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PRODUKT ION

SABINE KOB

Was tun, wenn der Auftrag für einProjekt winkt, das für den eige-nen Maschinenpark eigentlich

ein bisschen zu groß ist? Als die FoliotecGmbH im April 2008 eine Anfrage für dieBedienblende des neuen Ford C-Max er-hielt, war schnell klar, dass es sich bei demBauteil mit einer Größe von rund 380 ×250 × 50 mm um eine andere Dimensionfolienveredelter Kunststoffkomponentenhandelte, als das Team gewohnt war.Denn das Tochterunternehmen derKunststoff Helmbrechts AG (KH) hattesich bis dahin mit Lichtdrehschaltern,

Schnurlostelefonen und hinterleuchtetenTasten für den Fahrzeuginnenraum einenNamen gemacht. Das neue – im doppel-ten Sinne – „Riesenprojekt“ würde nebeneinem ausgeklügelten Fertigungskonzeptauch eine Anpassung der Produktionsan-lagen erfordern.

Zunächst ging es um die Werkzeuger-stellung, und das Anforderungsprofil derProjekts resultierte in einer Arbeitstei-lung: Teileentwicklung und Werkzeugbauwürden durch KH erfolgen, die Produk-tion der Bedienblende dann bei dem rund15 km entfernten Folienspezialisten inSparneck. In Helmbrechts liefen die Fä-den bei KH-Konstruktionsleiter MichaelKlar zusammen; für die Foliotec-Belangewar Projektleiter Matthias Arlt derHauptansprechpartner.

Die Bedienblenden sollten in einem2K-Werkzeug hergestellt und die Teile-oberflächen dabei mit dreidimensionalverformten Folien im IML-Verfahren (In-Mold-Labeling) veredelt werden. In denWochen, die bis zur endgültigen Festle-gung der Teilegeometrie vergingen, wur-de die Blende immer komplexer. Rastha-ken an den Außenseiten machten eineVielzahl von Schiebern nötig, Haken imInneren der Blende führten zum Einbauvon Schrägschiebern und zusätzlicheRastlaschen brachten Unterflurschieberins Spiel.

Auch das Design wurde immer an-spruchsvoller: Der Kunde hatte zunächstgeplant, lediglich in der Mittelpartie derBlende eine schwarze, hochglänzende Fo-lie anzubringen und die „Ohren“ für die

Drei Folien, ein Teil – und

ein Werkzeug in ViertelnIn-Mold-Labeling mit drei dreidimensional verformten Folien und zwei Kunst-

stoffkomponenten für ein Bauteil von 380 x 250 x 50 mm Größe: Das Projekt

Radio/CD-Bedienblende für den Ford C-Max stellte hohe Anforderungen an Werk-

zeugbau und Folientechnik. Nun ist das Ergebnis in den Autohäusern zu sehen.

ARTIKEL ALS PDF unter www.kunststoffe.deDokumenten-Nummer KU110589

Für die Bedienblende des Hifi-Geräts werdendrei Folien im 2K-Werkzeug hinterspritzt

(Fotos: Kunststoff Helmbrechts)

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Luftausströmer ohne Folie,hochglänzendoder mit Erodierstruktur, zu fertigen.Dann erwog man eine Lackierung,um dieAnmutung hochwertiger zu gestalten. Esstellte sich jedoch heraus, dass es wesent-lich kostengünstiger ist, auch die „Ohren“im IML-Verfahren zu fertigen, sodasszwei weitere Folien entwickelt werdenmussten.

Kernseitiger Einsatz mit 45 beweglichen Teilen

Parallel zur Teileentwicklung galt es zuklären, wie das Werkzeug überhaupt wür-de gebaut werden können, denn KH hat-te seinen Maschinenpark, vom Kran biszur Fräsmaschine, ebenfalls auf kleineund mittlere Bauteilgrößen ausgelegt. DieLösung war schnell gefunden: Das Werk-zeug wurde geteilt. Je zwei Werkzeugvier-tel wurden getrennt gefertigt und dannmit einer 66 mm dicken Adapterplattezur Formhälfte „verheiratet“. Das nahtlo-se Ineinandergreifen der Bauteile und An-schlüsse war hier essenziell. Als kritischesBauteil wurde der kernseitige Einsatz ander zweiten Station identifiziert, dessen

Fertigung durch das komplexe Zusam-menspiel von 45 beweglichen Teilenenorm aufwendig und zeitraubend warund den Rhythmus der zehnwöchigenWerkzeug-Bauzeit dominierte.

Das fertige Werkzeug misst 1092 × 696× 744 mm, mit Aufbauten 1460 × 746 ×744 mm, und wiegt 4,5 t. Es enthält ins-gesamt zwei gerade Schieber, 22 Schräg-schieber mit zehn Steuerkeilen und achtUnterflurschieber. Aus den Schraubdo-men der Blende werden vier Formkernegezogen, um die Entformungskräfte zuminimieren. Um die Vielzahl der An-schlüsse und Schnittstellen zu managen,wurden durch Poka Yoke 16 Kühlkreis-läufe, vier Kernzüge und 24 Heißkanalre-gelstellen gegen Fehlbelegung beim Rüst-vorgang auf der Spritzgießmaschine ab-gesichert.

Übrigens hatte die Suche nach einemHeißkanalhersteller, der sich das Projektzutraute, mehrere Anläufe erfordert, bisdie PSG Plastic Service GmbH, Mann-heim, im Rahmen eines Entwicklungs-projektes schließlich zusagte und Heiß-kanalsystem, Nadelverschluss und Heiß-kanalregler lieferte.

Folien stellen beim Hinterspritzenhohe Anforderungen an die Prozess-führung und Temperaturkonstanz. Umdie empfindliche Folie am Anspritz-punkt nicht übermäßig zu belasten,muss die Balancierung im Heißkanalsys-tem einen ausgeglichenen Schmelze-strom sicherstellen. Besonders heikel istder Anspritzpunkt, weil der Kunststoffhier unter hohem Druck auf die Folietrifft. Die enge Kooperation zwischenHeißkanalhersteller und dem KH-Werk-zeugbau war der Garant für das Gelin-gen des Projekts.

Zweimal schwarz und zweimal weiß

Auch das Foliotec-Team hatte einige Auf-gaben zu bewältigen. Die damalige Be-druckungsanlage des Unternehmens ver-arbeitete eine Bogengröße von 610 ×480 mm – ein für diesen Fall denkbarungünstiges Format, weil pro Bogen nurzwei Mittelfolien bedruckt werden konn-ten (Zweifachnutzen) und ein erheblicherVerschnitt anfiel. Inzwischen steht in derProduktionshalle eine neue vollautoma-tische Zylinderdruckmaschine mit einerBogengröße von 740 × 610 mm, die so-mit also einen Vierfachnutzen bietet.Hierauf werden für die Mittelfolie fünfFarben gedruckt. Es beginnt mit zweimalschwarz, wovon der erste Druck zeich-nend ist. Das heißt, hier wird besondersauf die Kantenschärfe der Schrift geach-tet, damit sich später kein Sägezahnmus-ter zeigt und die Ecken der Buchstabennicht abgerundet wirken. Die zweiteschwarze Farbschicht dient dazu, alleLichtblitze, die es nach Druck eins viel-leicht noch gibt, zu eliminieren.

Danach folgt zweimal weiß, um dieSchrift, die im schwarzen Bereich ausge-spart wurde, zu hinterlegen. Rein kosten-seitig betrachtet, wäre es logisch, nur dievergleichsweise kleinen Schriftbereicheweiß zu bedrucken und die Vollfläche freizu lassen. Hier zeigt sich jedoch, wie sen-sibel schwarze Hochglanzoptik seinkann. Jede Farbschicht ist etwa 8 µm

Die beiden Formhälften wurden jeweils aus Werkzeugvierteln gefertigt, die dann mit einer 66 mmdicken Adapterplatte zusammengefügt wurden

Die Folien für den Mittelteil der Blende und die „Ohren” um die Luftausströmer sind nach der Verformung merklich gewölbt

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dick, die doppelte weiße Hinterlegungbeträgt also nur 16 Tausendstel Millime-ter. Und doch ist die sogenannte Druck-schulter, also die Begrenzung eines par-tiellen Druckfelds, nach dem Hintersprit-zen der schwarzen Hochglanzfolie aufder Vorderseite sichtbar. Die Konse-quenz: Die Mittelfolie wird vollflächigzweimal weiß bedruckt. Die letzte Farb-schicht bildet ein PC-Klarlack, der Farb-auswaschungen beim Anspritzen verhin-dert und eine bessere Bindung mit demKunststoff eingeht als ein Lack mit Farb-partikeln.

Doppelt gewölbte Folie ohneverzerrte Bediensymbole

Auf das Bedrucken und Trocknen folgtdas Verformen. Hier wurde in der Ent-wicklungsphase zunächst eine größereStammform für die vorhandene, eigen-entwickelte vollautomatische Verfor-mungsanlage „Speedform“ erstellt.Da aufdieser Anlage bis heute die wesentlichkleineren Komponenten der Mercedes S-Klasse in Serie laufen, musste für den Pro-jektanlauf Ford C-Max immer wieder dieStammform gewechselt werden. Deshalbwurde zwischenzeitlich eine zweite,größere Speedform-Anlage mit Kamera-prüfsystem errichtet.

Darauf werden die C-Max-Folien inForm gebracht. Die Mittelfolie ist nach al-len Seiten gewölbt – die Biegung in x- undy-Richtung beträgt jeweils ca. 15 mm –und steht, wenn man den Folienrohlingauf einen ebenen Untergrund legt, in derMitte etwa 14 mm in die Höhe. Diesedoppelte Wölbung muss bei der Positio-nierung der weiß hinterlegten Tastensym-bole berücksichtigt werden, andernfallsnehmen die Fahrzeuginsassen das Be-dienfeld optisch verzerrt wahr. Der Radi-us an den 25 Durchbrüchen und am Fo-lienrand beträgt 0,5 mm. Die kleinenKanten bewirken einerseits einen saube-ren Abschluss und dienen andererseits

dazu, die Folie besser in die Kavität zudrücken.

Verformungstechnisch eher noch an-spruchsvoller sind die „Ohren“ um dieLuftausströmer, weil mehrere Wölbun-gen und Kanten ineinander übergehenund die Verformung in z-Richtung sogar19 mm beträgt. Die Ausströmer sind indrei Hochglanz- und drei Mattfarben er-hältlich. Hierfür wird jeweils ein Metal-lic-Lack zur Farbunterstützung schwarzhinterlegt und dann mit einer Klarlack-schicht versehen. Die verformten Folienwerden im nächsten Arbeitsgang ausge-stanzt und die so hergestellten Folienroh-linge in das Spritzgießwerkzeug eingelegt.

Automatisierter Prozess mitDurchleuchtungsprüfung

Im Zweikomponenten-Werkzeug ent-steht in Station 1 der Vorspritzling, dasheißt, die von einem Roboter platzierteMittelfolie wird mit transparentem PChinterlegt. In Station 2 wird die gesamteFunktionsgeometrie der Blende mitschwarzem PC+ABS ausgeformt, dabeiwerden auch die Folien-Ohren hinter-spritzt. Danach entnimmt der Roboterdas fertige Teil und legt gleichzeitig dieneuen Folien ein: die zwei „Ohren“ nebenden bereits gefertigten Vorspritzling unddie Mittelfolie in die Kavität, aus der ebendas Endprodukt entnommen wurde.Dann dreht sich das Werkzeug wiederund der Zyklus beginnt von vorne.

Am Ende wiegt die fertige Blende194 g, wovon in Station eins 49 g und inStation zwei 133 g gespritzt werden. Hin-zu kommen die Foliengewichte von 8 gund zweimal 2 g. Der Roboter führt dieBlende in der Fertigungszelle der auto-

Von vorne beeindruckt die edle Oberfläche, auf der Rückseite offenbart sich die

Komplexität des Spritzgussteils

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Eine vollautomatische Zylinderdruckmaschine bringt in fünf Stufen Farbe und Bedienfelder auf die Folien auf

Foliotec GmbHD-95234 SparneckTEL +49 9251 4366-0> www.foliotec.de

Kontakti

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matischen Angussabtrennung und einer Durchleuchtungsprü-fung mit Kamera zu. Zum Schutz der hochwertigen Oberflächewerden die Teile in Schaumfolie verpackt, danach sind sie fer-tig für den Versand.

Mit dem Autokran durch ein Loch in der Wand

Damit Foliotec die Blende überhaupt spritzen konnte, musstedas Unternehmen allerdings einige Bauarbeiten in Kauf neh-men. Für die neue 2K-Maschine mit 5000 kN Schließkraft (Typ:KM 500/2700/700 CZ; Hersteller: KraussMaffei TechnologiesGmbH, München) wurde sogar ein Loch in die Gebäudewandgebrochen, durch das ein Autokran die Maschine hob. Von dortglitt sie auf Luftkissen zu ihrem endgültigen Standort, wo vor-her das Fundament mit einer 1,5 m dicken Betonschicht ver-stärkt worden war. Das ursprünglich für die Textilindustrie er-richtete Betriebsgebäude war für derartige Lasten einfach nichtkonzipiert.

Einfallsreichtum bewies das Projektteam auch beim Bau ei-nes Rüstwagens, mit dem das Spritzgießwerkzeug in die Ma-schine gebracht wird. Weil die Raumhöhe für einen Kran nichtausreichte, wurde der Schwerlastwagen exakt in der Höhe ge-baut, in der das Werkzeug in die Maschine gleiten muss.Am En-de haben Flexibilität und Fertigungskonzept so überzeugt, dassFord die Aufträge für die Bedienblenden von Focus und Fiestaebenfalls an KH und Foliotec vergeben hat.�

DIE AUTORIN

DR. SABINE KOB, geb. 1970, ist bei der Kunststoff Helmbrechts AG für Marke-ting und Kommunikation verantwortlich.

SUMMARY

THREE FILMS, ONE PART – AND A QUARTERED MOLDIN-MOLD LABELING with three three-dimensionally molded films and two plasticcomponents for a part measuring 380 x 250 x 50 mm: A project involving the radio/CDcontrol panel of Ford's C-Max placed high demands on moldmakers and film technol-ogy. The result can now be seen in automobile showrooms.

Read the complete article in our magazine Kunststoffe international and on www.kunststoffe-international.com

Das Ergebnis dieses Mammutprojekts ist heute in jedem Ford C-Max zu bewundern (Foto: Ford)

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