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Neue Wege beschreiten mit ZIM und InnoLab – eine kleine Erfolgsgeschichte

Die Zukunft der Spritzgießwerkzeugtemperierung mitbestimmen

Spritzgießereien in Deutschland stehen vor der Herausforderung, den komplexen Anforderungen der Konsumenten gerecht zu werden und dabei gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten. Oftmals helfen hier nicht mehr die konventionellen Methoden der Prozessoptimierung und neue Wege müssen beschritten werden. Das Beschreiten neuer Wege ist wiederum verbunden mit Investitionen, die viele kleine und mittelständische Unternehmen abschrecken. Genau an diesen Punkten setzt diese Erfolgsgeschichte an: Bei einer Idee, dem Förderprogramm ZIM und einer Partnerschaft, die es in sich hat.
Um den steigenden Anforderungen hinsichtlich der Bauteilqualität bei gleichzeitiger Reduzierung der Produktionskosten spritzgegossener Bauteile Rechnung zu tragen, müssen die Spritzgießwerkzeuge kontinuierlich technologisch weiterentwickelt werden. Insbesondere liegt der Schwerpunkt auf der Optimierung der Temperiersysteme von Spritzgießwerkzeugen. Hierdurch werden alle wesentlichen Qualitätsmerkmale (Maßhaltigkeit, Verzug, Oberflächengüte, Festigkeiten) eines Spritzgießbauteiles und auch die wirtschaftlichen Aspekte (Zykluszeit) beeinflusst bzw. festgelegt. Das Ziel muss es dementsprechend sein, einen optimalen thermischen Haushalt eines Spritzgießwerkzeuges zu erzeugen. Dies bedeutet zunächst, dass an jeder Stelle der Kavität die Werkzeugwandtemperatur gleich groß ist und die Abkühlung der heißen Kunststoffschmelze schnellstmöglich realisiert wird, ohne qualitätsreduzierende Bauteileigenschaften zu erzeugen. Bei besonders kleinen Bauteilen ist dieser Zustand oftmals nicht zu realisieren, weil das Einbringen der benötigten Temperierkanäle schlichtweg nicht möglich ist.
Ingo Rath, Geschäftsführer des Spritzgießwerkzeugbau-Unternehmens „Formenbau Althaus GmbH“, wollte diesen Zustand nicht akzeptieren und war auf der Suche nach einer innovativen Temperierlösung. Schnell konnte ein Konsortium definiert und eine erste Idee erarbeitet werden. Durch das Einsetzen von Kupfer in den temperaturkritischen Bereichen soll eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Formteil erzielt werden. Neu hierbei ist der Ansatz, nicht rotationssymmetrische Werkzeugkerne zu entwickeln, in denen Kupfer und Stahl durch das Elektronenstrahlschweißen stoffschlüssig gefügt werden.
In einem Workshop wurde die Innovation auf ihre Machbarkeit geprüft. Basierend auf seiner langjährigen Erfahrung im Bereich der Förderprogramme konnte InnoLab das optimale Förderprogramm für das geplante Vorhaben sofort festlegen: das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“. Anschließend übernahm InnoLab die Projektplanung. In kürzester Zeit konnte ein Projektplan erstellt und ein Projektantrag formuliert werden. Die Mitglieder des Projektkonsortiums konnten sich währenddessen auf ihr Kerngeschäft konzentrieren und sich auf Ihren erfahrenen Partner verlassen. Aufgrund der langjährigen Erfahrung von InnoLab im Bereich der Antragsformulierung konnten die wichtigsten Projektparameter recherchiert, formuliert und verifiziert werden. Die anschließende gründliche Prüfung des Projektträgers stellte sich für den exzellent formulierten Projektantrag als keine Hürde heraus. Einhergehend mit der Projektbewilligung konnten die Arbeiten, unterstützt mit einem Fördervolumen im mittleren sechsstelligen Bereich, begonnen werden. Im Kick-Off-Meeting wurden die wichtigsten kaufmännischen Fragen rund um die Förderung besprochen werden.
Im Verlauf des Projektes entstanden zwei Kavitäten für unterschiedliche Formteile aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen, die im Rahmen einer Musterung erprobt wurden. Eine jeweils identische Kavität mit konventioneller Temperierung ermöglichte hierbei einen direkten Verglich zur reinen Wassertemperierung ohne hybriden Kupfer-Stahl-Aufbau. Bis zu 25 % Zykluszeitersparnis konnten realisiert werden. Ein voller Erfolg für die Teilnehmer und die gesamte Spritzgießindustrie.
Wie empfand Herr Rath die Zusammenarbeit mit InnoLab:
„Die Ausarbeitung der Ideen und besonders das „Know-how“ im Bereich der Förderprogramme führte zum großen Erfolg des Vorhabens. Die Zusammenarbeit gestaltete sich als äußerst effizient und ich war erstaunt, wie schnell die Umsetzung geklappt hat! Ich freue mich bereits auf die nächsten Förderprojekte mit InnoLab!“

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