Quality Engineering 02.2021

» TECHNIK
Bild: Werth
timale Anspritzstelle, die Lage der Kühlkanäle, Aufmaße,
Bombierungen und vieles mehr. Erst wenn sich
die Spritzguss-Spezialisten sicher sind, dass die
Werkzeugkonstruktion im Großen und Ganzen passt,
fertigen sie die Stahlform. Dies geschieht bei TPK
vorwiegend auf modernen Werkzeugmaschinen etwa
durch 5-Achs-Fräsen und Erodieren.
Die Maßhaltigkeit der komplexen formgebenden
Werkzeuge wird in einfachen Fällen direkt auf der
Werkzeugmaschine gemessen. Schwierige Messungen
wie die der Position einer Kontur zu den Außenkanten
sowie der Lage von Einstichen zu einer Tasche
oder von gedrehten Kernen können die Werkzeugbauer
mit dem Scopecheck FB und der Kombination
aus optischer und taktiler Sensorik durchführen.
Ist das Werkzeug fertig, wird es auf einer der 15
Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von bis zu
2.200 kN bemustert und im Werkzeugbau weiter optimiert,
bis das Spritzgießen und Entformen stabil
ablaufen. Dann erstellt der TPK-Konstrukteur an einem
gespritzten Musterteil auf den Scopecheck ein
Messprogramm, das alle entscheidenden Kriterien
erfasst. Anhand der Ergebnisse werden weitere Veränderungen
an der Form beschlossen. Ternka: „In
dieser Phase reden wir meist von Korrekturen im Bereich
weniger Zehntel bis hundertstel Millimeter, die
erforderlich sind, um sehr eng gesetzte Toleranzen
einzuhalten. Ohne die Präzision unseres Multisensor-
Geräts könnten wir solche Werte nicht oder nur sehr
aufwendig erfassen.“
Reverse Engineering
für den Formenbau
Als Beispiel für eine solche hochpräzise Nacharbeit
nennt er eine Fläche an einem medizinischen Bauteil,
die eine Ebenheit im Bereich von kleiner 0,1 mm aufweisen
muss. Wenn sich diese Toleranz nicht durch
Hier das Messergebnis der Petrischale: Jedes Feld misst nur wenige zehntel Millimeter.
Diese kleine Petrischale enthält am Boden Mikrokavitäten für
Einzelzellanalysen, die mit dem Scopecheck optisch mikrometergenau
erfasst werden können.
die Einstellung von Temperierung oder anderen
Spritzgießparametern prozesssicher erreichen lässt,
geht TPK den Weg über eine minimale Werkzeugkorrektur.
Zunächst misst der verantwortliche Mitarbeiter
die betroffene Fläche mit dem chromatischen
Sensor Werth CFP. „Mit diesem optischen Sensor sind
wir in der Lage, auch Ebenheiten auf einem Linienzug
zu erfassen, was vorher nur sehr schwer und mit großem
Zeitaufwand möglich war“, so Ternka. „Wenn
wir die Fläche mit dem Sensor überfahren, bekommen
wir schnell eine hochgenaue Aussage zur Ebenheit
unseres Artikels.“
Lässt sich beispielsweise eine durch Materialschwund
verursachte leichte Wölbung feststellen,
kann der Konstrukteur die Messdaten ins CAD-System
zurückführen und die gewölbte Fläche am entsprechenden
Bereich des Formwerkzeugs spiegeln.
Aus den korrigierten CAD-Daten erzeugt er ein CAM-
Programm, mit dem diese Bombierung, wie eine solche
wölbende Verformung genannt wird, ins Formwerkzeug
gefräst wird. Nach dem erneuten Spritzgießen
stellt sich beim Schwinden des Kunststoffs
die gewünschte Ebenheit ein.
Eine solche Form der Flächenrückführung wird als
Reverse Engineering bezeichnet. „Durch die Kombination
optischer und taktiler Messverfahren können
wir mit unserem Scopecheck auch ganze Werkstücke
Bild: Werth
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