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Wirtschaftliche Fertigung von Schleifeinsätzen

04.03.2009
Ein hoher Automatisierungsgrad sichert die Wirtschaftlichkeit beim Fertigen von Elastomerteilen. Das wird am Beispiel einer automatischen Fertigungszelle deutlich, in der auf drei Spritzgießmaschinen Schleifeinsätze für Elektrowerkzeuge mit hoher Maßhaltigkeit aus Fluorkautschuk gefertigt werden.

Der Reiff Elastomertechnik GmbH (R.E.T.), Reutlingen, ist es gelungen, bei der Herstellung elastomerer Schleifeinsätze die Fertigungsqualität hoch und die Fertigungskosten niedrig zu halten. Die Lösung liegt in einer Fertigungszelle, die drei Spritzgießmaschinen inklusive Nachfolgeprozesse umfasst. Alle sechs verschiedenen Einzelteile werden automatisch spritzgegossen und separiert aus der Zelle gebracht.

Minimum an manuellen Arbeitsschritten bei kurzen Transportwegen

Das Ergebnis ist laut R.E.T. ein Minimum an manuellen Arbeitsschritten bei kurzen Transportwegen von Station zu Station. Das wird im globalen Wettbewerb mit Low-Cost-Anbietern als besonders wichtig angesehen, damit der Kunde ein wettbewerbsfähiges Produkt erhält: Die C. & E. Fein GmbH, Schwäbisch Gmünd, fertigt Elektrowerkzeuge. Für anspruchsvolle Schleifarbeiten hat der Hersteller das Handwerkzeug Multi-Master im Programm, zu dem ein Profil-Schleif-Set aus sechs unterschiedlichen Schleifeinsätzen gehört.

Dieses Set aus sechs Schleifeinsätzen versetzt das Werkzeug in die Lage, schwer zugängliche Oberflächenbereiche und sogar Werkstücke mit konkaver oder konvexer Geometrie zu bearbeiten. Dazu wird einer der sechs Elastomereinsätze einfach in den Werkzeughalter gesteckt und mit einem Schleifpapier in gewünschter Körnung umspannt.

Schleifeinsätze bestehen aus Fluorkautschuk

Die Schleifeinsätze werden aus Fluorkautschuk (FPM) gefertigt. Dieser Werkstoff hält nach der Vulkanisation Temperaturen von maximal 200 °C stand und hat eine Härte von 85 Shore A. Auf den drei Spritzgießmaschinen entsteht daraus jeweils ein komplettes Set – in einem sogenannten Familien-Werkzeug, in dem gleichzeitig alle sechs unterschiedlichen Profilstücke spritzgegossen werden. Die einzelnen Einspritzdüsen sind dazu mit einem hydraulischen Nadelverschluss-System ausgestattet.

Es ermöglicht, jedes der sechs Formnester separat zu öffnen und zu schließen. So sind sechs unterschiedlich geformte Kautschukformlinge in einem Spritzgießzyklus herstellbar. Im Vergleich zu extrudierten Einsätzen wird bei der Fertigung im Spritzgießverfahren die verbesserte Maßhaltigkeit als Qualitätsvorteil hervorgehoben. Das Schussgewicht beträgt je nach Schleifeinsatz 23 bis 27 g.

In einem ersten Schritt wird der Fluorkautschuk im Schneckenextruder der Maschinen auf etwa 70 bis 80 °C erwärmt. Es entsteht eine zähplastische Masse, die mit etwa 2800 bar Druck durch die sechs Düsen hindurch in die Formnester des Werkzeugs gespritzt wird. Der Einspritzprozess erfolgt in Kaltkanaltechnik. Das heißt: Die Düsen sind nur auf 80 bis 90 °C erwärmt. Erst in den Formnestern – im heißen Konturbereich – herrscht eine Temperatur von 190 °C. Dort kommt es dann zur gewünschten thermischen Vernetzung des Kautschuks – zur Vulkanisation und somit zur Aushärtung der Einsätze. Eine Isolierplatte zwischen der Einspritzeinheit der Maschinen und dem Konturbereich der Spritzgießwerkzeuge sorgt für die notwendige thermische Trennung.

Sortiert zur nächsten Fertigungsstation transportiert

Nach abgeschlossener Vulkanisation werden die Schleifeinsätze automatisch entformt. Das geschieht mit Hilfe eines Kernbalkensystems samt Verschiebeplatte. Die Teile fallen aus dem Werkzeug der jeweiligen 1000-kN-Schließeinheit, über Fallschächte sortiert werden sie zur nächsten Fertigungsstation transportiert. Dort kommt es zum Entgraten der Teile.

Der überschüssige Gummi wird automatisch in einem auf Stickstoff basierten Verfahren von den Elastomerteilen getrennt. Das Ergebnis sind Schleifeinsätze mit einem Hohlraum in der Profilgeometrie, der laut R.E.T. für genügend mechanische Flexibilität und eine optimierte Wärmeabfuhr sorgt. Die Fertigungszelle mit den drei 1000-kN-Spritzgießmaschinen ist für eine Fertigungskapazität von mehr als 2 Mio. Einheiten im Jahr ausgelegt.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/kunststoffundgummiverarbeitung/articles/173218/

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