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Vollendete Formgebung - Miele-Report - in: Form+ ... - Provvido

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SPEZIALSpritzgussformenbau----------~--~--TOP-QUALITÄT FÜR ALLTAGSPRODUKTE PER HIGH-END-WERKZEUGTECHNIKVollendete Formgebung>Made in Germany< ist bei einem Haushaltsgeräte-Hersteller nicht nurein Motto. Es ist Produl


SpritzgussformenbauSPEZIALWaschmaschinentürmodul: Es wird mit einem Wendeplattenwerkzeug (hier in einer Spritzgießmaschinezu sehen) bei Miele hergestellt. Die gleichmäßige Kühlung des Werkzeugs mitkonturnahen Kühlkanälen (kleines Bild) realisierte das Laser-Cusing-Verfahren.Nähert sich der Produktlebenszykluseines Haushaltsgeräts seinem Ende,wird eine neue Generation von Gerätenentworfen und nach mehrstufigenMarkt- und Produkterprobungen zurWerkzeug- und Prozessentwicklung insKunststoffwerk delegiert. Hier entwickelndie Fachleute geeignete Produktionstechnik,konzipieren die entsprechendenWerkzeugtechniken inZusammenarbeit mit externen Werkzeugbauernund planen die Automationslösungenund Intrawerkslogistik.»Im Mittelpunkt«, so Dr. Jahn, »stehenKunststoffformen, die in Bezugauf Verfügbarkeit, kunststoffgerechteAuslegung und Stückkosten über einenlangen Produktionszyklus gesehenhohe Wirtschaftlichkeit Im Drei-Schicht-Betrieb darstellen.«Klar ist auch: Ein Anbieter im Hochpreissegment muss auch Ersatzteileanbieten. In Warendorf werden daher,neben den aktuellen Generationen,auch Kunststoff teile für die Serien derletzten 15 Jahre bereitgestellt. Im Prinzipwird also die neue Generation produziert,und für zwei abgelaufeneGenerationen gibt es noch Nachschubbei der Ersatzteilversorgung.Das gehört ebenso zum Aspekt Nachhaltigkeitwie Energieeffizienz, Ausschussreduktionoder kontinuierlicheProzessverbesserung. So nimmt auchder Automationsgrad ständig zu. Dr.Jürgen Jahn zeigt uns dazu die vernetztenFertigungszellen, die die Waschma-schinentür der neuen 7-kg-Waschmaschinenproduzieren. Sie -verheiratendasGlasbullauge der Waschmaschinentürmit einem Blendenmodul.Für die Produktion des 2K-Blendrings,des Grundträgers und der Blendenteilewerden Werkzeuge von HofmannWerkzeug bau aus Lichtenfels eingesetzt.Zudem enthält das 2K-Werkzeugfür die äußere Blende Einsätze mit kon-turnaher Kühlung, dieper Laser Cusing(Metall- Laserschmelzen,em Schichtbauverfahren)ohne konventionelleZerspanung hergestelltwurden, um Verzugund Zykluszeit imBereich der Verrippungen zu reduzieren.Dieses Werkzeug in Wendeplattentechnikist das Herz der SpritzgießmaschineKM 650. Die maximale Leistungwurde auf 400000 Türen pro Jahrausgelegt. Bestehend aus einer dicken,tiefgewölbten Glasscheibe als Grundkörperwerden dort im Inlining Blendenringe,Verschluss und Frontblendeproduziert, konfektioniert und -verheiratet-.Am Ende kommt die fertige Baugruppeheraus. Ein Transportsystemnimmt die Baugruppe auf, um sie derMontage zuzuleiten. Das allesgeschieht wie von Geisterhand.Ausgezeichnete Oberflächenoptik inHochglanz oder in Matt - als Materialdient ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)für die Gehäuseoberteile - stellen dieHerausforderungen für die Produktionerbei der Staubsaugerfertigung.Um dem ABS den besten Oberflächeneffektbeizubringen und in ~HOFMANN INNOVATION GROUP: ENGINEERINGMitarbeiter (2009): 480Umsatz (2009): 53 MillionenEuroUnternehmen: neun (aus dem Formen- und Modellbau in lichtenfels und Dresden,Concept Laser, Unternehmen im Ausland: GebzelTürkei, Ningbo/China, Pilsen/CZund Barcelona/E)Belieferte Branchen: Automotive, Luft-/Raumfahrt, Maschinenbau, Medizintechnik,Haushaltswarenbranche, Schmuck- und Verpackungsindustrie, Werkzeug- undFormenbauFertigungskapazität:Serien bis zirka 10 000 StückProjekte: FulHervice-Engineering bei Serien-, Mehrkomponenten- undEtagenspritzwerkzeugen sowie innovativen WerkzeugkonzeptenMIELE: IWNSTSTOFFPRODUI(TION & WERI(ZEUGBAUMitarbeiter (im Drei-Schicht-Betrieb): 220Umsatz (2010): 53,9 MillionenEuroEigenfertigungsquote Kunststoff: zirka 70 % (oder etwa 3 Millionen Teile pro Monat)Spritzgießmaschinen (bis 10000 kN): 42Anzahl Werkzeuge: 1383Aktive Werkzeuge: etwa 700Werkzeuge mit konturnaher Kühlung: 70 (entspricht 10 % der aktiven Werkzeuge)Materialverbrauch (2010): 7200 Tonnen (davon 28 % ABS, 60 % PP,12 % Diverse)FO R M + Werkzeug 5/2011


Spritzgussformenbau-Spritzgussform:Das Spritzgusswerkzeugmit integrierter Kühlung (im Bild oben)produziert ein verripptes Staubsaugergehäuseteil.Den Aufbau des KühlkanaIsystemsim Werkzeug mit konturnaherKühlung zeigt das untere Bild.unterschiedlichen Farben von Mint bisRot sicherzustellen, wenden die Fertigungsexpertenin Warendorf ein paarTricks an.Neben der Optik wird bei Miele allerdingsauch auf die Qualität enormerWert gelegt. Zum einen müssen dieKunststoffgehäuseteile verzugsfrei undoptisch in einwandfreiem Zustandsein, zum anderen aber auch sehr stabil,da bei Miele alle Geräte für eineLebensdauer von 20 Jahren ausgelegtwerden.Die Geometrie der Gehäuseoberteileaus ABS erfordert relativ flächige3D-Teile. Physikalisch bedingt dasSpritzgusswerkzeug eine beheizteOberfläche für den Hochglanzeffektund innen bei der Verrippung zusätzlicheKühlung. Daher stehen bei denWerkzeugen, die Hofmann Werkzeugbauin Lichtenfels für Miele entwickeltund baut, thermische Konzepte imVordergrund. Den Kernpunkt bildeteine konturnahe Kühlung im Werkzeugkern.Im Werkzeugstahl würdendie klassischen Bohrungen für Kühlkanälenicht nahe genug an die Konturder Kavität heranreichen.Die Kühlung wird daher durch Werkzeugeinsätzegewährleistet. Diese werdenbei der Hofmann InnovationGroup (in dessen Unternehmen ConceptLaser) vorwiegend generativ perLaser Cusing hergestellt, was die Einbringungvon Kühlkanälen bis zu 2 bis3mm unter die Formkontur ermöglicht.Das Kühlmedium zirkuliert somitsehr nahe an der Kontur, um bestimmteNasen, Stege oder Flächen der Konturschneller herunterzukühlen.Aufmerksamkeit verlangen zudem alleMaterialanhäufungen, die sich auseiner Geometrie ergeben. Durch dieIntegration von Laser-Cusing-Einsätzenin das Werkzeug kann die Wärmean genau diesen ProblemsteIlen schnellerabgeführt werden. Auf diese Weiselassen sich Verzug oder Einfallsstellenverringern und gleichzeitig Zykluszeitenreduzieren.Bei Miele beschäftigte man sich bereitsvor 15 Jahren mit konturnaher Kühlung.Vor einigen Jahren jedoch stießMiele auf Hofmann für 2K-Werkzeugeund Werkzeugtemperierung. So wagteHofmann den strategischen Schritt indie noch junge generative Metall-Laserschmelztechnik. Diese brachteüberzeugende Ergebnisse. Miele gingden Weg mit und übernahm damalsdas Laser Cusing für alle Werkzeuge,um die Bauteilqualität zu erhöhen unddie Zykluszeit zu reduzieren. Heutesind fast alle Werkzeuge, die Hofmannan Miele lieferte, mit per Laserschmelzenhergestellten Einsätzen ausgestattet.Dr. Jürgen Jahn schätzt den Effektder Zykluszeitreduktion auf etwa 10bis 30 % je nach Geometrie und Komplexität.Dreh- und Angelpunkt ist ein sauberesKühlmedium. Man spricht auch vom-geimpften Wasserthermische Differenzierungdurchdie gute Temperierung desWerkzeugs, unterstützt durch dieLaser-Cusing-Einsätze, die Hofmannim Werkzeug integriert.Diese Wirkung lässt sich außerdemnoch per Parallelkühlen im Laser-Cusing-Einsatz steigern: Beim Parallelkühlenwird mehr Kühlmittel an dieKavität oder die FormteiloberflächeAnwender:UNTERNEHMENMiele & Cie. I


SpritzgussformenbauSPEZIALGewusst wie: »Dis Temperierung an Problemstellen durch konturnah ausgelegte Kanäle kanndem Teil genau dort die Wärme schneller entziehen.« Dr. Jürgen Jahn, Werkleiter Kunststofftechnikim Miele-Werk Warendorf, hier bei einer Palette mit Staubsaugerdeckeln.gebracht als beim einfachen konturnahenKühlen mit einem langen Kühlkanal.Weiterhin wird beim Parallelkühlenjede Kühlschleife mit frischem Kühlmediumversorgt, was ein gezielteresKühlen zur Folge hat. Als Ergebniserhält man eine bessere Teilequalitätund weniger Zykluszeit.Bei Werkzeugentwicklungen von Hofmannwird auch die Funktionssicherheitbei Werkzeugauslieferungen überprüft.Drei Methoden werden dabeiangewandt:_ Strömungssimulation für sehr komplexeGeometrien,_ Testsimulation, bei der am fertigenWerkzeug der Mediendurchflussüberprüft wie gemessen wird,_ Funktionskontrolle mit Wärmebilderneiner Thermokamera.Alle diese Methoden wählt Hofmannbewusst, um beim Ausliefern desWerkzeugs die Temperiereffekte zweifelsfreinachweisen zu können.Auf den ersten Blick könnte man nunvermuten, dass sich das Material desLaser-Cusing- Einsatzes bei hoherWerkzeug belastung schneller abnutzt.Das ist jedoch nicht der Fall. 50 hatbei bislang rund sieben aktiven Jahrenein Werkzeug bisher zwei MillionenTeile gefertigt. _FAKUMA: HALLE A2. STAND 2103(Hofmann, Concept Laser)Die Dokumentnummer für diesen Beitrag\. unter www.form-werkzeug.deist FW7 7047~bedraintelligentwireswww.bedra.com

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