Anspruchsvolle LED-Linsen aus Flüssigsilikon wirtschaftlich produzieren

Anspruchsvolle LED-Linsen…

Die Automobilindustrie gehört zu den Vorreitern, wenn es um den Einsatz optischer Silikone für Lichtsysteme geht. Darüber hinaus rückt LSR für die Straßen- und Gebäudebeleuchtung als Linsenwerkstoff in den Fokus. Wie auch die etablierten thermoplastischen Linsenmaterialien PMMA und Polycarbonat ermöglicht Silikon im Vergleich zu Glas eine deutliche Gewichtsersparnis. Was die thermische und chemische Beständigkeit betrifft, ist LSR organischen Polymeren aber überlegen. Die hochtransparenten Typen für optische Anwendungen weisen einen niedrigeren Vergilbungsindex als thermoplastische Linsenmaterialien auf. Sie sind sehr resistent gegenüber Umwelteinflüssen, wie UV-Strahlung, und von -40 bis +200 °C über einen breiten Temperaturbereich einsetzbar. Hinzu kommt, dass sie eine noch höhere Designfreiheit ermöglichen. In Bezug auf die Geometrie sind bei der Verarbeitung von LSR im Spitzguss fast keine Grenzen gesetzt.Engel verarbeitet während der vier Messetage Dowsil MS-1002 Moldable Silicone von Dow Silicones (Wiesbaden, Deutschland), das gezielt für die Verarbeitung auf Spritzgießmaschinen entwickelt wurde. Die Vernetzungsgeschwindigkeit wurde dahingehend optimiert, eine Thermoplast-ähnliche glatte und sehr harte Oberfläche zu erhalten. Die hohe Lichtdurchlässigkeit stellt eine sehr gute Lichtausbeute sicher. Zudem sorgt die hohe thermische Stabilität für eine herausragende Transparenz. Die äußerst filigran strukturierte Oberfläche wird mit höchster Reproduzierbarkeit abgeformt. Es verlassen einbaufertige LED-Linsen die Fertigungszelle.


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Aufgrund ihrer filigranen Struktur stellen LED-Linsen sehr hohe Anforderungen an den Fertigungsprozess. Der Trend geht zu Linsen aus LSR.

Holmlostechnik als Effizienzfaktor

''Die Voraussetzung, geometrisch anspruchsvolle Produkte aus Flüssigsilikon wirtschaftlich zu produzieren, sind automatisierte, nacharbeitsfreie Prozesse sowie eine hohe Präzision und Stabilität des Spritzgießprozesses'', betont Gero Willmeroth, President East Asia and Oceania von Engel mit Sitz in Shanghai. ''Dank ihrer holmlosen Schließeinheit erweist sich die e-victory Maschine mit elektrischer Spritzeinheit hierfür als prädestiniert.''

Holmlose Spritzgießmaschinen bringen für die LSR-Verarbeitung eine Reihe von Vorteilen mit. Dass der Roboter ohne Störkantenumfahrung direkt von der Seite aus die Kavitäten erreichen kann, reduziert die Handling- und damit die Werkzeugoffenzeit. Darüber hinaus ermöglicht die Holmlostechnik besonders kompakte Fertigungszellen. Da keine Holme stören, lassen sich die Werkzeugaufspannplatten bis an den Rand vollständig ausnutzen. Damit passt das aufgrund der komplexen Bauteilstruktur voluminöse Linsenwerkzeug auf eine vergleichsweise kleine 120-Tonnen-Spritzgießmaschine.

Für die hohe Abformgenauigkeit ist unter anderem die herausragende Parallelität der Werkzeugaufspannplatten verantwortlich. Der patentierte Force Divider sorgt dafür, dass die bewegliche Aufspannplatte während des Schließkraftaufbaus dem Werkzeug exakt folgt und die eingeleitete Kraft gleichmäßig über die Fläche verteilt wird. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen erfahren alle Kavitäten in der Trennebene dieselbe Flächenpressung. Dies stellt sicher, dass beim Verarbeiten sehr niedrigviskoser Silikone keine Grate entstehen und die Spritzgießteile keinerlei Nacharbeit erfordern.


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Mit ihrer holmlosen Schließeinheit ermöglicht die Engel e-victory Spritzgießmaschine kompakte Fertigungszellen, eine besonders effiziente Automatisierung und eine konstant hohe Produktqualität.

Intelligente Assistenz verhindert Ausschuss

Um auch beim Einspritzen die geforderte Präzision über die gesamte Fertigungsdauer sicherzustellen, hat Engel die e-victory für die Herstellung der LED-Linsen mit iQ weight control ausgerüstet. Das intelligente Assistenzsystem aus dem inject 4.0 Programm von Engel analysiert während des Einspritzens der Kunststoffschmelze den Druckverlauf, vergleicht die Messwerte mit einem Referenzzyklus und passt das Einspritzprofil, den Umschaltpunkt und Nachdruck Schuss für Schuss an die aktuellen Gegebenheiten an. Schwankungen im Rohmaterial und in den Umgebungsbedingungen werden auf diese Weise automatisch ausgeglichen, bevor auch nur ein Ausschussteil produziert wird.

Das in den Prozess integrierte Kamerasystem prüft und dokumentiert die Qualität der Teile. Ein Engel viper 40 Linearroboter übernimmt das Teilehandling.


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Das intelligente Assistenzsystem iQ weight control gleicht Schwankungen im Rohmaterial und in den Umgebungsbedingungen aus, bevor Ausschuss entsteht.

Augmented Reality reduziert Bedienungsfehler

Als Systemanbieter integriert Engel alle Komponenten der Fertigungszelle in eine gemeinsame Steuerung, um den Gesamtprozess über das CC300 Bedienpanel der Spritzgießmaschine einstellen und kontrollieren zu können. Neben der Automatisierung umfasst die Steuerungsintegration die LSR-Dosieranlage, die ebenso wie das Werkzeug von ACH-Solution (Fischlham, Österreich) stammt, sowie eine Augmented-Reality (AR)-Lösung, die Engel gemeinsam mit AVR Tech Innovations, ebenfalls aus Fischlham in Österreich, realisiert. Die Messebesucher können sich mit einer AR-Brille durch die einzelnen Arbeitsschritte, die zum Starten der Fertigungszelle erforderlich sind, führen lassen. In Form von Texten, animierten Objekten oder kurzen Videosequenzen blendet die Brille für die Anlagenbedienung hilfreiche Informationen ein, die genau beschreiben, was wo und wie zu tun ist. Im Spritzgießbetrieb der Zukunft wird Augmented Reality die Maschineneinrichter und Instandhalter unterstützen, noch effizienter zu arbeiten und das Risiko von Bedienungsfehlern zu reduzieren.

Spritzgießmaschine optimiert sich selbst

Die permanente Anpassung qualitätsrelevanter Prozessparameter auf Basis von Echtzeitdaten, für die Engel bei der Herstellung der LED-Linsen das Assistenzsystem iQ weight control nutzt, ist ein wesentliches Merkmal der smart factory, die das Ziel von Industrie 4.0 beschreibt. Dabei trägt die zunehmende Integration von Expertenwissen in die Prozesssteuerung dazu bei, die Komplexität der Prozesse zu reduzieren. ''Mit der sich selbst optimierenden Spritzgießmaschine machen wir es den Verarbeitern besonders einfach, das volle Effizienz- und Qualitätspotenzial auszuschöpfen'', sagt Gero Willmeroth. ''Auch angelernte Mitarbeiter, die noch nicht viel Spritzgießerfahrung haben, sind in der Lage, eine konstant hohe Qualität zu produzieren.'' Weitere Assistenzsysteme, die Engel auf seinem Messestand in Expert Corners präsentiert, sind iQ clamp control zur automatischen Ermittlung und Einstellung der optimalen Schließkraft und iQ flow control für die dynamisch geregelte Mehrkreistemperierung.

Ein besonderes Highlight in den Engel Expert Corners ist das Kundenportal e-connect, das sich auf der Chinaplas in chinesischer Sprache präsentiert. Es bietet jederzeit und ortsunabhängig einen Überblick über die Maschinenstatus, den Bearbeitungsstand von Service- und Supportaufträgen sowie die Preise und Verfügbarkeiten von Ersatzteilen und vereinfacht und beschleunigt auf diese Weise die Kommunikation zwischen den Verarbeitern und Engel. Alle Service-Produkte aus dem inject 4.0 Programm von Engel sind in e-connect integriert, darunter e-connect.monitor für die zustandsbasierte, vorausschauende Instandhaltung sowie e connect.24 für den 24/7-Online-Support.


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Das neue Engel Kundenportal e-connect präsentiert sich auf der Chinaplas in chinesischer Sprache.

Vernetzung sorgt für Transparenz

Für die Vernetzung von Spritzgießmaschinen und Fertigungszellen hat Engel in Guangzhou TIG authentig im Gepäck. Das MES (Manufacturing Execution System) der Engel Tochter TIG (Rankweil, Österreich) ist bis ins Detail auf die spezifischen Anforderungen der Spritzgießindustrie zugeschnitten. Es schafft Transparenz, um zum Beispiel die Kapazität des Maschinenparks optimal auszulasten oder um Produktivitätskennzahlen mit wirtschaftlichen Zielen zu korrelieren. Zu den neuen Produkten, die TIG in China präsentiert, gehören die Dashboard-Lösung TIG 2go, die sich vor allem für den Einstieg in die MES-Welt eignet, sowie die Hochleistungs-Analyseplattform TIG big data zur Vernetzung weltweiter Maschinenparks in einem zentralen Cockpit.


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Die neue Dashboard-Lösung TIG 2go macht den Einstieg in die Vernetzung der Maschinenparks besonders einfach.

Quelle: Engel






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