leichtbau - arburg · 2019. 8. 23. · 3 leichtbau liegt schwer im trend – neben der...
Post on 25-Jan-2021
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LEICHTBAUGanz leicht: mit innovativen Verfahren
zu innovativen Produkten
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PROBLEM-LÖSER
Kosten senken, Effizienz steigern und Ressourcen schonen.
Mit innovativen Spritzgießverfahren.
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Leichtbau liegt schwer im Trend –
neben der Automobilbranche z. B.
auch in den Bereichen Logistik,
Medizin, Verpackung und Gebäu-
detechnik. Reduktion des Teile-
gewichts oder Substitution von
Metallen lautet das Ziel. Durch
Funktionsintegration und Multi-
Material-Design wird darüber
hinaus eine nachhaltige und
wirtschaftliche Produktion sicher-
gestellt. Hierfür sind innovative
Spritzgießverfahren gefragt. Und
Partner, die Ihnen eine Rundum-
Beratungs- und Seviceleistung an-
bieten können. Wie ARBURG.
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// Die Potenziale des Leichtbaus: Optimierung des Bauteildesigns und des Produkti-onsprozesses. Die Kombination verschiedener Verfahren und Werkstoffe. All das
ermöglicht signifikante Kosteneinsparungen. ARBURG kennt die Möglichkeiten
und Grenzen aller Verfahren genau. Denn ARBURG ist Partner in vielen Netzwer-
ken, die sich mit der Optimierung von Verfah-
ren oder Werkstoffen und deren Kombination
beschäftigen. Wir können Ihnen so neben der
Technik auch eine umfassende anwendungs-
technische Beratungsleistung bieten. \\
AUF EINEN BLICK
Unsere Kompetenz im Leichtbau: Ersatz klassischer Materialien bei effizienter Serienfertigung.
Verfahrensspektrum
• Schaumspritzgießen
• Integrierte Faserverstärkung
• Thermoplastische Composites
• Kombination mit
Partikelschäumen
• Fluidinjektionstechnik
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Potenziale kennen
Die Optimierung von Bauteildesign und
Produktionsprozess oder die Kombi-
nation verschiedener Verfahren und
Werkstoffe ermöglichen signifikante
Kosteneinsparungen. Weitere Vorteile:
Ersatz klassischer Materialien sowie
effiziente Serienfertigung. ARBURG
kennt die Einsparpotenziale und Gren-
zen der Verfahren zum Spritzgießen
von Leichtbauteilen genau. Mit unse-
ren speziellen Zusatzausrüstungen und
unserer hohen Beratungskompetenz
holen Sie ein Optimum aus allen Ihren
Prozessen heraus.
Spezifisch ausgelegen
Unsere universelle ALLROUNDER Spritz-
gießtechnik lässt sich detailliert an
unterschiedliche Leichtbau-Verfahren
anpassen. Gemanagt werden die meist
komplexen Produktionsabläufe mit vor-
und/oder nachgeordneten Bearbei-
tungsschritten, präzisem Spritzgießen
sowie detaillierter Qualitätsüberwa-
chung über die leistungsfähige Ma-
schinensteuerung. Bei der Realisierung
von Turnkey-Anlagen bietet ARBURG
als Generalunternehmer punktgenaue
Antworten auf anwendungsspezifische
Anforderungen.
Umfassend beraten
Wir bieten Ihnen umfassendes
Know-how – von Bauteilgestaltung
und Materialauswahl über Werkzeug
und Maschinenauslegung bis hin zur
Produktionsoptimierung. Damit Sie die
jeweils beste Lösung für Ihre Aufga-
benstellung finden, stehen zum Test
der verschiedenen Leichtbau-Verfahren
vorbereitete ALLROUNDER im ARBURG
Kundencenter (Loßburg, Deutsch-
land) bereit. Für Sie stellen wir einen
reibungslosen Versuchsablauf samt
detaillierter Dokumentation sicher:
Darauf können Sie sich verlassen!
Funktionsintegration
Materialauswahl
Verfahrensauswahl
Bauteildesign
LEICHTBAU:UMDENKEN
IN DESIGN UNDENTWICKLUNG
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// Leichtbau mit Gewichtsreduktion: Beim Thermoplast-Schaumspritzgießen wird während des Plastifizierens Treibfluid in der Kunststoffschmelze gelöst, das beim
Einspritzen als mikrozelluläre „Bläschen“ wieder austritt. So sind nicht nur signi-
fikante Einsparungen beim Materialeinsatz möglich, sondern auch eine höhere
Bauteilqualität, beispielsweise durch verringerten Verzug oder Einfallstellen. Durch
die physikalischen Eigenschaften des Treibfluids und eine schäumgerechte Bauteil-
und Werkzeugoptimierung lässt sich oft die Zykluszeit reduzieren und somit eine
wirtschaftliche Produktion sicherstellen. So schöpfen Sie das volle Potential des
Schäumens aus. \\
SCHAUMSPRITZGIESSEN
Kombiniert: ProFoam-Verfahren ermöglicht geschäumte Bauteile mit Faserverstärkung.
Materialsparend: physikalisches Schäumen erzeugt feinste Zellstruk-turen im Bauteil.
Quelle: IfBB
30%Im Vergleich zu Kompakt-bauteilen bis zu
LEICHTER
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SPRITZEINHEITEN FÜR MUCELL®
290 400 800 1300 2100 3200 4600
Schneckendurchmesser [mm]
30 40 50 60 70 80 90
ALL
RO
UN
DER
370 ■ − − − − − −
470 ■ ■ − − − − −
520 ■ ■ ■ − − − −
570 − ■ ■ ■ − − −
630 − − ■ ■ ■ − −
720 − − − ■ ■ ■ −
820 − − − − ■ ■ ■
920 − − − − ■ ■ ■
Perfektes Zusammenspiel: modulare ALLROUNDER und
spezielle MuCell®-Technik von Trexel Inc.
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MuCell®-Verfahren
Beim MuCell®-Verfahren entstehen
mikrozelluläre Strukturen indem ein
gasförmiges Treibfluid in einen super-
kritischen Zustand (SCF) gebracht wird.
In diesem Zustand kann das Treibfluid
präzise dosiert und mit dem Kunststoff
homogen vermischt werden. Hydrauli-
sche und hybride ALLROUNDER sind für
die Anforderungen des MuCell®-Verfah-
rens gleichermaßen geeignet.
Technische Voraussetzungen für ein
reproduzierbares Einspritzen sind der
aXw Control ScrewPilot sowie ein
Einspritzspeicher. Über die SELOGICA
Steuerung sind alle prozessrelevanten
Parameter präzise einstellbar und wer-
den in einem Datensatz gespeichert.
Neben der passenden Technik ist eine
schäumgerechte Optimierung des
Bauteil- und Werkzeugdesigns ent-
scheidend. Hier arbeiten wir eng mit
einem Partner zusammen, der fun-
dierte Machbarkeitsstudien durchführt
und zu Bauteildesign, Simulationen,
Werkzeugdesign und –bau berät.
MuCell®-Paket
• Spritzeinheit verlängert
• MuCell®-Zylindermodul
• MuCell®-Schnecke
• Nadelverschlussdüse pneumatisch
• Angepasster Düsenschutz
• MuCell®-SCF-Dosiersystem
• Varan-Schnittstelle
• Funktionserweiterung der
SELOGICA
• Funktionstest bei ARBURG
Einfache Prozessführung: SCF-Dosiersystem ist in SELOGICA Steuerung mit eigener Symbolik integriert.
Genaue Gasdosierung: MuCell®-Zylindermodul mit Injektor, Berstscheibe und Drucksensor.
Homogenes Vermischen: MuCell®-Schnecke mit spezieller Mischzone und zweiter Rückstromsperre.
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Flexibler Einsatz: eigene Steuerung für
ProFoam-Einheit.
45%Schäumgerechtes Bauteildesign ermöglicht bis zu
DÜNNEREWANDSTÄRKEN
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ProFoam-Verfahren
Bei dem vom IKV und ARBURG entwi-
ckelten ProFoam-Verfahren wird das
Kunststoffgranulat mit einem gasför-
migen Treibfluid (N2 oder CO2) in einer
patentierten Granulatschleuse vor der
Spritzeinheit beaufschlagt. Dadurch ent-
steht im Granulateinzug eine konstante
Treibfluid-Atmosphäre. Beim Plastifi-
zieren diffundiert das Treibfluid in die
Schmelze und bildet eine homogene Lö-
sung. Das ProFoam-Verfahren erfordert
ein reproduzierbares Einspritzen mit
aXw Control ScrewPilot und Einspritz-
speicher (empfohlen ab EUROMAP
Größe 800).
Die einfache und effiziente Schäum-
technik lässt sich individuell auf Ihre
Anforderungen anpassen. Weiterer
Vorteil: das ProFoam-Zylindermodul
ist auch für den Kompaktspritzguss
verwendbar.
ProFoam-Paket
• ProFoam-Einheit mit
eigener Steuerung
• Abgedichtetes Zylindermodul
• Standard Drei-Zonen-Schnecke im
materialführenden Bereich
• Hydraulische Nadelverschlussdüse
ProFoam-Einheit: Granulatschleuse führt Material und Treibfluid kontinuierlich zu.
Standard Drei-Zonen-Schnecke: schonende Verarbeitung scherempfindlicher oder
faserverstärkter Materialien.
Einfache Prozessführung: nur eine zusätzliche Einstellgröße
für den Treibfluiddruck.
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Einzigartiger Prozess: Fasern direkt der flüssigen Schmelze zuführen.
FASER-DIREKT- COMPOUNDIEREN
// Leichtbau mit hoher Festigkeit: Carbon- oder Glas-fasern verbessern die mechanischen Eigenschaften
vieler Bauteile. Je höher der Anteil längerer Fasern,
desto besser. Genau hier setzt das von ARBURG und
dem deutschen Kunststoffzentrum (SKZ) entwickelte
Faser-Direkt-Compoundieren (FDC) an. Damit können
Sie andere Materialien einfacher substituieren sowie
neue Materialkombinationen effektiver generieren.
Und das alles mit günstigen Ausgangswerkstoffen! Für
eine wirtschaftliche Serienfertigung – zu reduzierten
Stückkosten. \\
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Reduzierte Materialkosten: individuelle Kombination von günstigen Ausgangswerkstoffen.
Flexible Einstellmöglichkeiten: Mechanische Bauteileigenschaften gezielt beeinflussen.
Schonende Schmelzeaufbereitung: hoher Anteil langer Fasern im Bauteil.
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SPRITZEINHEITEN FÜR FDC
1300 2100 3200 4600
Schneckendurchmesser [mm]
55 60 70 80
ALL
RO
UN
DER 630 ■ ■ − −
720 ■ ■ ■ −
820 − ■ ■ ■
920 − ■ ■ ■
Anschauliches Video?
Hier gehts zu
unserer Mediathek.
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Integrierte Faserverstärkung
Belastbarkeit von Bauteilen steigern
und Wandstärken reduzieren: Mit
dem FDC-Prozess lassen sich endlo-
se Fasern in 5,6 bis 33,6 Millimeter
lange Stücke zuschneiden, direkt der
flüssigen Schmelze zuführen und
homogen vermischen. Faserlänge
und -anteil können Sie dabei ebenso
individuell wählen, wie Ihre Material-
kombination. Mit einem zusätzlichen
Thermoplast-Zylindermodul bleiben
Ihre ALLROUNDER für konventionelles
Spritzgießen nutzbar. Typisch ARBURG:
Der FDC-Prozess ist komplett in die
Steuerung integriert und lässt sich über
eigene Symbole einfach und flexibel
programmieren. Darüber hinaus kön-
nen Sie die Signale der FDC-Einheit zur
Qualitätsüberwachung nutzen.
FDC-Features
Geringe Zerstörung der Fasern bei der
Schmelzeaufbereitung, gezielte Beein-
flussung der Bauteileigenschaften, und
deutlich reduzierte Materialkosten: Im
Vergleich zu Langfasergranulaten bie-
tet der FDC-Prozess deutliche Vorteile.
Für die integrierte Faserverstärung
von PP, PA, PET und PC/ABS (weitere
Materialien auf Anfrage) stellen wir
Ihnen schlüsselfertige Produktionszel-
len zur Verfügung – Funktionstest bei
ARBURG inklusive. Basis hierfür bilden
unserer hydraulischen ALLROUNDER S
mit angepasster Ausstattung:
• FDC-Zylindermodul
• Spezielle zweistufige Schnecke
• FDC-Einheit
• Roving-Station
Inline Faserverarbeitung: FDC-Einheit mit Schneidwerk
und servoelektrischer Seitenbeschickung.
Schonende Schmelzeaufbereitung: Geringe Scherung der Fasern.
Ausgangswerkstoffe: Endlosfasern von Rovings und Standard-Granulat.
45%Gegenüber Langfaser-granulaten um bis zu
GERINGEREMATERIALKOSTEN
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// Leichtbau mit Multi-Material-Design: Mit dem Umspritzen thermoplastischer Composites können die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen signifikant
verbessert werden. Durch lokale Verstärkungen über Rippen oder die Integra-
tion von Funktionselementen wie Befestigungen entstehen hoch belastbare,
einbaufertige Produkte. In vielen Fällen substituieren Sie so auch klassische
Materialien. Unsere modulare ALLROUNDER Technik ermöglicht Ihnen die
automatisierte und damit wirtschaftliche Herstellung solcher hochwertigen
Bauteile. \\
THERMOPLASTISCHECOMPOSITES
Kombination mit dem FDC-Prozess: neue Ansätze
bei Bauteildesign und Funktionsintegration.
UD-Tapes, Prepregs oder Organobleche: Gängige Faser-Matrix-Halbzeuge mit Know-how von ARBURG verarbeiten.
50%Bei gleicher Dicke und ähn-lichen Eigenschaften bis zu
LEICHTER ALS METALL
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6
1
5
4
3
2
Weitere Informationen:
Prospekt Turnkey-Projektei
Faser-Matrix-Halbzeuge
Thermoplastische Composites beste-
hen aus einer Kombination von End-
losfasern (Glas, Carbon oder Aramid)
und verschiedenen Matrixwerkstoffen.
Werden diese mit konventionellen
thermoplastischen Kunststoffen um-
spritzt potenzieren sich deren positiven
Eigenschaften. Das erleichtert das
Ersetzen metallischer Werkstoffe.
Automatischer Prozess
Ideal für die Großserie: In einer auto-
matisierten Produktionszelle lassen sich
thermoplastische Composites effizient
verarbeiten. Dabei sind die gleichen
Zykluszeiten erreichbar wie beim
Spritzgießen. Ein zusätzlicher Vorteil
ergibt sich aus der möglichen Kombi-
nation mit anderen Verfahren wie dem
FDC-Prozess. Als Technologie- und
Systempartner bieten wir Ihnen ein
umfassendes Know-how zur Verarbei-
tung von Faser-Matrix-Halbzeugen mit
Turnkey-Anlagen. Sei es bei der Integ-
ration einer Composite-Aufbereitung
oder einer Inline-Qualitätskontrolle, bei
der Definition von Schnittstellen oder
der Koordination und Überwachung
des gesamten Projekts von der An-
schaffung bis zur Inbetriebnahme.
Serientauglich: Durch das Umspritzen werden aus Zuschnitten thermoplastischer Composites
einbaufertige, hochfeste Strukturbauteile.
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PARTIKELSCHAUM-VERBUNDSPRITZGIESSEN®
// Leichtbau mit Funktionsintegration: Beim Partikelschaum-VerbundSpritzgießen® (PVSG) wird ein geschäumtes Formteil mit Kunststoff dauerhaft stoffschlüssig
verbunden. So lassen sich die positiven Eigenschaften von Partikelschäumen mit
Thermoplasten kombinieren. Während des Einspritzens schmilzt die Oberfläche
des eingelegten Partikelschaumteils definiert auf. Das bedeutet für Sie: integrierte
Funktionalität ohne nachgelagerte Montage. Auch dies lässt Ihre Serienfertigung
sehr viel wirtschaftlicher werden. \\
Schonende Handhabung: Robot-System positioniert geschäumte Einlegeteile exakt im Werkzeug.
Kompakte Fertigungszelle: Schäumanlage und ALLROUNDER sind verkettet.
Sichere Verarbeitung: präzises, mehrstufiges Einspritzen sowie konturnahe, segmentierte Werkzeugtemperierung.
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PVSG: Vereint viele Vorteile
Stabile und leichte Verkleidungen herstellen? Kräfteabsorbierende Griffe mit
ansprechender Oberfläche produzieren? Isolierende Abdeckungen mit mon-
tagefreundlichen Befestigungen ausstatten? Durch das von Krallmann, RUCH
NOVAPLAST und ARBURG entwickelte PVSG-Verfahren entsteht ein einzigartiger
Materialverbund, der Ihnen Raum für neue Produktideen bietet.
Integrierte Funktionalität in einem Schritt
Mit einer Dichte zwischen 20 und 60 Gramm pro Liter ergeben sich aus Partikel-
schäumen entsprechend leichte, kräfteabsorbierende Einlegeteile. Beim Einsprit-
zen des Thermoplasts schmilzt deren Oberfläche definiert auf – es entsteht eine
dauerhafte stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Komponenten.
Spezielles Know-how und Fertigungstechnik
Konturgetreue Herstellung geschäumter Einlegeteile. Detaillierte Abstimmung der
Materialkombination. Sichere Verarbeitung ohne Beschädigung oder Deformation:
Für das PVSG-Verfahren ist spezielle Technik und Know-how gefragt. ARBURG
realisiert mit seinem starken Netzwerk an Partnern komplette Produktionsanlagen
in cross-funktionalen Projektteams.
Stoffschlüssige, belastbare Verbindung: Vorteile der beiden
Materialien werden vereint.
PARTIKELSCHAUM KUNSTSTOFF
+ Geringes Raumgewicht − Relativ hohes Raumgewicht
+ Hohe Kräfteabsorption − Geringe Kräfteabsorption
+ Hohe Wärmedämmung − Geringe Wärmedämmung
− Eingeschränkte Oberfläche + Funktionale Oberflächen
− Eingeschränkte Befestigungs-
möglichkeiten
+ Vielfältige Befestigungs-
möglichkeiten
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// Leichtbau durch Hohlräume: Der Einsatz flüssiger oder gasförmiger Medien beim Einspritzen führt nicht nur zu einer deutlichen Gewichtsreduktion, sondern sorgt
gleichzeitig für mechanisch belastbare Bauteile. Und das bei höherer Qualität mit
teilweise deutlich schnelleren Zyklen – vor allem bei Bauteilen mit dickwandigen
Bereichen. Damit Sie das Potenzial der Fluidinjektionstechnik voll ausschöpfen
können, stellen wir Ihnen in enger Kooperation mit unseren Partnern ein umfas-
sendes Gesamtpaket zu Verfügung. \\
FLUIDINJEKTIONSTECHNIK
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Leicht und gleichzeitig mechanisch belastbar: WIT oder GIT erzeugen gezielt Hohlräume im Bauteil.
Nach dem Füllen der Kavität sorgt Fluidhaltephase für dimensionsstabile Bauteile.
Fluidinjektion startet kurz vor dem Ende des Einspritzens und treibt Schmelzefront weiter nach vorne.
Mehrwert für Bauteildesign und Prozess
Während des Einspritzens wird Gas (GIT) oder Wasser (WIT) über die Einspritzdüse
oder Injektoren in die Werkzeugkavität eingeleitet. Dadurch können gezielt Hohl-
räume im Bauteil erzeugt werden. Mit der Fluidinjektion ist eine zum Teil deutliche
Materialeinsparung erreichbar. Gleichzeitig lassen sich Einfallstellen in den Bautei-
len reduzieren. Durch die geringeren Wandstärken minimiert sich außerdem die
Abkühlzeit, was sich positiv auf den Gesamtzyklus auswirkt.
Individueller Einsatz
Alle ALLROUNDER Spritzgießmaschinen sind mit einer Einrichtung zur Fluidin-
jektion und einer speziellen Schnittstelle ausrüstbar. Die Maschinensteuerung
ermöglicht das zeit-, weg- oder druckabhängige Umschalten von Einspritzen auf
Fluidinjektion – serienmäßig.
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// Aufgrund der Vielzahl positiver Eigenschaften wie Gewichts-einsparung, Qualitätssteigerung und Zykluszeitreduktion
ergeben sich für Leichtbauteile ständig neue Produktideen
und Einsatzfälle. Als Technologie- und Systempartner hat
ARBURG die effiziente Produktion bei adäquaten Stückkos-
ten immer im Blick. Auf Basis unserer leistungsstarken, indi-
viduell anpassbaren ALLROUNDER sowie unserem fundierten
Fachwissen erarbeiten wir den jeweils besten Produktionsan-
satz für Sie. \\
ANWENDUNGEN: AUS DER PRAXIS
Innovativ: Faser-Matrix-Halbzeug für Laptopabdeckung wird im Werkzeug aufgeheizt, geformt und umspritzt.
Leicht: Schäumen spart Material und vermeidet
Einfallstellen.
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Hochwertig: Schäumen mit dynamischer Werkzeug-temperierung erzeugt Class-A-Oberfläche.
Kosteneffizient: stabile Seilan-triebsgehäuse im FDC-Verfahren ohne teurere vorcompoundierte
Granulatmischung.
Innovativ: Prototyp einer Sitzschale zeigt das Potenzial des Umspritzens von Faser-Matrix-Werkstoffen.
Hochbelastbar: Bauteile aus Faser-Matrix-Werkstoffen,
kombiniert mit Thermoplasten.
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Hier gehts zu unserer Mediathek: vertiefend,
spannend, unterhaltsam.
© 2021 ARBURG GmbH + Co KG | Alle Angaben und technischen Informationen wurden mit größter Sorgfalt zusammengestellt, jedoch können wir keine Gewähr für die Richtigkeit übernehmen. Einzelne Abbildungen und Informationen können vom tatsächlichen Auslieferungszustand der Maschine abweichen. Maßgeblich für die Aufstel-lung und den Betrieb der Maschine ist die jeweils gültige Betriebsanleitung.
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ARBURG GmbH + Co KGArthur-Hehl-Straße
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