Mit den komplett automatisierten Heißprägeanlagen kann BSH den Prozess bereits im Vorfeld sehr genau definieren. „Wir arbeiten schneller und präziser, haben den Ausschuss stark reduziert und verbrauchen deutlich weniger Energie als mit den pneumatischen Antrieben zuvor“, zählt Fertigungstechniker Andreas Zehe die Vorteile auf. Seit ein paar Monaten läuft beim Staubsaugerhersteller bereits die zweite Heißprägemaschine mit zwei elektromechanischen ElectricDrive-Servoantrieben von Tox Pressotechnik.
In der Anlage werden Bauteile mit einer dünnen Folie aus Kunststoff unter Einwirkung von Druck und Hitze vollautomatisch veredelt. Ein Linear-Handling entnimmt die Kunststoffteile aus der Spritzgießmaschine und legt sie in die Heißprägeaufnahme ein. Im ersten Prägeschritt wird Folie erhitzt und mit einem Stempel auf das Bauteil gedrückt. Im zweiten Schritt fährt ein temperierter Silikonstempel mit hohem Druck auf das Kunststoffteil und liegt dort ganz kurz auf, bevor er wieder zurückfährt. Der Folienanteil löst sich vom Träger und verbindet sich mit dem Bauteil. Anschließend überprüft eine Kamera den Vorgang.
Entscheidender Druck
Für einen stabilen und fehlerfreien Prozess müssen die Parameter der einzelnen Prägeschritte ganz genau eingestellt werden. Entscheidend ist der Druck, mit dem der Stempel auf das Bauteil fährt. Aber auch die Temperatur, die Hubgeschwindigkeiten und die Hublängen der Zylinder sind wichtig. „Hier macht sich die präzise Einstellmöglichkeit der Servoantriebe bemerkbar“, betont Zehe, „denn wir können den Druck während des Prägevorgangs automatisch messen und nachregeln“. Auch nach einem Stempelwechsel regelt die Anlage den Druck selbständig nach, weil alle Parameter vorher in der Software abgespeichert wurden.
Bei den alten Anlagen mit Pneumatikantrieben musste das hingegen händisch eingestellt werden. Nun sind beliebig viele Programme hinterlegbar, die der Anlagenbediener auf Knopfdruck abrufen kann. „Vorher haben wir ständig nachjustiert und die Mechanik eingestellt. Jetzt legen wir schon vorab ganz genau fest, wann wir welche Geschwindigkeit und welchen Hub haben wollen“, so Zehe. Er kann anschließend auslesen, ob der Prozess so verlaufen ist wie geplant, und gegebenenfalls nochmals korrigieren.
Weniger Energie, mehr Lebensdauer
Die erste Heißprägeanlage mit elektromechanischen Servoantrieben hat BSH bereits Mitte 2020 in Betrieb genommen, eine dritte ist in Planung. In den Maschinen sind jeweils zwei ElectricDrive-Einheiten im Einsatz. Jede Einheit besteht aus einer Servopresse – je nach Anforderung wird hier eine Kugelumlaufspindel oder eine Planetenrollengewindespindel verwendet -, einem Controller, dem Schaltschrank und einer integrierten Software. Die Antriebslösung ist für Anwendungen mit einem effektiv nutzbaren Presskraftbereich von 0,02 bis 1.000kN einsetzbar. Im Vergleich zu pneumatischen Antrieben bietet die elektromechanische Servolösung einen geringeren Energieverbrauch sowie eine höhere Lebensdauer. Andreas Zehe von BSH ist sicher, dass sich die Investition nach drei bis vier Jahren amortisiert hat.
