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In-Mold-Montage direkt an der Maschine

Neue Spritzgusstechnik verbindet drei Arbeitsschritte und spart Logistikaufwand, Lager- sowie Montagekosten

So vielfältig Fertigungsprozesse sein können, so vielfältig entwickeln sich auch die Anforderungen an das Montagespritzgießen – ein äußerst wirtschaftliches Verfahren, das das Umformen der Formteile mit deren Zusammenbau schon beim Spritzgießen kombiniert, wodurch drei Arbeitsschritte zu einem zusammengefasst werden. Dies minimiert sowohl den Zeitaufwand für die Fertigung als auch die Kosten für den Prozess um ein Vielfaches. Außerdem können die Lagerkosten gesenkt und der Verwaltungsaufwand sowohl für den Hersteller als auch den Auftraggeber verringert werden, da statt zwei nur noch ein Bauteil prozessiert werden muss. Die fränkische Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH ist auf die Fertigung von ausgefallenen Spritzgussteilen  spezialisiert und bietet verschiedene automatische Fertigungsprozesse für Spritzgussteile mit Riegel-, Rast-, Schub- oder Steckmechanismen an.

Statt zwei separaten Spritzprozessen für die Einzelteile und den Montagevorgang, fällt mit Hilfe des automatischen Montageverfahrens nur noch ein Arbeitsschritt an. „Ein Verfahren im Bereich solcher automatischen Prozesse ist die so genannte In-Mold-Montage. Hierbei werden zwei unterschiedliche Kunststoffteile in einem Werkzeug gespritzt und montiert zum Beispiel die obere und untere Komponente eines Bauteils“, erklärt Roman Kramer, Prokurist bei der Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH. Das heißt, die unterschiedlichen Teile werden in einem einzigen Spritzvorgang gefertigt, wobei auch der Einsatz von Mehrkavitäten-Werkzeugen – wie beispielsweise 4+4 Kavitäten – möglich sind. Gewichtsunterschiede der Teile werden durch speziell angefertigte und ausbalancierte Heißkanalsysteme ausgeglichen. Nach dem Spritzvorgang verlassen die Teile die Maschine als fertige Baugruppe und sind sofort bereit für die Weiterverarbeitung wie beispielsweise das Bestücken. 

Ein weiterer Vorteil der In-Mold-Montage ist die definierte Lage der Teile im Spritzgusswerkzeug. So müssen sie für die Montage nicht mehr sortiert und gerichtet werden, da die Kunststoffteile in Montagerichtung gespritzt werden. Dadurch lassen sich extrem kurze Fertigungszeiten realisieren.  Die einzelnen Prozessschritte werden im Spritzwerkzeug über Innendruckfühler und Sensoren überwacht. „Vor Einführung des automatischen Fertigungsprozesses wurden die Teile üblicherweise per Hand, mit Hilfsvorrichtungen oder mit komplexen Montageautomaten, die als Sonderlösung eigens für die jeweiligen Bauteile konstruiert werden mussten, montiert“, so Kramer. „Das geschah entweder bei uns vor Ort oder die Teile mussten zu anderen Standorten versendet werden, was immer einen erhöhten Logistikaufwand und Kosten bedeutete.“ Dies betrifft sowohl den Hersteller als auch den Kunden. Durch die Einsparung zweier Arbeitsschritte können Aufträge schneller bearbeitet werden und der Kunde muss statt zwei Bauteilen nur noch einen Artikel anlegen und pflegen. 

Wenn der Montagevorgang nicht mit der In-Mold-Technologie realisierbar ist, gibt es trotzdem noch die Möglichkeit, die unterschiedlichen Einzelteile in nur einem Spritzwerkzeug zu spritzen. „Dabei entnimmt ein Robot System die Teile direkt an der Spritzmaschine und setzt sie für den Fertigungsvorgang lagegerecht in die vorgesehene Montagevorrichtung ein. Auch bei diesem Verfahren werden keine zusätzlichen Sortier- und Positionierautomaten benötigt“, so Kramer. Unter anderem fertigte Geiger auf diese Weise Elektronikstecker für namhafte Automobil- und Elektronikhersteller.

30 Prozent weniger Investitionskosten

Das fränkische Unternehmen aus Nürnberg hat sich auf die Entwicklung und Durchführung automatischer Montageprozesse spezialisiert und findet individuelle Lösungen, die eigens auf den jeweiligen Auftrag und das zu fertigende Bauteil zugeschnitten werden. Um die richtigen Arbeitsschritte zu planen, werden alle Prozessschritte analysiert und geprüft, inwiefern sie verkürzt und zusammengefasst werden können. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf Sicherheit und Qualität.

„In einem konkreten Fall konnten durch den Einsatz automatischer Montageprozesse die Investitionen für Werkzeuge und Maschinen um 30 Prozent verringert werden“, so Kramer. „Die laufenden Betriebskosten konnten sogar um 40 Prozent gesenkt werden, da nur noch eine Spritzgießmaschine und keine weiteren Montageautomaten benötigt werden.“