Um empfindliche Elektronik gegen Feuchte, Stäube, mechanische Beschädigungen und Ströme zu schützen, bieten Umhausungen aus Kunststoff oder lackiertem Metall guten Schutz, allerdings kommen immer häufiger gieß- und spritzfähige Materialien zum Einsatz. Seit den 90er Jahren gibt es zudem ein Verfahren, das ganz ohne zusätzliches Gehäuse auskommt – das Hotmelt-Moulding. Hierbei wird das zu schützende Teil in eine Vergussform eingelegt und mit einem Schmelzklebstoff umspritzt. Die Formgebung ist hierbei Teil des Prozesses. Dichten, Schützen, Isolieren und Formgeben wird in einem Arbeitsgang erledigt.
Als klassische Anordnung dieser Niederdruck-Vergusstechnik haben sich Anlagen etabliert, die aus Tankschmelze, beheiztem Schlauch und Düse sowie Werkzeugsatz mit Ober- und Unterwerkzeug, Schließ- und Niederhaltezylinder und Zusatzoptionen wie Kühleinheiten und automatischer Granulatnachfüllung bestehen. Seit einiger Zeit versucht man, modifizierte Spritzgusskomponenten (Extruder) für dieses Verfahren einzusetzen. Beide Verfahren, ob Tankanlage oder Extruder, haben unter bestimmten Voraussetzungen Vorteile, aber auch deutliche Nachteile.
Obwohl häufigstes und im Markt etabliertes Hotmelt-Verfahren mit vielen Pluspunkten, hat auch die Tankanlage ihre Besonderheiten:
- Ein beheizter Schlauch ist notwendig.
- Die Aufheizphase beträgt bis zu 60 Minuten.
- Die Restmengen im Tank und Schlauch sind thermischen Belastungen ausgesetzt.
- Es gibt eine lange Verweilzeit des Materials im Tank, das bei kleinen Schussgewichten oder kleinen Stückzahlen auch noch häufig aufgeheizt und abgekühlt werden muss.
- Deutliche Materialverluste ergeben sich bei Reinigung (Spülen) und Batchwechsel.
- Der Materialwechsel ist sehr zeitintensiv.
Extruderanlagen haben zwar den Vorteil des schnellen Materialwechsels und die Möglichkeit, auch PUR und Polyester usw. zusätzlich zu den klassischen Hotmelt-Materialien wie PA und Polyolefine zu verarbeiten, weisen aber ebenso einige gravierende Eigenarten auf:
- Durch prozessbedingte Temperaturen und Scherkräfte (Friktion an der Extruderschnecke) kann es zu Zerstörungen der Molekularketten kommen.
- Eine exakte Parametrierung und damit ein stabiler Prozess sind nur mit zusätzlichem, aufwändigem Equipment darstellbar.
- Für Linienintegration ist aufgrund der Anlagendimensionen meist auch der geheizte Schlauch zur Distanzüberbrückung nötig.
- Kleinere und mittlere Materialverlustmengen treten bei Reinigung und Batchwechsel auf.
- Aufgrund der komplexeren Technik ergeben sich höhere Einstiegskosten.
Innovatives Moulding
Die neu entwickelte Technologie von Ohrmann ist für kontinuierlichen Prozess und größere Füllgewichte ausgelegt und eignet sich nur bedingt für kleine bis sehr kleine Füllmengen. Sie basiert auf einer intensiven Analyse beider Technologien – das Ergebnis ist das Quickmelt-Verfahren. Es arbeitet auch bei geringsten Aufschmelzmengen wirtschaftlich. Dazu kommt eine deutliche Reduzierung der Vercrackungsgefahr, weil kaum thermischer Stress auf das Vergussmaterial durch Verarbeitung von produktoptimierten Kleinmengen und rieselfähigem Granulat im Materialvorratsbereich wirkt.
Eine Energiekostenreduzierung entsteht durch kleinen Heizbereich, kurze Wartungszeiten und schonende Aufheizung – ohne Materialstress. Ein schneller Materialwechsel bei reduzierten Nebenzeiten mit minimalen Materialverlusten ist ebenso möglich wie die Integration in Linien durch kompakte Bauform.
Die Quickmelt-Anlagen, die im Hause Ohrmann Montagetechnik in ihrem Grundaufbau als Standard-Baureihe gefertigt werden, können in Single-, Twin- und Swingvariante (Einzel-, Schiebe- und Schwenktisch) geliefert werden. Als Sonderbauform sind Doppelanlagen mit zwei nebeneinander liegenden Werkzeugen ebenso möglich wie Anlagen in Segmentbauform zur Integration an Rundschalttischen.
Empfohlen werden Anlagen für Vergussaufgaben mit materialoptimierter Geometrie für kleine bis mittlere Schussgewichte. Minimaler Materialeinsatz bei maximalem Schutz steht ganz oben auf der Anwendungsliste dieses innovativen Systems. Nachfüllsysteme, Tagesbehälter und weiteres Systemzubehör erweitern die Autonomie in der Granulatversorgung. Der Automatisierungsgrad kann den Kundenwünschen angepasst werden, hier sind alle Stadien der Automation möglich, von der Bauteilvorpufferung bis hin zur vollautomatischen Linienintegration.
Wirtschaftlichkeit ist Trumpf
Bei der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit von Hotmelt-Anlagen ist der Blick auf die Lifetime-Kosten nicht unbedeutend – denn nicht die Anlagenkosten sind hier allein bestimmend, sondern die Kombination von Anlageninvestition und prozessbedingten Materialverlust- und Nebenzeitkosten. Vergleicht man mit Tankanlagen oder Extruder, so ist die Quickmelt-Anlage schon bei einer Zweijahres-Betrachtung im Zweischichtbetrieb die günstigste Lösung, bei 5 und 10 Jahren können die Kosten (Grundinvestition plus Kosten Verlustmaterial) sogar erheblich auseinanderdriften.
Der Vorteil beim Verlustmaterial ergibt sich aus der technischen Auslegung der Anlage. Bei Spülvorgängen und Batchwechsel beschränkt sich die Verlustmenge auf ein faustgroßes Volumen aus dem Aufschmelzprozess. Das im Nachfülltrichter befindliche Material bleibt als Granulat rieselfähig und kann abgesaugt oder ausgeschüttet werden. Die mit Reinigungsvorgang oder Batchwechsel verbundenen Maschinenausfallzeiten sind 70 bis 80 % geringer als bei der Tankanlage.
Wie bei den Tankanlagen als optionale Position schon bekannt, kommt bei der Quickmelt-Anlage generell eine totraumarme Düse zum Einsatz, d.h. der Farbverschleppung und Schlierenbildung bei Materialwechsel wird entgegengewirkt und die Verlustmengen lassen sich minimal halten.
Hans-Werner Chwalisz
(hb)
