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Weil Stickstoff (fast) nichts wiegt

KraussMaffei, Kundenmagazin AHEAD Ausgabe 01.2015,  Dr. Sabine Kob, Anna-Maria Meyer

Grafik [KraussMaffei , Gettyimages]Es ist eine Technologie, die allen nützt, denn sie verbraucht weniger Ressourcen, sowohl bei der Herstellung wie auch später, wenn die Kunststoffteile im Einsatz sind: MuCell. Der KraussMaffei- Kunde Gealan Formteile GmbH produziert damit erfolgreich für die Automobilindustrie.

MuCell-Teile sind – verglichen mit konventionellen Artikeln – besonders leicht, entstehen in kürzerer Zeit und auf kleineren Maschinen mit niedrigeren Betriebskosten. Werden sie im Auto verbaut, so profitiert auch der Endnutzer durch einen geringen Spritverbrauch. Wie beim Türmodul des BMW Mini, das Gealan auf einer 1000-Tonnen-Maschine fertigt und das acht Prozent weniger Gewicht auf die Waage bringt. MuCell bezeichnet ein physikalisches Schäumverfahren: Mit Hilfe von Stickstoff, der in der Schnecke zudosiert wird, bildet sich im Inneren des Bauteils eine Schaumstruktur. Damit die Zellen möglichst fein verteilt sind, muss das Einspritzen sehr schnell erfolgen. Beim Mini-Modul aus glasfaserverstärktem ABS dauert es nur etwa eine Sekunde, bis es vollkommen gefüllt ist – rund ein Drittel der Zeit von herkömmlichen Bauteilen. Und hier beginnt schon das Einsparpotential. Der wichtigste Zykluszeitvorteil ergibt sich aus der Eliminierung der Nachdruckzeit, die durch das Aufschäumen in der Kavität ersetzt wird. Zusätzlich benötigt man durch die verringerte Viskosität der Kunststoff- Gas-Schmelze geringere Schließkräfte an der Maschine. Für das Türmodul konnte man anstatt einer 1500-Tonnen-Maschine eine bestehende mit 1000 Tonnen nutzen. Ein Drittel weniger Schließkraft heißt Schonung des Werkzeuges und weniger Aufwand bei Energie und anderen Betriebsmitteln.

Effizienzsteigerung in der Fertigung bringt Wettbewerbsvorteile
Gealan produziert noch zwei weitere MuCell-Teile: eine Rückwand für ein Klimagehäuse sowie einen Funktionsträger für die Mittelkonsole des Ford Lincoln, der auf einer GX 650 läuft. Bei letzterem Artikel wurde ebenfalls eine Gewichtseinsparung von acht Prozent erreicht, was sich in diesem Fall besonders lohnt: Das Material, ein PPA mit 50-prozentigem Glasfaseranteil, ist extrem hochwertig und daher kostspielig. „Wettbewerbsvorteile gewinnt man heute nicht mehr nur durch einfache Effizienzsteigerungen in der Fertigung“, erklärt denn auch Gerhard Laubmann, der Geschäftsführer von Gealan. „Deshalb suchen wir auf technologischer Ebene nach Kostensenkungspotentialen. Das MuCell-Verfahren hat unsere Erwartung absolut erfüllt.“ Für die Teilegeometrie selbst bringt die Schaumstruktur ebenfalls entscheidende Vorteile. Wegen ihrer größeren Steifigkeit im Vergleich zum Vollmaterial können Wände dünner ausgeführt und Rippen schmaler dimensioniert werden. Zudem bilden sich an Stellen wo Wände und Rippen aufeinander treffen, weniger ausgeprägte Einfallstellen, weil die Materialanhäufung geringer ist. Die ausgewogenere Druckverteilung und die gleichmäßige Schwindung in Längs- und Querrichtung führen auch zu weniger Spannungen und Verzug. Bei der Ford-Mittelkonsole tritt, wegen der hohen Verzugsfreude des Glasfaser-Materials, dieser Vorteil offen zutage: Der Verzug wurde um bis zu 70 Prozent vermindert.

Werkzeuge stehen im Fokus
Dabei ist die Schaumstruktur nur zu sehen, wenn man die Kunststoffkomponenten auseinander schneidet, denn dort, wo die Schmelze am Werkzeug anliegt, bildet sich eine geschlossene Integralhaut. Damit die Vorzüge des Verfahrens voll zur Geltung kommen, braucht es speziell dafür ausgelegte Werkzeuge. Besonders auf Entlüftung und Kühlung ist zu achten, weil die Werkzeuge kälter gefahren werden, als beim Spritzguss ohne MuCell. Lutz Fischer, Technischer Leiter bei Gealan, erinnert sich: „Das Mini-Türmodul haben wir noch einmal neu konstruieren lassen, um bei der Werkzeugauslegung alle Möglichkeiten optimal auszuschöpfen. Mit den Einsparpotentialen konnten wir BMW überzeugen und fertigen seit 2013 die Teile in Serie.“ Fischer lobt auch die Zusammenarbeit mit KraussMaffei: „Der technische Austausch ist immer sehr gut, beispielsweise wenn es darum geht, anspruchsvolle Projekte zu realisieren. Diese Art von Partnerschaft ist für uns wertvoll, denn dadurch erfahren wir auch aus erster Hand von neuen Trends, wie etwa dem MuCell-Verfahren.“ Die Gealan Formteile GmbH mit Hauptsitz im nordbayerischen Oberkotzau wurde 1985 gegründet und umfasst, inklusive dreier Tochtergesellschaften, derzeit 507 Mitarbeiter. Der Tätigkeitsschwerpunkt liegt auf technischen Funktionsteilen vor allem für die Automobilindustrie und im Bereich Fluidtechnologie. Unter anderem auf 24 KraussMaffei-Maschinen werden Teile für Klimaanlagen, Soundsysteme oder Motorkühlungen hergestellt.

Quelle: http://www.kraussmaffeigroup.com

Grafik [KraussMaffei , Gettyimages]

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