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Bauteilqualität verbessern mit Adaptiver Prozessführung

03.03.2015
Kunststofftechnik Weißenburg nutzt KraussMaffei-Technik für große Automobilteile aus Rezyklat
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(München, 03. März 2015) Im Jahr 2012 starteten die beiden bayerischen Unternehmen KTW Kunststofftechnik Weißenburg und KraussMaffei Technologies, München, ein gemeinsames Projekt, um die Ausschussquote im Spritzgießprozess zu reduzieren, denn selbst bei stabil eingestellten Prozessen wird die Bauteilqualität im Laufe der Zeit von äußeren Faktoren beeinflusst. Dies gilt besonders beim Einsatz von Recyclingmaterial, da hier häufig Qualitätsschwankungen im Rohmaterial auftreten. Das ist aber nicht der einzige Aspekt. Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit können die Qualität der Endprodukte ebenfalls beeinflussen. Um diese Schwankungen im Fertigungsprozess zu kompensieren, hat KraussMaffei eine neue Maschinenfunktion, die sogenannte Adaptive Prozessführung (APC), entwickelt und mit KTW zur Serienreife gebracht.

KTW ist ein sehr erfolgreicher mittelständischer Automobilzulieferer, dessen Umsatz sich in den letzten fünf Jahren nahezu verdreifacht hat. Spezialisiert ist das Unternehmen auf hochwertige Außen- und Innenraum-Bauteile, zum Beispiel Abdeckungen, Verkleidungen, Blenden, Luftführungen und Radlaufschalen, die sowohl im Standardspritzguss als auch mit Sonderverfahren, wie Mehrkomponententechnik, Hinterspritzen von Folie oder Stoff sowie Variothermtechnik hergestellt werden. Auf insgesamt 21 Spritzgießmaschinen verarbeitet KTW etwa 5.000 Tonnen Thermoplaste pro Jahr. Seit 1998 setzt das Unternehmen komplett auf Spritzgießtechnik aus dem Hause KraussMaffei. Seither sind in mehreren Tranchen 14 vollautomatisierte Maschinen im Schließkraftbereich von 80 bis 2.300 Tonnen beschafft worden. Im Jahr 2011 erwarb KTW im Rahmen eines größeren Pakets auch die MX 2300, auf der Radlaufschalen aus Recyclingmaterial für einen großen deutschen Automobilhersteller produziert werden. Diese Großmaschine wurde seitens KraussMaffei mit der APC-Prozessführung ausgerüstet, um im Produktionsalltag Erfahrungen mit dem neuen Feature zu sammeln und diese in die Entwicklung einfließen zu lassen. Das von KTW für die Radlaufschalen verarbeitete Polyolefin-Rezyklat wird in 80-Tonnen-Großsilos gelagert. Je nach Herkunft unterscheiden sich die Rezylate in Korngröße, Beschaffenheit und Schüttdichte mit der Folge erheblicher Viskositätsschwankungen. Mit Hilfe der Adaptiven Prozessführung kann KTW innerhalb definierbarer Grenzen automatisch in den Produktionsprozess eingreifen, so dass eine Veränderung der Materialviskosität nicht zu Schwankungen im Bauteilgewicht führt. Dazu erläutert Albert Burghart, Werksleiter bei KTW in Weißenburg: „Der Einsatz der APC-Funktion hat uns in die Lage versetzt, die kontinuierliche Überwachung der Schmelzequalität deutlich zu verbessern, die Ausschussquote in der Folge signifikant zu reduzieren und eine Rückverfolgbarkeit der Bauteile schussgenau zu gewährleisten."

Mit APC Prozessstabilität und Bauteilqualität verbessern

In der Spritzgießproduktion spielt die Prozessstabilität eine entscheidende Rolle im Hinblick auf die Qualität der hergestellten Bauteile. Deswegen müssen Spritzgießmaschinen mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit über eine lange Produktionszeit arbeiten. In der Praxis wird jedoch ein zunächst stabil eingestellter Prozess unter Umständen durch verschiedene Faktoren negativ beeinflusst. Die Faktoren reichen von Viskositätsschwankungen des Materials über Einflüsse der Umgebungsbedingungen bis hin zu verschleißbedingten Effekten. Die Spritzgießmaschine arbeitet zwar mit der gewohnten Präzision weiter, ist aber nicht in der Lage, die von außen in den Prozess eingebrachten Schwankungen auszugleichen, was zu Qualitätsmängeln und damit zu Produktionsausschuss führt. „Mit unserer Adaptiven Prozessführung können wir diese Probleme weitgehend eliminieren. Die neue Maschinenfunktion ist in die MC6-Maschinensteuerung integriert und analysiert in jedem Einspritzvorgang den aktuellen Prozesszustand, so dass die Spritzgießmaschine eigenständig in der Lage ist, einen eingestellten Prozess und damit die Formteilqualität auch dann stabil zu halten, wenn die Viskosität des Materials beziehungsweise der Fließwiderstand im Werkzeug durch äußere Einflüsse verändert werden", erläutert Dr. Reinhard Schiffers, Leiter Maschinentechnologie bei KraussMaffei. Diese Änderungen werden durch die Erfassung bestimmter Schlüsselparameter der Maschine registriert, durch die intelligente Auswertung dieser Prozessdaten kann die Maschine innerhalb der vorgegebenen Grenzen auf den aktuellen Prozesszustand reagieren. Die Adaptive Prozessführung passt dazu den Umschaltpunkt und das Nachdruckprofil an die aktuelle Schmelzeviskosität und den aktuellen Fließwiderstand im Werkzeug an. Abweichungen können auf diese Weise noch im selben Schuss ausgeglichen werden.

Räumliche Nähe für enge Zusammenarbeit und kurze Wege

„Wir sind sehr zufrieden mit der Zusammenarbeit mit KraussMaffei. Im Rahmen des Projektes hat es eine enge Verzahnung beider Häuser gegeben, die für beide Seiten fruchtbar war", ergänzt Burghart. „Unsere Erkenntnisse und Wünsche sind sukzessive in die Entwicklung der neuen Maschinenfunktion eingeflossen. Das hat alles reibungslos funktioniert."

 
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