Spritzgießverfahren sind heute gängige Praxis. Daraus entstehen technische Bauteile, Spielwaren, Verpackungen und mehr. Die Aufgabe der Maschine ist es, in Rekordzeit qualitativ hochwertige Kunststoffteile herzustellen. „Mehr als 50 Prozent unserer verkauften Maschinen produzieren technische Bauteile“, erläutert Martin Kaiser, Technischer Leiter Dr. Boy. Die Anforderungen von Endanwendern sind hoch: „Die vollelektrische Spritzgussmaschine bietet eine clevere Kombination aus Energieeinsparung und erhöhter Präzision“, erklärt Kaiser.
Boy setzt hierbei auf ein effizientes Antriebssystem von Baumüller. Die Lösung besteht aus der dynamischen Servomotoren-Baureihe DSD2, den kompakten Servomotoren DSC2, dem Anreihsystem B Maxx 5300 inklusive Einspeiseeinheit B Maxx 5000 und das im Umrichter integrierte Softwaremodul Servohydraulik. Die Software läuft auf der im Antrieb enthaltenen SoftdrivePLC.
Patentierte Staudruckmessung
Die Boy bietet alle Vorzüge einer vollelektrischen Spritzgießmaschine in Bezug auf hohe Dynamik und parallele Bewegungen. Einspritzen, Dosieren und Auswerfen sind in der Maschine gemeinsam mit Baumüller elektromechanisch realisiert worden. Herzstück der Maschine ist die neu konzipierte elektromechanische Universaleinspritzeinheit. Die patentierte Staudruckmessung ist einzigartig am Spritzgießmarkt. Ein Kraftsensor erfasst dabei die auf die Schnecke übertragene Kraft an der Einspritzmechanik und wertet diese in den Baumüller Servoantrieben aus. Die elektromechanische Antriebstechnik bietet viele Vorteile: Noch genauere Positionserfassung, dynamische Bewegungsabläufe und verkürzte Zykluszeiten durch parallelen Schließkraftaufbau zum Einspritzen.
Servomotoren für erhöhte Dynamik
Zum Einsatz kommen sowohl die dynamischen DSD2- als auch die kompakten DSC2-Servomotoren von Baumüller, die für höchste Anforderungen an Beschleunigungsvermögen und beste Start/Stopp-Qualitäten konzipiert wurden. Diese weisen ein sehr gutes Drehmoment/Massenträgheitsverhältnis auf. Das sorgt für hohe Dynamik, also schnelles und präzises Fertigen von Spritzgussteilen. Die Bewegungen der einzelnen Antriebe müssen aufeinander hochgenau synchronisiert werden, um präzise Ergebnisse zu erzielen. Die Servomotoren haben sehr gute Rundlaufeigenschaften und ermöglichen im Zusammenspiel mit den B-Maxx-Servoantrieben von Baumüller eine hohe Positions- und Geschwindigkeitsgenauigkeit. Die Komponenten arbeiten passgenau zusammen und sind sehr energieeffizient, da sie sich im Zwischenkreisverbund Energie teilen.
Das Anreihsystem B Maxx 5300 mit integrierter Safety-Funktionalität regelt die elektrischen Antriebsachsen präzise und ist auf kleinstem Raum integriert. Dies ermöglicht zahlreiche Ausbaumöglichkeiten der Maschine.
Die Zwei-Platten-Schließeinheit mit schmierstofffreiem Werkzeugeinbauraum wird von der energiesparenden Servohydraulik versorgt. Zusammen mit der Druckübersetzer- und Differentialdrucktechnologie wird hydraulischer Druck dynamisch in die Schließplattenbewegung und energieeffizient in die Schließkraft umgewandelt. Um den Servomotor bestmöglich an die Pumpe anzuflanschen, hat Baumüller eine kundenspezifische Lösung gemeinsam mit Boy entwickelt. Dadurch sind sehr kompakte Motor/Pumpen-Kombinationen möglich.
Intelligente Antriebe
Die B-Maxx-Servoantriebe überzeugen durch Drive Intelligence für Servohydraulik-Anwendungen, die Baumüller gemeinsam mit Boy partnerschaftlich entwickelt hat: „Die dynamische Druck- und Volumenstromregelung in einer Zykluszeit von 125µs schafft höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit, die wir für den optimalen Betrieb unserer Kompakt-Spritzgießautomaten benötigen“, betont Kaiser.
Der neue elektromechanische Auswerfer ermöglicht eine genaue Positionserfassung und eine sehr direkte Ansteuerung. Dadurch lassen sich parallele, präzise und hochdynamische Bewegungen im Zusammenspiel mit Schließplatten oder Handling-Bewegungen realisieren. Diese sparen nicht nur Zykluszeit, sondern schonen auch das Produkt sowie Werkzeug, Greifer und Maschine. Einen großen Vorteil bietet der elektromechanische Auswerfer bei sehr langsamen Verfahrbewegungen, da Stick/Slip-Effekte, wie in der Hydraulik üblich, vermieden werden. Der Dosierantrieb ist effizient und zeichnet sich durch ein hohes Energieeinsparpotential bei großen Materialdurchsätzen aus. Zudem verbessert sich die Arbeitsumgebung durch den geräuscharmen, leisen Lauf.
„Die Auslegung ist flexibel möglich. Die Motoren können sowohl mechanisch als auch elektrotechnisch optimal an die Bedingungen in unseren Spritzgießmaschinen adaptiert werden“, lobt Kaiser die Zusammenarbeit mit Baumüller. Baumüller unterstützte das Unternehmen bei der Antriebsdimensionierung und Erstinbetriebnahme der vollelektrischen Spritzgießmaschine.
