Ein Jahrzehnt immer einen Schritt voraus. 10 Jahre Innovationskraft im Bereich der Wasserinjektionstechnik.
Das Kerngeschäft der PMEfluidtec ist die Entwicklung, Prozessunterstützung und Herstellung von Komponenten und Anlagen für das fluidunterstützte Spritzgießen mittels Innendrucktechnik auf Wasser- oder Gasbasis. Darüber hinaus bietet PMEfluidtec auch Anlagen für die Projektil-Injektions-Technologie (PIT). In Kombination mit WIT ist dies zielführend für eine optimale Hohlraumausbildung mit dünnen Wandstärken z.B. bei Medienleitungen. PMEfluidtec legt großen Wert auf eine umfassende analytische Beratung zur optimalen Verfahrensauswahl zwischen GIT, WIT, CIT und PIT, um die für den Kundennutzen optimale Hardware in Einsatz bringen zu können. 2001 wurde das Unternehmen von Friedrich Westphal gegründet. Neben dem kontinuierlich hohen Qualitätsstandard spielt in der PMEfluidtec –Philosophie der praktizierte Umweltschutz stets eine zentrale Rolle. „Niemals stillstehen und immer nur das Beste “
The most powerful energy on earth is used in a future technology. PMEfluidtec: ein Synonym für das fluidgestützte Spritzgießen in WIT und GIT.
Inhalt
1. Mindestanforderungen für WIT /GIT-Prozesse
2. Anlagentechnik WITVergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
2.3 Bedieneroberfläche, komplexe Prozesse leicht gemacht
Inhalt
3. Vorteile von WIT gegenüber GIT
3.1 der direkte Vergleich GIT - WIT
3.2 Gesamtgegenüberstellung WIT - GIT
4. Vorstellung von Pedalen auf WIT-Basis
5. Anwendungsbeispiele6.1 automotive Produkte6.2 non-automotive Produkte
6. Fazit
1. Mindestanforderungen für WIT /GIT - Prozesse betrachtet man separat die
Mindestanforderungen, ist der Anlagenbau für WIT und GIT sehr einfach
bei WIT wird ein konstanter Volumenstrom in
einem spezifischen Druckspektrum benötigt
bei GIT reicht es grundsätzlich, einen eingestellten Druck, bzw. ein Druckprofil, konstant zu halten
Status Quo
Ganz so einfach ist es natürlich nicht. Um heutige Anforderungen zu erfüllen, sind eine komplexe Steuerung und hochpräzise Bauelemente erforderlich.Zwar sind funktionstüchtige WIT- und GIT-Anlagen heute von vielen Herstellern verfügbar, jedoch unterscheiden sie sich stark in der Performance, den Einsatzbereichen, der Flexibilität, der Ökonomie, dem Bedienungskomfort und nicht zuletzt dem Preis.Grundsätzlich lassen sich Bauteile mit allen Anlagen in Fluid-Injektions-Technik herstellen.
Status Quo
Aufgrund dessen sind die Mindestanforderungen relativ unbedeutend, da diese von fast allen Anbietern abgedeckt werden.Um so bedeutender ist die Frage:
Was kann ich heute von einer WIT- & GIT-Anlagentechnik erwarten?
Pro Anlagentechnik
kostengünstig
Mehrkosten für Mehrkavitäten-Werkzeuge relativ gering
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra
WIT druckgeregelt
Contra keine Kontrolle über
IST-Geschwindigkeit => Verschenken des Vorteilsdurch inkompressibles Medium
Dynamik durch langsame Prop-Ventile (> 25 ms) beschränkt
wegen Hysterese muss der Speicher dem Bauteilvolumen angepasst werden => geringe Flexibilität
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra
WIT druckgeregelt
Pro Anlagentechnik einfach
Volumenstrom steuerbar
Prozess entspricht hydraulischer SGM
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra
WIT Kolbenaggregat
Contra Wasservolumen pro Hub
begrenzt Flexibilität bei Verfahren und Bauteilgröße
Dynamik und Präzision von der Hydraulik der SGM oder des Zusatzaggregates abhängig
alternierender Prozess mit Zusatzpumpe zum Füllen mit dem Prozess-Medium begrenzt Zykluszeit
Erweiterung auf Mehrkavitäten kostspielig und platzintensiv
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra
WIT Kolbenaggregat
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra WIT volumengeregelte
PumpentechnikPro maximale Flexibilität durch
kontinuierliche Förderung ohne Volumenbeschränkung
hohe Dynamik und Präzision durch geregelten Servoantrieb,identisch vollelektrischer SGM, mit kurzer Reaktionszeit der Regelung von max. 0,4 ms
unveränderte Prozesssicherheit bei Mehrkavitäten-Anwendungen
geringer Energieverbrauch
Contra Erweiterung auf Mehrkavitäten
bei je einer Pumpe pro Kavität mit höherem Invest verbunden
2. Anlagentechnik WIT Vergleich Anlagenkonzepte, Pro und Contra WIT volumengeregelte
Pumpentechnik
seit 2000 produziert PME fluidtec WIT-Anlagen ausschließlich mit druckabhängiger Volumenstromregelung und kontinuierlicher Förderung über Servo-Pumpen
durch die schnelle Regelung mit Reaktionszeiten von max. 4 μs ist größte Präzision, ohne die Trägheit und Überregelung von Ventilen, gewährleistet
der Prozess entspricht einer elektrischen SGM Spritzeinheit mit den bekannten Vorteilen bei der Genauigkeit und Energieeffizienz
Volumen- und Druckprofile werden genauer eingehalten als bei anderen Konzepten
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
die Bauteillänge ist lediglich durch die Erstarrung des Kunststoffes beschränkt, da die Pumpen kontinuierlich fördern
Kanallängen von über 3000 mm bei Querschnitten von 700 m² sind bereits realisiert
der Injektions-Prozess ist in Ablauf und Präzision identisch zu elektrischen Spritzaggregaten der SGM: druckbegrenzte Volumenstromregelung in der Ausblasphase, konstant gehaltener Maximaldruck in der Haltephase
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
Prozess mit Pumpenvorlauf und Nachdruck über das Fluid
Prozess ohne Pumpenvorlauf mit abgestuftem Volumenstrom in der Ausräumphase und kurzem Nachdruck über das Fluid
2.1 druckabhängige Volumenstromregelung mit kontinuierlicher Förderung
Prozess mit Pumpenvorlauf, geringem Volumenstrom in der Ausräumphase und kurzem Nachdruck und Spülen
Prozess mit Pumpenvorlauf, hohem Volumenstrom in der Ausräumphase und langem Nachdruck über das Fluid
Am Beispiel der PMEcube Baureihe lässt sich eindrucksvoll zeigen, wie modular ein Fluid-Injektions-Technik Baukastensystem heutzutage aufgebaut sein kann, von der Einsteigeranlage für die Musterung bis hin zu einem Stand-Alone-System mit vier Pumpen.
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2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
PMEcube an einer 160 t 2-Platten-SGMals Sonderlösung kann die Ölversorgung für die Hydraulik von der SGM bereit gestellt werden
die 4 Ventile befinden sich dann im Gehäuse
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
der PMEcubeBASIC ist die preisgünstigste Variante mit WIT zu starten
hydraulisch ist sie auf die Kernzüge der SGM angewiesen
die Anlage ist optimal für Anwendungen mit einer Kavität auf einer SGM mit ausreichender Kernzugausstattung
durch Erweitern der Elektronik und der Schnittstellen ist sie zur PMEcubeMASTER umrüstbar
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
der PMEcubeMASTER ist die Basiseinheit und Komandozentralefür den PMEcube Baukasten
zusätzlich zur BASIC ist sie serien-mäßig mit einer erweiterten Steuerung und den Schnittstellenfür HYDRAULIC, Endschalter, WATERTANK und SLAVE ausgestattet
das Netzteil ist der erhöhten Leistung angepasst
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
in der Abmusterphase kann alleine mit der MASTER gestartet werden
die zusätzlichen Komponenten werdenfür die Serienfertigung angeschlossen„plug&play“
der Invest kann so gesplittet und dem aktuellen Bedarf anpasst werden
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
die PMEcubeHYDRAULIC macht die MASTER unabhängig von den Kernzügen der SGM
alle für den Fluidinjektion relevanten Bewegungen im Werkzeug lassen sich so unabhängig von der Aus-stattung der SGM über die PMEcube steuern
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
abgestimmte Signale und Signalverkettungen bieten hier maximale Flexibilität und Präzision
das Aggregat ist mit 4, 8 oder 12 Ventilen serienmäßig verfügbar[Standard: 4 Ventile/Pumpe]
die eigene Pumpe mit Akku ermöglicht hierbei parallele Aktionen aller Ventile bei bis zu 160 bar
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
der PMEcubeWATERTANK fängt das benutzte Prozesswasserauf und bereitet es für die Wiederverwendung vor
grobe Schwebstoffe werden herausgefiltert
der Filter ist als Schublade ausgeführt einfache Reinigung von außen
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
die integrierte Pumpe fördert das gereinigte Wasser mit max. 6 bar zurück in das werksseitig vorhandene Kühlwassernetz
die Wasseraufbereitung findet zentral mit dem Kühlwasser ohne zusätzlichen Invest statt
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
voll ausgebaut mit:
PMEcubeMASTER PMEcubeSLAVEPMEcubeHYDRAULIC PMEcubeWATERTANKkann an jeder SGM ein WIT Prozess mit zwei Kavitäten gefahren werden
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
es ist lediglich eine Schnittstelle [möglichst Euromap 62] und die nötige Einspritzleistung und Präzision erforderlich
größtmögliche Planungsfreiheit für den Fertigungsplaner
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-System
2.2 mit modularer Anlagentechnik zum Stand-Alone-Systemausgestattet mit:
PMEcuboid PMEcubeHYDRAULICPMEcubeWATERTANK ist das Stand Alone-System bereit für Vier-Kavitäten-Werkzeuge in WIT
die Bedieneroberfläche und die dahinter verborgene Software hat einen erheblich größeren Einfluss auf komplexe Prozesse in der Fluidinjektion als auf den ersten Blick zu vermuten wäre
Sie muss dem Bediener alle für den Prozess erforderlichen Möglichkeiten bereitstellen[Bei PMEfluidtec können z.B. interne- und externe Signale zum Triggern jeder einzelnen Funktion verwendet werden. Hierbei müssen die Signale zum Starten und beenden einer Aktion nicht gleich sein.]
die Software muss trotz Vielfalt übersichtlich und einfach zu bedienen sein
2.3 Bedieneroberfläche, komplexe Prozesse leicht gemacht
Praxisbeispiel:PMEcube Bedienoberfläche an einem realen
Prozess
2.3 Bedieneroberfläche, komplexe Prozesse leicht gemacht
im Prozessablauf werden alle Funktionen definiert und gesteuert, die erforderlich sind, ohne dass die SGM hier unterstützen muss
egal ob Injektoren, Sperrschieber,Sperrkolben, Nadelverschluss, Luftinjektion, Bauteiltrocknung, Vakuum…, alles kann hier eingestellt werden
Praxisbeispiel: PMEcube Bedienoberflächean einem realen Prozess
Praxisbeispiel: PMEcube Bedienoberflächean einem realen Prozess in der Alarmliste werden alle aktuell anliegenden
Alarme, Meldungen und Warnungen angezeigt
im Meldungsarchiv lassen sich alle quittierten Meldungen nachschlagen; eine Filterfunktion unterstützt bei der Suche
3. Vorteile von WIT gegenüber GIT
Wasser ist nicht kompressibel, somit kann die Wasserinjektionsgeschwindigkeit getrennt vom
Wasserdruck geregelt werden
Wasser fingert wesentlich später als Gas in die
Seitenflächen ein
Wasser hat die 40-fach höhere Wärmekapazitäts-aufnahme als Gas
Bauteile werden von innen und außen gekühlt
drastisch kürzere Kühlzeiten sind möglich
3. Vorteile von WIT gegenüber GIT
längere Holraumlängen sind möglich
größere Durchmesser können ausgeblasen werden
es fallen keine Lizenz-, Fluidkosten an im Vergleich zu Gas ist die Reproduzierbarkeit
deutlich größer
kein schleichender Qualitätsverlust während der Produktion
3.1 Der direkte Vergleich GIT/WIT Aufnahme der Wärmeverteilung
Medien Testleitung in PA66 GF30 Hydrolyse stabilisiert
Quelle: IKV-Aachen
3.1 Der direkte Vergleich GIT/WIT Aufnahme der Wärmeverteilung
Quelle: IKV-Aachen
Kühlzeit: 35 sec.Spülfunktion: 7sec.Material: PA6 GF 15 H GID
Schwarz LS
3.1 Der direkte Vergleich GIT/WIT Wandstärkenverteilung
Quelle: IKV-Aachen
3.2. Gesamtgegenüberstellung: WIT - GITKostenersparnisse durch:
Reduzierung der Kühlzeit 70%
Bildung langer Hohlräume (Kanäle) 5,2m
Reduzierung der Eigenspannung
preiswertes Prozessmedium
4. Herstellung von Pedalen auf WIT -Basis
Gaspedal elektronisch die Zykluszeit ist 40% kürzer als in GIT Medienkosten fallen annähernd weg,
da Wasser lediglich gekühlt wird die Werkzeugkosten sind geringer,
da weniger Kerne Energiekosten sind geringer die Steifigkeit ist höher als verrippt erweiterte Designmöglichkeiten
sind gegeben
4. Herstellung von Pedalen auf WIT -Basis
Kupplungspedal Kunde BATZ OEM BMW Zykluszeit 45 sek. Material PA66 GF30 Teilegewicht 300 gr. Verfahren Masserückdrücken
4. Herstellung von Pedalen auf WIT -Basis
4. Herstellung von Pedalen auf WIT -Basis die Zykluszeit ist 45% kürzer als in GIT Medienkosten fallen annähernd weg,
da Wasser lediglich gekühlt wird die Werkzeugkosten sind
geringer, da weniger Kerne Energiekosten sind geringer die Steifigkeit ist höher als verrippt erweiterte Designmöglichkeiten
sind gegeben BMW Kupplungspedal
Griff SB Transportwagen Hersteller Mouldtec / Wanzl Serienfertigung seit 2007 Material PP Verfahren Full shot mit Über-
lauf und Spülen
5. Anwendungsbeispiele 5.1 non-automotive Produkte
Sulo Müllcontainer (Deckel) Serie seit 2001 Material PE Schlussgewicht 15 kg Verfahren: Full shot mit
Überlauf
5. Anwendungsbeispiele
Maxi Cosi Tragebügel Serie seit 02/2002 Material PP Gewicht ca. 800 gr. Verfahren Teilfüllung
5. Anwendungsbeispiele
Vollkunststoff-Schubkarre LASHER Hersteller LASHER Tools Pty Ltd, SA Serie seit 11/2011 Material PP GF 50, alt. PPA GF50 Zykluszeit 62 sec Verfahren 2-fach
Masserück-drücken
5. Anwendungsbeispiele
Komfort-Monolenker Viking [Rasenmäher] Hersteller Viking GmbH Serie 05/2011 Material PPA GF 50 Zykluszeit 48 sec Verfahren Massenrück-
drücken
5. Anwendungsbeispiele
Kühlschrankgriff BSH Serie seit 08/ 2002 Zykluszeit 34 sec Material PA 6 GF 30 Gewicht 180 gr. Verfahren Teilfüllung,
2-teilig, Umschalten zwischen den Griffen
5. Anwendungsbeispiele
Staplergriff Jungheinrich Serie seit 04/ 2002 Zykluszeit 39 sec Material PA 6 GF 30 Gewicht 740 gr. Verfahren Full shot
mit Überlauf
5. Anwendungsbeispiele
Staplergriff Jungheinrich
5. Anwendungsbeispiele
Forklift Jungheinrich Serie seit 08/ 2002 Zykluszeit 38 sec Material PA 6 GF 30 Gewicht 650 gr Verfahren Full shot
mit Überlauf
5. Anwendungsbeispiele
Forklift Jungheinrich
5. Anwendungsbeispiele
Sägekettengriff Serie seit 01/ 2004 Zykluszeit: ca.45 sec Material: PA 6 GF 30 Gewicht ca. 250 gr. Verfahren Teilfüllung
5. Anwendungsbeispiele
Topfgriff Vorwerk Serie seit 2004 Material PA 6 GF 30 Zykluszeit ca.43 sec Schussgewicht 135 gr Verfahren Full shot
mit Überlauf automatische Serienfertigung
mit Entnahme über Handling, Abtrennen der NK und Verschließen der Öffnungen
5. Anwendungsbeispiele
Topfgriff VorwerkErst die Wasserinjektionstechnik der
PMEfluidtec hat die Herstellung des Topfgriffes für den Thermomix TM 31 in der jetzigen Form ermöglicht. Die hohen Anforderungen an den Griff wie Gratfreiheit, frei von Einfall, einheitlicher Glanz-grad, nahezu verzugsfrei, hohe Prozesssicherheit wären anders nicht zu erfüllen gewesen.
5. Anwendungsbeispiele
5. Anwendungsbeispiele
Topfgriff VorwerkDer Griff läuft seit 2004 auf jetzt zwei
vollautomatischen Produktionszellen in Serie. Die enge Zusammenarbeit zwischen dem Werkzeugbauer, PMEfluidtec und Vorwerk Semco machten es möglich, in kurzer Zeit eine sichere und trockene Serienproduktion zu garantieren.
Audi/VW Kühlwasser-Rohr Common-Rail Diesel
Hersteller Polytec Automotive Serienfertigung 09/ 2007 Zykluszeit ca. 35 sec.
aufgrund Einlege-prozessbuchsen
Material PA 66 GF 30 HR Gewicht Schuss ca. 1000 gr.
Rohr 550 gr. Verfahren Rückdrücken und teils PIT
5. Anwendungsbeispiele5.2 automotive Produkte
VDA Kühlwasser Kupplung Hersteller AKsys Serie 2007 Zykluszeit 19 sec Material PA 66 GF 30 WIT Teilegewicht 43 gr Werkzeug 2-fach Verfahren Full shot mit Überlauf
später Rückdrücken
5. Anwendungsbeispiele
Kabelführung (Heckklappe) Hersteller ETG, AIF Förderprojekt
mit PME fluidtec Serie 2007 Zykluszeit 45 sec Material TPE 2-K (Köpfe hart,
Mitte weich) Teilegewicht 43 gr. Werkzeug 1-fach Verfahren Full shot mit Überlauf
5. Anwendungsbeispiele
Armbrüstung VW T5 Hersteller ETG, AIF Förderprojekt
mit PME fluidtec Serie 2007 Zykluszeit 45 sec Material PP/TPE
Monosandwich Werkzeug 1-fach Verfahren Full shot
mit Überlauf
5. Anwendungsbeispiele
Golf Plus HeckklappePolytec fertigte Scheibenrahmen
der Heckklappe für den Golf Plusauf einer vollautomatischen Produktionszelle. Die absolut trockenen Nebenkavitäten wurden direkt an der Maschine eingemahlen und neu verwendet.
5. Anwendungsbeispiele
Golf Plus Heckklappe Hersteller Polytec Hodenhagen Serie seit 2004 – ca. 2009 Material PP Gewicht 850 GR Verfahren Full shot
mit Überlaufund Spülen
5. Anwendungsbeispiele
VW Passat Dachreeling Kunde Decoma/Magna Hersteller Hoffmann Werkzeugbau
GmbH Serie Entwicklung Material PA 6 GF 50 Zykluszeit 60 sec Verfahren Massenrück-
drückverfahren
5. Anwendungsbeispiele
Dachhaltegriff PKW Material PP Zykluszeit ca. 40 sec Verfahren Full shot
mit Überlauf und Spülen
5. Anwendungsbeispiele
Spiegelarm DAF XF105Eine besondere Herausforderung sind die
Arm-Enden. Sie bedürfen keiner Nacharbeit nach dem Spritzgießprozess. Der Injektorkopf ist Bestandteil der Kontur am Arm-Ende. In die Ein- und Austrittsbohrung des Wassers darf am LKW anschließend kein Wasser eindringen können. Öffnungen in den Sichtflächen sind nicht zulässig.
5. Anwendungsbeispiele
Spiegelarm DAF XF105Da die Arme eine ovale
Querschnittsgeometrie besitzen, ist es wichtig, den Hohlraum auch oval herzustellen. Hierzu hat PME fluidtec einen Injektionsinjektor entwickelt, der während des gesamten Ausblasprozesses keine Turbulen-zen aufweist. Er ist in einem Funktionskern untergebracht, um zusätzliche Markierungen zu vermeiden.
5. Anwendungsbeispiele
Spiegelarm DAF XF 105 Hersteller Mekra Lang Serie seit 2005 Material PA6 GF30 Schussgewicht 290 gr Verfahren Full shot
mit Überlauf und Spülen
5. Anwendungsbeispiele
Daimler Chrysler Kühlwasser-Rohr Machbarkeitsstudie
Zykluszeit ca. 34 sec bei Handentnahme
Material PA 66 GF 30 HR Gewicht Schuss 1100 gr.
Rohr 500 gr. Verfahren Massenrück-
drücken
5. Anwendungsbeispiele
Daimler Chrysler Kühlwasser-Rohr klein MachbarkeitsstudieZykluszeit ca. 29 sec
Material PA 66 GF 30 HRGewicht Schuss 340 gr.
Rohr 190 gr.Verfahren Massenrück-
drücken
5. Anwendungsbeispiele
6. Fazit
mit der gezeigten Anlagentechnik lassen sich alle denkbaren FIT-Verfahren, bis hin zum Masserückdrücken, ohne spezielle Anforderungen an die SGM, wie z.B. Kernzüge, Nadelver- schlusssteuerung oder Sonderfunktionen, mit einem Stand-Alone-System, durchführen
eine trotz der erforderlichen großen Funktionsvielfalt und Komplexität sehr übersichtliche, klar strukturiert und einfachzu handhabende Bedieneroberfläche macht es dem Anwender einfach, selbst schwierige Prozesse zu beherrschen
6. Fazit
es ist nicht ausreichend, bei einem Glied der Prozesskette besonders gut zu sein, wenn ein anderes Glied Schwächen aufweist
der Gesamtprozess ist nur so gut und profitabel wie sein schwächstes Glied
nur wenn Werkzeug, Injektortechnik, Anlagentechnik, Material und Engineering als Gesamtpaket aufeinander abgestimmt sind und keine Defizite haben, können die Möglichkeiten der FIT voll ausgenutzt werden
+ + + =
das ist es, was man heute von der FIT Anlagentechnik erwarten kann
6. Fazit
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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