Fallbeispiele

Kunststoff-Formenbauer setzt Trockeneisreinigung ein, um eine kontinuierlich hohe Produktqualität und eine verbesserte Dauerhaltbarkeit der Werkzeuge zu erreichen

DIE SITUATION

Es sind vor allem kleine Kunststoffteile mit hohem Kompliziertheitsgrad, die die Werner Breitschädel GmbH WB in Bad Endorf für Unternehmen aus der Elektro-, Bahn- und Messtechnik, der Luftfahrtindustrie, dem Maschinenbau und teilweise auch der Automobilindustrie fertigt.

 

„Ein Werkstück mit einer Länge von 200 mm ist für uns schon ein sehr großes Teil“, bemerkt Werner Breitschädel, der das 1950 gegründete Familienunternehmen seit 30 Jahren leitet.

 

Entsprechend hoch sind die Anforderungen bei den Toleranzen, sie liegen nicht selten im Hundertstel-Millimeterbereich. Der Werkzeug- und Formenbau für diese Präzisionsbauteile erfolgt ebenfalls bei der WB GmbH. Die filigranen Spritzgusswerkzeuge werden von erfahrenen Mitarbeitern in enger Absprache mit den Kunden mit modernster CAD- und CAM-Technologie konstruiert und realisiert.

 

„Üblicherweise bauen wir die Formen für unsere Kunden, schließen dann einen Leihvertrag mit ihnen und produzieren als Dienstleister die Kunststoffteile. Wir garantieren unseren Kunden dabei für jede von uns gefertigte Form eine Mindestausbringungsmenge an Teilen“, beschreibt Werner Breitschädel das Geschäftsmodell.

 

DIE AUFGABENSTELLUNG

Verarbeitet werden auf zwölf Spritzgießmaschinen im dreischichtigen Betrieb rund 220 verschiedene technische Kunststoffe, darunter langfaserverstärkte Duroplaste, hochtemperaturfähige Thermoplaste wie PEEK und faserverstärkte Thermoplaste.

 

„Viele Kunststoffe sind beispielsweise mit einem Brandschutz ausgerüstet. Diese Zusätze verursachen häufig Ausgasungen. Die Dämpfe bilden auf den Werkzeugoberflächen einen Belag, der die Teilequalität beeinträchtigt. Eine regelmäßige Formenreinigung ist daher für eine gleichbleibend hohe Qualität entscheidend“, erklärt Günther Hartl, Assistent der Geschäftsleitung bei der WB GmbH.

 

Je nach eingesetztem Kunststoff werden die Formen bis zu einmal pro Schicht gereinigt, auf alle Fälle aber nach Abschluss des Auftrags. Um die empfindlichen Oberflächen und Konturen der filigranen Formen nicht zu beschädigen, wurden sie bisher immer in einem Ultraschallbad gereinigt. Dafür mussten sie aus der Spritzgießmaschine ausgebaut, zerlegt und anschließend wieder zusammengebaut werden. Dies verursachte nicht nur Produktionsunterbrechungen von mindestens vier Stunden, es waren durchschnittlich auch zwei Mitarbeiter erforderlich. Nach der Reinigung im Ultraschallbad befanden sich teilweise noch Verschmutzungen auf den Oberflächen, die mit einem feinen Schmirgelpapier oder ähnlichem manuell entfernt wurden.

 

„Durch den abrasiven Prozess wurde auch eine minimale Menge Substrat abgetragen. Dies, sowie der hohe Zeit- und Personalaufwand veranlasste uns vor einigen Jahren dazu, Versuche mit einem Trockeneissystem mit Pellets durchzuführen. Es eignete sich jedoch nicht für unsere filigranen Formen“, erzählt Günther Hartl.

 

DIE COLD JET LÖSUNG

Auf der Fakuma wurde die Unternehmensleitung auf das innovative Trockeneis-Reinigungssystem i³ MicroClean von Cold Jet aufmerksam. Das System arbeitet mit gepresstem Kohlendioxid, das als Nebenprodukt bei chemischen oder industriellen Prozessen entsteht. Es ist daher umweltneutral.

Es wird in Form von Eisblöcken eingesetzt. Für die Reinigung werden aus diesen Trockeneisblöcken mit einer patentierten Schabetechnologie kleinste, geruchsneutrale Mikropartikel erzeugt. Sie bilden im Vergleich zu herkömmlichen Trockeneispellets einen feineren Reinigungsstrahl, der in die filigranen Konturen und Kavitäten eindringen kann und eine schonende, aber gleichzeitig wirkungsvolle Behandlung der Beschädigungsempfindlichen Oberflächen ermöglicht. Außerdem ist die Geräuschentwicklung beim MicroClean System deutlich geringer als bei Pellet-Trockeneisanlagen. Nach einem erfolgreichen Vorführtermin bei der WB GmbH entschied man, das Gerät für vier Wochen zu testen.

 

„Wir konnten auf diese Weise einerseits den konkreten Nutzen für unser Unternehmen herausfinden. Andererseits haben wir während der Testphase festgestellt, dass das Gerät einfach zu bedienen und die Akzeptanz bei den Mitarbeitern dadurch hoch ist. Ein weiterer Vorteil ist die Mobilität des fahrbaren Trockeneisreinigungssystems. Wir können es dadurch einfach in der Spritzgießerei und im Werkzeugbau einsetzen“, fasst Werner Breitschädel die Gründe für die Investitionsentscheidung zusammen.

 

DIE ERGEBNISSE

Das Unternehmen setzt das MicroClean-Gerät mit unterschiedlichen Strahldüsen ein. Die Reinigung flächiger Bereiche erfolgt mit einer Breitstrahldüse mit 2,2 cm Strahlbreite. Punktuelle und hartnäckige Verunreinigungen lassen sich mit der Rundstrahldüse zuverlässig entfernen. Schmutz aus Hinterschneidungen, Ecken und Kanten sowie anderen schwer zugänglichen Bereichen kann mit einer 90 Grad gekröpften und um 360 Grad drehbaren Winkeldüse, abgereinigt werden. Eine in den ergonomisch gestalteten Applikator integrierte LED-Leuchte sorgt in jedem Fall für eine optimale Ausleuchtung der zu reinigenden Bereiche. Strahldruck und die Eismenge können individuell an die jeweilige Oberfläche und den Verschmutzungsgrad angepasst werden, was den möglichst sparsamen Einsatz von Druckluft und Trockeneis sicherstellt.

 

„Jetzt reinigt ein Mitarbeiter die Formen während der Produktion ohne Ausbau und Zerlegung. Dabei erzielen wir in nur noch 15 Minuten gegenüber den früher mindestens vier Stunden eine teilweise verblüffende Reinigungswirkung. Das ermöglicht uns, auch häufiger zu reinigen und dadurch die Produktqualität weiter zu verbessern. Und nicht zuletzt müssen wir die Formen seltener zerlegen, was deren Standzeit erhöht“, berichtet Günther Hartl.

 

Neben der Spritzgießerei ist das MicroClean bei der WB GmbH auch in der Wartungsabteilung des Werkzeugbaus im Einsatz. Denn das Unternehmen verzichtet trotz der Trockeneisreinigung nicht auf die Grundreinigung der Formen im Ultraschallbad nachdem ein Auftrag abgeschlossen ist. Die zerlegten Komponenten werden hier mit Trockeneis vorgereinigt, was die Ultraschall-Reinigungszyklen verkürzt und manuelle abrasive Nacharbeiten überflüssig macht. Dies trägt ebenfalls zu einer erhöhten Dauerhaltbarkeit der Formen bei.

 

„Uns bringt das MicroClean-Gerät viele Vorteile, und deshalb haben wir es auch schon einem befreundeten Unternehmen weiterempfohlen“, merkt Werner Breitschädel abschließend an.