EPP 5-6.2020

Neuentwickelte Maschine mit Induktion.
Foto: Optimel
Musteranwendung für Verguß.
Foto: Optimel
Die Gesamtzykluszeit ist dank relativ kurzer Kühlzeiten beim LPM
recht niedrig: zwischen 10 und 50 Sekunden vom Schließen des
Werkzeugs bis zur vollständigen Abkühlung. Das Ergebnis überzeugt
langfristig: Polyamide sind Hochleistungs-Schmelzklebstoffe.
Es sind die Klebeeigenschaften des Materials, die zuverlässig abdichten,
die Haftung erfolgt physikalisch.
Vergusswerkzeug: Das Herzstück jedes
LPM-Projekts
Beim Low Pressure Moulding – von der Einzelanfertigung bis zur
Serienproduktion – kommen grundsätzlich immer Vergusswerk -
zeuge zum Einsatz: Das zu schützende Bauteil wird in ein eigens für
dieses Projekt entwickeltes Vergusswerkzeug eingelegt und darin
mit dem Vergussmaterial ummantelt. Je nach Projekt unterscheiden
sich das Vergussmaterial und die übrigen Parameter wie Temperatur,
Druck, Zykluszeit etc. So wird das Bauteil vollständig oder nur zu
Teilen ummantelt.
Diese Werkzeuge werden – je nach Anforderung – aus Aluminium
oder Stahl gefertigt. Aluminium trumpft mit kürzeren Bearbeitungszeiten
in der spanenden Herstellung und einer guten Wärmeleit -
fähigkeit. Stahl ist sinnvoll, wenn spezielle Einlegeteile erhöhte Anforderungen
an das Werkzeugmaterial für die Vergusskavitäten mit
sich bringen. Das ist auch der Fall, wenn Schieber oder andere mechanische
Auswerfer zum Einsatz kommen.
Vergussmaterialien
Im Low Pressure Moulding kommen überwiegend amorphe thermoplastische
Polyamide zum Einsatz. Sie verbinden ein günstiges Viskositätsspektrum
mit einem breiten Anwendungstemperaturbereich von
–50 bis 150 °C. Bei speziellen Anwendungen kommen außerdem thermoplastische
Polyolefine zum Einsatz: wenn mit den bevorzugten Polyamiden
auf den verwendeten Substraten (beispielsweise vernetztem
Polyethylen) keine ausreichende Haftung zu erzielen ist. Wo sinnvoll
und notwendig, lassen sich beide Materialien auch kombinieren. Das
Polyolefin übernimmt dann meist die Funktion eines Haftvermittlers.
Das danach aufgebrachte Polyamid sorgt dafür, dass die geforderten
Endeigenschaften erfüllt werden.
Alternativ kommen in manchen Projekten auch spezielle Materialien
zur Beschichtung der Vergusskavitäten zum Einsatz. So erreicht man
eine deutlich verbesserte Entformbarkeit, beziehungsweise erlaubt
eine Teilbeschichtung eine gezielt gesteuerte Entformung. Das ermöglicht
zum Beispiel, dass beim Öffnen des Vergusswerkzeugs
das Teil sicher in der gewünschten Werkzeughälfte verbleibt. Dies
führt in den meisten Fällen zu einer besseren Prozesssteuerung,
unter anderem bei integrierten Vergussstationen in verknüpften Produktionsstraßen.
Große Entwicklungen beim Produktionsequipment
Über die Jahre entwickelten Ingenieure das Produktionsequipment
für Low Pressure Moulding sehr effektiv weiter. Durch verschiedene
Prozesse hinsichtlich Geometrie und Größe verbesserten sie die
Tankgeräte deutlich. Außerdem kommen seit einigen Jahren auch
spezielle HotMelt-Extruder zum Einsatz. Sie erlauben es, die Vergussmaterialien
sehr schnell und bedarfsgerecht aufzuschmelzen.
Das verhindert, dass die Makromoleküle des Klebstoffs auseinanderbrechen
(„vercracken“), wenn er längere Zeit bei Verarbeitungstemperatur
vorgehalten werden muss.
Eine weitere entscheidende Entwicklung hat im Bereich der Anlagensteuerung
und Flexibilität im Anschluss der Aufschmelzeinheiten
stattgefunden. Durch den Einsatz spezieller Profibussysteme
und eigener SPS in den Aufschmelzeinheiten und dank optimierter
Verknüpfungen und Schnittstellen ist es heute möglich, unterschiedliche
Aufschmelzeinheiten mit verschiedenen Vergussanlagen zu
verbinden.
Intelligente Lösung spart Zeit und Geld
Eine entsprechend ausgerüstete Aufschmelzeinheit wird an die Vergussanlage
angeschlossen. Die Steuerung erkennt die Art und den
jeweiligen Typ automatisch und lädt das entsprechende spezifische
Steuerungsprogramm. Vor allem Anwender, die mehrere verschiedene
Anlagen für unterschiedliche Projekte nutzen, profitieren hier
von einer enormen Zeitersparnis: Bei der Produktion können sie geänderte
Anforderungen sofort umsetzen, ohne das Anlagenequipment
austauschen zu müssen.
Außerdem bieten moderne Steuerungen umfangreiche Möglichkeiten
für individuelle Programmanpassungen, wie für die Prozessüberwachungen,
Datenerfassung oder Eingliederung in ein übergeordnetes
Steuerungs-System.
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EPP Mai/Juni 2020 35