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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8

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

17

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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