In Shanghai nimmt sich der Spritzgießmaschinenbauer Engel, Schwertberg, Österreich, den Themen Technologiekompetenz, Digitalisierung und Nachhaltigkeit an. Gleich vier Anwendungen werden dann zu sehen sein.

Teil der Chinaplas-Präsentation: Die kompakten, vollelektrischen E-Mac Spritzgießmaschinen von Engel. (Bild: Engel)

Auf der Chinaplas 2022 in Shanghai, China, ist Engel unter anderem mit zwei Anwendungen auf E-Mac Spritzgießmaschinen anzutreffen. Dabei wird das Unternehmen das Nachhaltigkeits- und Präzisionspotenzial der vollelektrischen Antriebstechnik in den Vordergrund rücken. Die Messe selbst findet vom 25. bis 28. April statt.

„Die Nachfrage nach vollelektrischen Maschinen steigt, auch für Anwendungen, für die bislang hydraulische oder hybride Maschinen eingesetzt wurden“, berichtet Gero Willmeroth, President Ostasien und Ozeanien von Engel. „Es gibt vor allem drei Argumente, die für die elektrische Antriebstechnik sprechen: Die Präzision, die Total Cost of Ownership über den gesamten Maschinenlebenszyklus inklusive Wartung und Energieverbrauch und die Nachhaltigkeit, sprich ein möglichst niedriger CO2-Footprint.“

Auf einer vollelektrischen Spritzgießmaschine vom Typ E-Mac 465/180 werden Zylinder für 1-ml-Spritzen aus Polypropylen (PP) in einem 32-fach-Werkzeug von Liankai produziert. Eine weitere Maschine des gleichen Typs präsentiert eine LSR-Anwendung. In einem 128-fach-Werkzeug werden Dichtungen hergestellt. Partner für Werkzeugbau und LSR-Dosiertechnik ist in dieser Anwendung Nexus.

Die beiden in Shanghai präsentierten 180-t-Maschinen sind besonders kompakt und verfügen über eine optimierte Kniehebelgeometrie, was sie 450 mm kürzer als die bisherige 180-t-Ausführung macht. Der Öffnungshub wurde dabei nicht verkleinert. Im Ergebnis steigt so die Flächenproduktivität.

Sämtliche Bewegungen der E-Mac-Anlagen – auch die Düsenbewegung und das Auswerfen – werden von servoelektrischen Antrieben ausgeführt. Damit wird ein sehr hoher Gesamtwirkungsgrad ermöglicht. Bei Bedarf lässt sich ein Servohydraulikaggregat ohne zusätzlichen Platzbedarf in den Maschinenrahmen integrieren.

Die E-Mac Spritzgießmaschinen stellen eine wirtschaftliche Lösung für Anwendungen mit Zykluszeiten von über vier Sekunden dar. Eingesetzt werden sie in Medizintechnik über den technischen Spritzguss bis zu Verpackung und Teletronics.

Der Spritzgießmaschinenbauer Engel Austria, Schwertberg, Österreich, hat die Mehrheitsbeteiligung an TMA Automation in Gdynia, Polen, erworben. Ein Schritt, um im osteuropäischen Raum weiter zu wachsen. Mehr dazu hier

Ob für Scheinwerfer, Front Panels mit integrierten Sensoren oder Displays, ob im Fahrzeuginterieur oder -exterieur: Anwendungen mit transparenten Materialien, an die besonders hohe optische Anforderungen gestellt werden, nehmen zu. Mit seinen Technologien Optimelt und Glazemelt bietet das Unternehmen das technologische Umfeld für Produktionslösungen für alle Arten von transparenten Bauteilen.

Auf der Messe werden hierzu Streuscheiben für Fahrzeugscheinwerfer aus Polycarbonat auf einer Duo 5160/800 Spritzgießmaschine mit integriertem Easix-Knickarmroboter hergestellt. Das Bauteil hat eine Wanddicke von 1,8 mm und eine Länge von mehr als 800 mm. Die Spritzgießmaschine verfügt auch über intelligente Assistenzsysteme aus dem Inject 4.0 Programm der Österreicher. Während IQ Weight Control das eingespritzte Schmelzevolumen von Schuss zu Schuss konstant hält, ermittelt IQ Clamp Control die für das Werkzeug optimale Schließkraft, um Brenner und Gratbildung zu vermeiden.

Der Easix-Roboter bietet viel Flexibilität für die Einbindung von Down-Stream-Prozesseinheiten, wie Qualitätskontroll- oder Montagesysteme. Die Steuerung des Roboters ist in die CC300-Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Die komplette Produktionszelle bietet eine einheitliche Bedienlogik. Roboter und Maschine greifen auf dieselbe Datenbasis zu und können ihre Bewegungsabläufe aufeinander abstimmen. In vielen Anwendungen reduziert das die Handlingzeit.

Auf der Interplastica 2022 wird OOO Engel auf einer holmlosen Victory Spritzgießmaschine technische Bauteile produzieren und zeigen, welchen Mehrwert digitale Assistenzsysteme in den Spritzgießprozess einbringen. Mehr zum Thema hier

Mit LEDs als differenzierende Designelemente in Fahrzeugen steigt die geometrische Varianz, was die Hersteller von Lichtleitern vor neue Herausforderungen stellt. Um auch bei komplexen Geometrien und langen Strukturen eine hohe Lichtausbeute sicherzustellen, hat der Spritzgießmaschinenbauer gezielt für die Verarbeitung von PMMA einen neuen Plastifizierprozess entwickelt. Technologisch entscheidend ist das Prinzip der Unterfütterung. Dieses ermöglicht es, die Plastifizierschnecke in der Einzugszone nur partiell mit Granulat zu füllen, was die Scherbelastung der Schmelze reduziert. Auf diese Weise werden Homogenität und Reinheit der Schmelze erhöht.

Mit der Herstellung von unterschiedlich langen und unterschiedlich gebogenen Lichtleiter in einem Familienwerkzeug von Oerlikon Hrsflow auf einer Victory 320/120 Spritzgießmaschine mit integriertem Viper 20 Linearroboter soll das Potenzial der neuen Verarbeitungstechnologie verdeutlicht werden.

Die Victory-Spritzgießmaschine besitzt eine holmlose Schließeinheit. Aufgrund der Holmlostechnik passt das große Familienwerkzeug auf eine vergleichsweise kleine Spritzgießmaschine. Der Roboter kann ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen, was die Handlingzeit kurz hält.

Alle vier Produktionszellen am Messestand sind mit E-Connect.24, dem Online-Support- und Fernwartungstool des Unternehmens, ausgerüstet und miteinander vernetzt. Über einen zentralen Monitor am Messestand lassen sich alle Produktionszellen monitoren und steuern. In der täglichen Praxis wird das Tool genutzt, damit sich die eigenen Servicemitarbeiter von extern auf die Spritzgießmaschine aufschalten können, um zum Beispiel in Supportfällen ohne Zeitverlust zu reagieren. Die Bildschirmseiten der Maschinensteuerung werden über das Internet auf einen auch mehrere tausend Kilometer entfernten Rechner übertragen. Es wird jederzeit der aktuelle Maschinenzustand abgebildet. So sehen sowohl die Maschinenbediener vor Ort im Betrieb als auch der externe Support dieselben Einstellungen und Produktionsdaten, können sich beraten und gegenseitig anleiten. Bei Bedarf lässt sich die Fertigungszelle sogar aus der Entfernung steuern.

„In den letzten zwei Jahre, als Serviceeinsätze vor Ort nur begrenzt möglich waren, haben viele Kunden E-Connect.24 intensiv genutzt“, sagt Willmeroth. „Nicht nur im Servicefall, sondern auch in laufenden Projekten. So konnten wir zum Beispiel vor dem Beginn der Pandemie begonnene Prozessoptimierungsprojekte dank virtueller Zusammenarbeit über E-Connect.24 ohne Zeitverlust erfolgreich abschließen.“

Der Werkzeug- und Formenbauer Zechmayer, Grafenwöhr, weiß um die hohen Anforderungen im Bereich Automotive und vertraut deshalb für sein neues Technikum auf eine vollausgestattete Duo Combi M Spritzgießmaschine von Engel Austria, Schwertberg, Österreich. Erfahren Sie mehr

In einem virtuellen Showroom sind mehr als 20 Maschinenexponate mit vielen entsprechenden Anwendungen bereit. Auf der Chinaplas will der Hersteller die Brücke zwischen realer und virtueller Messewelt schlagen. Über große Touchbildschirme gelangen die Messebesucher zu den virtuellen Exponaten. „Wir zeigen damit in Shanghai das breiteste Spektrum an Anwendungen, Maschinen und Systemlösungen, das wir je auf einer Chinaplas präsentiert haben“, erklärt Willmeroth.

Kunststoffe, die in der Medizin zum Einsatz kommen, müssen besondere Eigenschaften erfüllen. Die Grundanforderungen an Materialien für die Medizintechnik etwa sind Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. Die Anforderungen unterscheiden sich dabei im Einzelnen zwischen Materialien, die außerhalb des Körpers, und solchen, die – im Körper etwa als Implantate – zum Einsatz kommen. Biomaterialien – also Werkstoffe, die sich mit Körperzellen vertragen – dürfen keine schädigende Wirkung auf Organismus verursachen, sondern müssen vom Körper toleriert oder, im günstigsten Fall, wie körpereigenes Material akzeptiert werden. Wichtig ist außerdem, dass von dem Material keine toxische Wirkung auf den Organismus ausgeht. Festgelegt sind diese Anforderungen in verschiedenen Vorschriften und Richtlinien, beispielsweise der EU-Richtlinie 93/42/EWG, die auch als „Medical Device Directive“ bekannt ist. Seit 2019 definiert und beschreibt die VDI-Richtlinie 2017 speziell für den Bereich der Kunststoffe, was unter Medical Grade Plastics zu verstehen ist und welche Eigenschaften und Anforderungen maßgeblich sind. (Bild: Paul Vinten – Fotolia)

Polyethylen (PE) ist nicht nur insgesamt der weit verbreitetste Kunststoff, sondern spielt auch im medizinischen Einsatz eine große Rolle. Der Werkstoff kommt vor allem in Verpackungen für klinische und pharmazeutischer Produkte zum Einsatz, so etwa in Flaschen oder Folien, aber auch beispielsweise in Spritzen. Vor allem Polyethylene hoher Dichte, sogenanntes PE- HD, zeichnet sich dabei durch eine hohe Formfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit aus. Das Material kommt daher etwa auch für Implantate, zum Beispiel als Hüftgelenkpfannen in der Orthopädie, zum Einsatz. Außerdem lässt sich etwa bei Behältern aus PE der Einfluss von migrierenden Additiven vermeiden. (Bild: catsnfrogs – Fotolia)

Das zweite besonders häufig in der Medizin eingesetzte Polymer ist Polyvinylchlorid, besser bekannt als PVC. Für den Werkstoff sprechen vor allem der geringe Preis, auch im Vergleich zu anderen Kunststoffen, sowie die einfache Verarbeitbarkeit. Das Material ist außerdem sehr gewebe- und blutverträglich. Aufgrund dieser Eigenschaften kommt PVC vor allem in Einweg-Produkten wie Blutbeutel und Handschuhe oder Katheter, aber auch für Schläuche und sterilisierbare Verkleidung von medizinischen Geräten zum Einsatz. Als Problem von Weich-PVC gilt zunehmend, dass der Kunststoff meist phthalathaltige Weichmacher wie Diethylhexylphthalat (DEHP), das nicht chemisch gebunden ist und damit in seine Umgebung migrieren kann. Dem Additiv werden fortpflanzungsschädigende Eigenschaften zugeschrieben. Weich-PVC enthält bis zu 40 Gewichtprozent an DEHP. Während der Stoff in Kinderspielzeug oder Kosmetika verboten ist, gilt das Additiv in Medizinprodukten als weitgehend unverzichtbar. Hersteller müssen jedoch jeweils darlegen können, warum sich keine Alternativen zu DEHP einsetzen lassen. (Bild: Stephan Morrosch – Fotolia)

Für Verpackungen aller Art kommt im medizinischen Bereich vor allem Polystyrol (PS) zum Einsatz. Durch seine hohe Transparenz und ist der Thermoplast vor allem in Anwendungen zu finden, in denen sonst Glas zum Einsatz kommen würde, also etwa in Behältern für infektiöses oder toxisches Material oder im Laborbereich in Petrischalen und Ähnlichem. PS findet jedoch beispielsweise auch als Folie in Medikamentenblistern Verwendung. Expandiertes Polystyrol (EPS), weit bekannt unter dem Handelsnamen Styropor, dient als Schaumstoff dagegen dem Schutz von empfindlichen Produkten. Außerdem leistet das Material durch seine wärmedämmende Wirkung seinen Dienst in der Kühlkette beim Transport von Medikamenten und aktuell in der Logistik von Covid-19-Impfstoffen. (Bild: ggw – Fotolia)

Auch Polypropylen (PP) kommt hauptsächlich für die Verpackung zum Einsatz, beispielsweise wiederum in Medikamentenblistern, aber auch für Einwegspritzen oder Infusions-Bestecke. Hitzestabilisierte Polypropylen-Typen sind darüber hinaus gut zu sterilisieren. Außerdem kommt PP auch in Implantaten zum Einsatz. Außerdem spielt PP durch seine glatte Oberfläche als Nahtmaterial eine große Rolle. (Bild: ThKatz – Fotolia)

PE, PVC, PS und PP sind die mit Abstand gängigsten Polymere in der medizinischen Anwendung und stehen zusammen für 80 bis 90 % der dort eingesetzten Kunststoffe. Daneben gibt es noch eine Reihe anderer Kunststoffe in der Medizintechnik. Bereits seit etwa 20 Jahren wird beispielsweise auch Polyetheretherketon (PEEK) für Implantate in der Wirbelsäulen- und Gesichtschirurgie verwendet. Aufgrund eher unvorteilhafter Oberflächeneigenschaften ist der Werkstoff aber nicht weit verbreitet. Nitril-Polymere wiederum finden durch ihre chemische Beständigkeit und die gummiähnlichen Eigenschaften für Schutzhandschuhe Anwendung. (Bild: April Cat – Fotolia)

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