Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen ... · Pflichtenheft Spritzgießwerkzeug erstellt...

„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“

Anwenderkonferenz 2014, Cimatron GmbH, 2014-06-05, Fulda Prof. Dr.-Ing. Thomas Seul Bild 1

Spritzgießwerkzeuge:

Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben

Anwenderkonferenz Cimatron GmbH, 2014-06-05

• Der Ansatz...

• Die Impulse…

• Die Umsetzung…



Die Struktur von 1970 Meister -> Vorarbeiter -> Geselle -> Lehrling

150 Jahre Spritzguss

Der Werkzeugmacher stellte seine Form komplett selbst her

Werkzeugbau anno 1960



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Werkzeuganalyse Werkzeug-temperierung

Angußgestaltung Heißkanalsystem

Lasersintern

Konturnahe Kühlung

Prozesssimulation

Werkzeugbau anno 2010



MA-Situation der WZB in der BRD 1% > 100 MA 19 % > 20 MA 80 % < 20 MA Momentan erfolgt ein spürbarer Generationswechsel in der Unternehmerschaft Um dem Namen VDWF auch zukünftig gerecht zu werden, ist es sinnvoll regional in Deutschland zu präsent zu sein!

Werkzeug- und Formenbauten in D

Quellen: VDWF



These: Der Werkzeug- und Formenbau bietet Entwicklungspotenziale für allen Branchen



Der Ansatz

Fächerübergreifende Arbeitsweise bei der Entwicklung von Produkten und Anwendungen von morgen



Trends in der Produktentwicklung

„…in 10 Jahren wird ca. 80 % des Umsatzes mit heute unbekannten oder nicht vorhandenen Erzeugnissen erwirtschaftet…“

Quelle: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

§  Ideen sind erforderlich §  Investition in die Zukunft lohnend



Einordnung von Spritzgieß-Sonderverfahren in den Technologie-Lebenszyklus nach E. Bürkle

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Verscheibung Tank Sensorik

Zylinderkopfdeckel Strukturbauteile

Karosserieaußenhaut Strukturbauteile

Karosserieaußenhaut, eingefärbt

Navigation optischer Datenträger Scheinwerfer-Streuscheiben

Karosserieaußenhaut, in-line lackiert

Innenverkleidungsteile

Sauganlagen Pedale

Airbag Stoßfänger Verfahrenstechniken

Produkte

Entwicklung Einführung Wachstum Reife/Sättigung

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Der Werkzeug- und Formenbau am Standort Deutschland muss eine Marke bleiben!

• Wo liegen unsere Wettbewerbsvorteile?

• Sind wir Verteidigungsfähig?

• Sichern von Ressourcen oder Fähigkeiten!

• Gibt es Chancen für neue Marktsegmente?



„Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland?“



Impulse zum Ausbau organisatorischer Strukturen

Was noch getan werden muss…!



These: Planen beschreibt Leistung

Qualität nachweisen schafft Sicherheit

Was kann bei einem Spritzgießwerkzeug sinnvoll dokumentiert werden?



Mit der Qualifizierung wird dokumentiert getestet,

dass Geräte, welche zur Umsetzung der Prozesse dienen,

die vorher spezifizierten Funktionalitäten besitzen.

à Wie kann sinnvoll einen Spritzgießwerkzeug verifiziert werden?

Klärung Machbarkeit

Werkzeug-entwicklung

Prozess-entwicklung

Industrie-alisierung



Klärung / Machbarkeit

Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen

à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug §  Anforderungsliste / Spezifikation: Spritzgießwerkzeug §  Lastenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Produktentwicklung §  Pflichtenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Werkzeugkonstruktion §  Risikoanalyse Spritzgießwerkzeug §  Zeichnungsfreigabe Spritzgießwerkzeug



Werkzeugentwicklung


à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug §  Prozess-Risikoanalyse Spritzgießen sowie aller Teilprozesse §  Checkliste „Pflichtenheft: Spritzgießwerkzeug“ erstellt durch

Werkzeugkonstruktion §  Dokumentation zur CE-Kennzeichnung



DIN 16901:1982-11

•  Die DIN 16901:1982-11 "Kunststoff-Formteile - Toleranzen und Abnahmebedingungen für Längenmaße", wurde vom DIN im November 2009 ersatzlos zurückgezogen.

•  Nachfolgenorm: DIN_16742_2012

•  Ein wichtiges Abnahmekriterium von Werkzeugen welches sich häufig in Erstmusterprüfberichten wiederfindet.




Leitfaden zur CE-Kennzeichnung von Spritzgieß- und Druckgusswerkzeugen




Prozessentwicklung


à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug §  Arbeitsanweisung Erstabmusterung §  Abmusterungsbericht Spritzgießprozess §  Spritzgießprozessparameter (Ergebnisse für Produktionsvorschrift) §  Prüfbericht über Maßhaltigkeit von Primärmaßen



Prozessentwicklung


à Umsetzung PQ Spritzgießwerkzeug §  Fähigkeitsanalyse Spritzgießwerkzeug/ -maschine (cmk-Lauf ≥ 1,67 an 50

Losen) + Erstmusterprüfbericht aus cmk-Los §  Prozessfähigkeitsanalyse Spritzgießen (cpk ≥ 1,33 / 24 h-Lauf)



Der Erstmusterprüfbericht (EMPB) Ein wichtiges Abnahmekriterium im Werkzeugbau

Prozess-entwicklung



als Teile der Prozessentwicklung Kalibrierung §  Dokumentierter Nachweis, dass kritische Messeinrichtungen im

vorgesehenen Wertebereichen unter Einhaltung vorgegebener Toleranzen unter aktuellen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten

§  Überprüfung von: Wertebereich, Betriebsgrenzen, Fehlergrenzen, Toleranzen, Kalibrierwerte, Kalibrierzyklen

Kalibrierungs- und Wartungsmaßnahmen

Wartung §  Wartungs-/ Prüfpunkte §  Wartungszyklen §  Verantwortlichkeiten, Vorgehensweisen §  Dokumentation/Auswertung der Durchführung



Industriealisierung

Prozessvalidierung Spritzgießen

à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug §  Langzeit-Analyse Spritzgießprozess §  Prozessfähigkeit cpk ≥ 1,33 / normale Produktion



„Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland?“

oder besser

„Welches Geschäftsmodell verfolgt der erfolgreiche Werkzeugbau 2020 in Deutschland?“



Potenziale für den Werkzeugbau

Dokumentierter Nachweis Klärung Machbarkeit


Prozess-entwicklung

Industrie-alisierung

Toleranzen, Abnahmebedingungen

DoE: Bestimmung des Prozessfensters

Abmusterungsbericht

Prüfbericht: Prüf- und Funktionsmaße

cmk>1,67 entspricht 0 ppm (50 Lose)

EMPB

cpk >1,33 (5h) entspricht 33 ppm

Kalibrierung, Wartung

Werkzeugbau

Technikum Spritzgießen

Verarbeiter



§  Produktentwickler bzw. Konstrukteure müssen zwangsläufig ein höheres Verständnis für die werkstoffgerechte als auch für die fertigungsgerechte Gestaltung mitbringen. à Produktspezifikationen müssen klar und eindeutig definiert werden

§  Der Werkzeugbau, insbesondere der Werkzeugkonstrukteur, steht in einer höheren Verantwortung als bisher. à Er muss auch nachweisen und dokumentieren

§  Komplexität beherrschen – Transparenz liefern (Darstellen vernetzter Informationen, Status über Risiken, Normen-Konformität sicherstellen...) à „Community-Intelligenz“

Fazit…



•  Moderne Werkzeuge sind qualifizierte Produktionsmittel in validierten Prozessen! à Diese Anforderung hat Konsequenzen in der Bereitstellung von Werkzeugen

•  „Recognise Moulds“ à Werkzeuge und Formen, die Abweichungen erkennen und selbstlernend eingreifen à Funktionen und Informationstechnologie

•  Vom Handwerk zur industrielle Fertigung von Unikaten (technischen Wunderwerken) à Systematische Ansätze in allen Bereichen des Werkzeugbaus à Automatisierung von Standardprozessen à „Werkzeugbau ist heute ein Mannschaftsspiel!“ - Netzwerke helfen

Werte schaffen und dies auch darstellen!

...Antworten...



§  Eingebettete Systeme „Embedded Systems“ werden in naher Zukunft ein Bestandteil von komplexen Spritzgießwerkzeugen

§  Gründe hierfür sind: Assistenzsysteme, Ferndiagnose, Energiedatenmanagement, Verbindung von SAP, SPS und Prozesssteuerung u.v.a.

…und Ausblick

Der Werkzeug- und Formenbau ist eine „ermöglichende Branche“

und bedingt daher äußerst interdisziplinäres Arbeiten

Die Folge: „Think global, act local!



Wir bauen die Zukunft !

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