Vijf partners uit de wereld van kunststoffen zijn begonnen aan een ambitieus project: twee gegoten onderdelen van vloeibare siliconen (LSR), die qua toepassing en geometrische afmetingen niet meer van elkaar hadden kunnen verschillen, moesten in één mal worden geproduceerd. Enerzijds moest een koffiedeksel worden geproduceerd met een shotgewicht van 28 g, een diameter van 100 mm en een maximale wanddikte van 7 mm. Aan de andere kant stond een vergrootglas met een shotgewicht van slechts 6 g en een diameter van 35 mm met een lens met 6x vergroting op de agenda.
Ondersteund door het deskundige advies van Dr. Ralf-Urs Giesen en zijn collega’s van de Universiteit van Kassel en dankzij de levering van systeemtechnologie door KraussMaffei en NEXUS, hebben SKZ en toolcraft AG hun ontwikkelingen in de afgelopen drie jaar kunnen voortzetten in de ter plaatse opgezette productiecellen. De aanzienlijke verschillen in het shotgewicht van de twee artikelen leidden al snel tot een oplossingsbenadering met een cold runner mal met kleppoort.
Nauwkeurige afstelling van de naalden
Innovatiepartner GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH heeft hiervoor zijn ventielmondstuk voorzien van een elektrische lineaire actuator en deze vanwege de beschikbare ruimte op de klemeenheid van de machine aangevuld met 90 graden verschoven aandrijvingen. ‘Het werd ons al snel duidelijk dat dit project een unieke en goede gelegenheid was om ons cold runner-systeem in de praktijk te testen’, zegt Torsten Schnell, hoofd onderzoek en ontwikkeling bij GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH. ‘De elektrische lineaire actuatoren maken een nauwkeurige en traploze aanpassing van de naalden mogelijk voor een optimale vulling van verschillende componentgroottes in één matrijs‘, voegt Jörg Essinger, hoofd van Application Technology, toe.
Meusburger Georg GmbH & Co KG droeg bij aan het consortium met haar expertise bij het selecteren van het juiste materiaal voor het gebruikte gereedschapsstaal. ‘De siliconenmarkt is een stabiele en groeiende markt. Voor ons bij Meusburger was het belangrijk om onze expertise hier nog verder uit te breiden, om klanten op de best mogelijke manier te kunnen adviseren’, benadrukt Sebastian König, Regional Sales Manager bij Meusburger. Voor de geplande spuitgietmatrijs werden corrosiebestendige staalsoorten voorgesteld en uiteindelijk gebruikt voor de basisstructuur en de matrijsinzetstukken.
Polijsten van complexe holtes
Bestenlehrer GmbH, een gereedschaps- en matrijzenbouwer, is een erkend expert op het gebied van het polijsten van complexe holtes. Het familiebedrijf van de tweede generatie is gespecialiseerd in het vervormingsvrij en contournauwkeurig polijsten van spuitgiet- en vormgereedschappen. ‘Langdurige en hooggekwalificeerde specialisten en moderne werkplekken moeten onze claim zijn als het gaat om de individuele eisen van onze klanten’, legt Marcel Bestenlehrer, directeur van Bestenlehrer GmbH, uit.
Trends vroegtijdig herkennen
‘Alleen door een nauwe samenwerking als op deze manier is het mogelijk om het eigen portfolio uit te breiden en het nodige netwerk op te bouwen, naast de dagelijkse gang van zaken. De SKZ biedt ons een breed scala aan mogelijkheden om ideeën uit te wisselen met andere vertegenwoordigers van de industrie’, voegt Markus Scheuerlein, projectleider matrijzenbouw bij toolcraft AG, toe. ‘De contacten die we leggen op de vakconferenties stellen ons in staat om trends in een vroeg stadium te signaleren en innovatie vooruit te helpen’, vervolgt hij. De in de loop van tientallen jaren opgebouwde expertise op het gebied van matrijzenbouw voor zeer veeleisende precisie kleine onderdelen is het solide uitgangspunt voor toolcraft om de siliconen mal binnen het project te vervaardigen. Naast het lopende onderzoeksproject ‘SiliTemp’ met de SKZ, ontwikkelt en bouwt toolcraft nu ook de eerste siliconengereedschappen voor de industrie.
Mogelijk PFAS-verbod
‘Het leuke van de kunststofindustrie en mijn werk is dat je na 16 jaar professionele ervaring nog steeds nieuwe materialen of klassen van materialen kunt leren kennen die fascinerend zijn’, legt Bernhard Hennrich, Group Manager Injection Molding Research bij SKZ, uit. ‘Vooral als je nieuwe vakgebieden betreedt, zijn competente, betrouwbare en coöperatieve metgezellen goud waard. Je hebt ook een flinke dosis pragmatisme nodig, die te allen tijde bij alle projectpartners aanwezig is’, vervolgt Hennrich. De SKZ ondersteunde het ontwerp van de componenten met reologische simulaties van het vulgedrag en de mate van verknoping. De groeipercentages op de siliconenmarkt liggen al enkele jaren in de dubbele cijfers, ondanks de verzwakkende economische situatie. Het op handen zijnde PFAS-verbod zal de verkoop van LSR de komende maanden zeker blijven stimuleren, zoals de vragen van de industrie al bevestigen.
Meer informatie over spuitgietonderzoek bij de SKZ: https://www.skz.de/en/research/process/injection-molding
