden.
3D-Graphik mit Anordnung der verschiedenen Düsen: Der Heißkanal lässt dem Werkzeugbauer absolute Designfreiheit.
Bilder: Zahoransky
Die Verfügbarkeit von mehreren Materialzuführungen, die unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen der einzelnen Materialien und die engen Abstände der verschiedenen Düsen an derselben Kavität sind ebenfalls Einflussfaktoren, die zu beachten waren. Realisiert wurde der Spritzgießprozess mit einer 6-Komponenten-Maschine von Engel. Die siebte Spritzeinheit aus dem Hause Boy wurde zusätzlich in den Ablauf integriert.
Als am besten geeignete Heißkanaltechnologie für diese komplexe Anwendung wählten die Werkzeugbauer ein System von Mold-Masters. Die Pluspunkte dieses Heißkanalsystems sind die speziellen zweiteiligen verlöteten Verteiler, wie sie ausschließlich dieser Hersteller anbietet. Statt nur gerader Kanäle haben diese Verteiler bis zu drei Schmelzebenen mit sanften Kurven und Drehungen. Das bedeutet für die Werkzeugbauer absolute Designfreiheit dank einer natürlichen Balancierung, ein gleichförmiges Wärmeprofil sowie eine vergleichsweise geringere Aufbauhöhe. Mittels dieser Technologie lassen sich zwei oder mehr Schmelzekanäle innerhalb eines einzigen Verteilers integrieren. Das Mold-Masters-Design ermöglicht bis zu sechs und mehr Materialien und Farben in einem einzigen Verteiler.
Die Mehrkomponententechnik ist weiter auf dem Vormarsch. Generell bieten sich diese komplexen Mehrkomponentenwerkzeuge immer dann als sehr kostengünstige Lösung an, wenn gleiche Produkte mit unterschiedlichen Farben benötigt werden.