Ein Jahrzehnt immer einen Schritt voraus. 10 Jahre Innovationskraft im Bereich der...

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


WIT druckgeregelt

Pro Anlagentechnik einfach

Volumenstrom steuerbar

Prozess entspricht hydraulischer SGM


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


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


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



Prozess mit Pumpenvorlauf und Nachdruck über das Fluid

Prozess ohne Pumpenvorlauf mit abgestuftem Volumenstrom in der Ausräumphase und kurzem Nachdruck über das Fluid


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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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


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


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


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


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


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


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


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


voll ausgebaut mit:

PMEcubeMASTER PMEcubeSLAVEPMEcubeHYDRAULIC PMEcubeWATERTANKkann an jeder SGM ein WIT Prozess mit zwei Kavitäten gefahren werden


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-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


Praxisbeispiel:PMEcube Bedienoberfläche an einem realen

Prozess


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


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


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


Kupplungspedal Kunde BATZ OEM BMW Zykluszeit 45 sek. Material PA66 GF30 Teilegewicht 300 gr. Verfahren Masserückdrücken


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


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


Komfort-Monolenker Viking [Rasenmäher] Hersteller Viking GmbH Serie 05/2011 Material PPA GF 50 Zykluszeit 48 sec Verfahren Massenrück-

drücken


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


Staplergriff Jungheinrich Serie seit 04/ 2002 Zykluszeit 39 sec Material PA 6 GF 30 Gewicht 740 gr. Verfahren Full shot

mit Überlauf


Staplergriff Jungheinrich


Forklift Jungheinrich Serie seit 08/ 2002 Zykluszeit 38 sec Material PA 6 GF 30 Gewicht 650 gr Verfahren Full shot

mit Überlauf


Forklift Jungheinrich


Sägekettengriff Serie seit 01/ 2004 Zykluszeit: ca.45 sec Material: PA 6 GF 30 Gewicht ca. 250 gr. Verfahren Teilfüllung


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


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.



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


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


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


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.


Golf Plus Heckklappe Hersteller Polytec Hodenhagen Serie seit 2004 – ca. 2009 Material PP Gewicht 850 GR Verfahren Full shot

mit Überlaufund Spülen


VW Passat Dachreeling Kunde Decoma/Magna Hersteller Hoffmann Werkzeugbau

GmbH Serie Entwicklung Material PA 6 GF 50 Zykluszeit 60 sec Verfahren Massenrück-

drückverfahren


Dachhaltegriff PKW Material PP Zykluszeit ca. 40 sec Verfahren Full shot

mit Überlauf und Spülen


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.


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.


Spiegelarm DAF XF 105 Hersteller Mekra Lang Serie seit 2005 Material PA6 GF30 Schussgewicht 290 gr Verfahren Full shot

mit Überlauf und Spülen


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


Daimler Chrysler Kühlwasser-Rohr klein MachbarkeitsstudieZykluszeit ca. 29 sec

Material PA 66 GF 30 HRGewicht Schuss 340 gr.

Rohr 190 gr.Verfahren Massenrück-

drücken


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

PME fluidtec GmbH I Gewerbestraße 3 I 77966 Kappel-GrafenhausenFon: +49-7822-300-60 I Fax: +49-7822-300-628

[email protected] I www.pme-fluidtec.de

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