Spritzgusskomponenten im Fertigungstakt automatisch entgraten
Qualitative Aspekte veranlassten einen weltweit führenden Hersteller von Garten- und Motorgeräten dazu, eine Spritzgussfertigung für Motorbauteile in seiner Produktionsstätte in den USA aufzubauen. Die strahltechnische Entgratung der geometrisch komplexen Komponenten erfolgt in einer Wendebalkenanlage RWS 1200-I4-SAT2 von Rösler. Die vollständig in die Fertigungslösung eingebundene Anlage ermöglicht, dass die Teile automatisiert gehandhabt, im Takt der Spritzgussmaschine prozesssicher entgratet und an die Montage übergeben werden.
In der Forst-, Garten- und Landschaftspflege sowie der Bauwirtschaft setzen die Produkte des Unternehmens mit Hauptsitz in Deutschland weltweit Standards. Ihre Herstellung erfolgt an verschiedenen Standorten auf mehreren Kontinenten. Um das markenprägende Qualitätsniveau der motorbetriebenen Geräte international sicherzustellen, müssen Zulieferteile sehr hohe Ansprüche an die Fertigungs- und Bearbeitungspräzision erfüllen. Diese Güte war bei zwei extern hergestellten, komplexen Spritzgussteilen aus Duroplast für Motoren am Produktionsstandort in den USA nicht durchgehend sichergestellt. Man entschied sich deshalb für den Aufbau einer eigenen Fertigung inklusive Entfernung der verfahrensbedingt entstehenden Grate. Da der Hersteller in Europa mit Zulieferern zusammenarbeitet, die für den Prozessschritt „Entgraten von Kunststoffteilen“ Lösungen von Rösler einsetzen, kontaktierten die Projektverantwortlichen die US-amerikanische Niederlassung des Anlagenbauers in Battle Creek (Michigan).
Anspruchsvolle Vorgaben hinsichtlich Qualität und Taktzeit
Die wesentlichen Planungen des Geräteherstellers beinhalteten die Vollautomatisierung der Fertigung von der Bestückung der Spritzgussmaschine mit Gewindebolzen über den eigentlichen Spritzgussprozess hin zur Entgratung und Reinigung der mit Durchgangsbohrungen versehenen Teile im Fertigungstakt von rund 60 Sekunden (pro zwei Teile) bis zur Bereitstellung der entgrateten Teile für die Montage. Gemeinsam mit den Vertriebs- und Prozessmanagementteams bei Rösler in Untermerzbach erfolgten Versuche, auf deren Basis eine anwendungsspezifische Variante der bewährten Wendebalkenanlage RWS 1200 konzipiert wurde. Es handelt sich dabei um eine speziell für die schonende Entgratung von Werkstücken aus Duroplasten und hochgefüllten Thermoplasten entwickelte Strahlanlage.
Prozesssichere, effiziente Bearbeitung und minimierte Nebenzeiten
Die kompakte Lösung RWS 1200-I4-SAT2 verfügt über zwei Bereiche, die mit jeweils zwei Satelliten für die Aufnahme der circa 55 x 80 x 80 mm (L x B x H) großen Teile ausgelegt sind. Diese durchdachte Konstruktion ermöglicht, dass während des Entgratprozesses be- und entladen werden kann, was unproduktive Nebenzeiten nahezu eliminiert.
Ein Roboter übernimmt die positionsgenaue Platzierung der Komponenten auf den teileindividuellen Werkstückaufnahmen, die von Rösler in Abstimmung mit dem Kunden entworfen und gefertigt wurden. In der Strahlkammer applizieren jeweils zwei oben und unten an einer vertikalen Lineareinheit positionierte Injektorstrahldüsen das speziell für die Kunststoffentgratung definierte, nicht abrasive Strahlmittel gezielt auf die rotierenden Teile. Durch die gradgenaue Drehpositionierung der Satelliten ist das Roboterhandling der nicht rotationssymmetrischen Werkstücke an der Ladeposition problemlos möglich.
Daneben gestattet diese Drehpositionierung, in Verbindung mit der vertikalen Lineareinheit und der Multiprozess-Schrittsteuerung ein zeitweises Stoppen der Bewegungen und sichert so, dass auch schwer zugängliche Bereiche wie beispielsweise die Bohrungen anforderungsgerecht entgratet werden. Die Möglichkeit, jede Düse in der Schrittfolge bedarfsweise separat zu- und abzuschalten, sorgt für einen effizienten Betrieb. Nach dem Entgratprozess werden auf den Komponenten zurückgebliebener Staub und Strahlmittelkörner durch Abblasen mit Druckluft entfernt.
Alle Prozessparameter vom Greifen der Teile für die Positionierung auf den Werkstückaufnahmen über die Einstellungen der Verfahreinheit, den definierten Rotationsstopps und der Zu- und Abschaltung einzelner Düsen bis zu den Abblaszyklen sind in teilespezifischen Bearbeitungsprogrammen hinterlegt und am Bedienteilbildschirm der Steuerung visualisiert. Damit wurde ebenfalls eine Anforderung des Kunden erfüllt.
Kosteneinsparung durch kürzere Bearbeitungszeit
Die neue RWS 1200-I4-SAT2 arbeitet so effektiv, dass die Taktzeitvorgabe des Kunden von rund einer Minute für die Entgratung von zwei Teilen um circa 15 Sekunden deutlich unterschritten wird. In dieser "gesparten" Zeit beträgt der Verbrauch an Druckluft und Strahlmittel gleich Null. Dies trägt unmittelbar zu einem reduzierten Ressourcen- und Energieverbrauch und damit zu verringerten Prozesskosten bei.
Optimale Strahlmittelqualität und ATEX-konformes Filtersystem
Die hocheffektive Strahlmittelaufbereitung mit Strahlkammerabsaugung und Siebeinheit stellt in Kombination mit der automatischen Nachdosierung sicher, dass stets mit Strahlmittel in optimaler Qualität entgratet wird. Automatisch eingebracht und nachdosiert wird auch das von Rösler selbst entwickelte Antistatik-Additiv, das die Entstehung elektrostatischer Aufladungen signifikant reduziert. Staub- und Strahlmittelanhaftungen an den Komponenten werden dadurch minimiert. Ausgestattet ist die Anlage darüber hinaus mit einem ATEX-konformen Filtersystem.
