Automobil Spritzgießer steigert die Prozesssicherheit um 25% mit Trockeneisstrahlen

Die Reinigung von Spritzgussformen kann in der Automobilproduktion erhebliche Ausfallzeiten verursachen. Das Trockeneisstrahlen stellt eine selten genutzte Alternative dar, die sowohl die Stillstandszeiten reduziert als auch eine gründliche Reinigung sicherstellt.

Die A. Raymond Gruppe zählt zu den führenden Entwicklungs- und Produktionspartnern der Automobilindustrie. Neben dem Fahrzeugbau versorgt das Unternehmen auch die Solarindustrie, Haushaltswarenbranche, Luftfahrt, Elektro- und Elektronikindustrie sowie die Bauindustrie mit innovativen Schnellbefestigungs- und Verbindungssystemen aus Metall und Kunststoff. Die Fertigung findet an 20 Standorten weltweit statt, einschließlich der Tochtergesellschaft A. Raymond GmbH & Co. KG in Lörrach.

In der Lörracher Niederlassung werden spezielle Befestigungselemente und Schnellkupplungen für Spritzgussprodukte gefertigt. Dazu gehören unter anderem Steckersysteme, Schraubverbindungen und Scheibenwaschdüsen aus Materialien wie Polycarbonat, Polyamid und POM, die in einem dreischichtigen Prozess als sogenannte Dauerläufer produziert werden.

Die Reinigung der Werkzeuge brachte für die Lörracher Niederlassung eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich:

• Die Werkzeuge mussten aus der Maschine entfernt und so weit zerlegt werden, dass die feinen Kavitäten mit speziellen Werkzeugen, Pinseln und Lösungsmitteln oder Formreinigern gesäubert werden konnten.
• Die Schieber wurden in einem Ultraschallbad gereinigt.
• Der Zeitaufwand für Demontage, Reinigung und Montage der Werkzeuge betrug mehrere Stunden, was zu erheblichen Stillstandszeiten der Maschine führte.
• Die abrasiven Werkzeuge und Chemikalien führten häufig zu Schäden an den Maschinenteilen.

"Die Kunststoffe enthalten Flammschutzmittel und Additive, die in den Werkzeugkavitäten Ablagerungen hinterlassen. Diese müssen alle zwei bis drei Tage entfernt werden, um die Qualität der Teile zu gewährleisten. Dazu gehört, dass Steckersysteme verschiedene Validierungstests bestehen."

- Stefan Preller, Abteilung für Manufacturing Direct Industrialization (MDI)

Strahlen mit Trockeneis MikroPartikeln

Um den Reinigungsprozess zu verbessern, wandte sich Preller, der bereits mit der Trockeneisreinigung vertraut war, an verschiedene Hersteller von Trockeneisstrahlgeräten.

Das  Trockeneisstrahlverfahren nutzt nicht abrasive Medien in Form von recycelten CO2-Partikeln, die weder Oberflächen noch Geräte beschädigen. Durch die Kombination aus kinetischer Energie und thermischen Effekten wird die Verbindung zwischen Schmutz und Oberfläche gelöst und die Verunreinigungen werden entfernt.

Im Gegensatz zu anderen Strahlmedien ist Trockeneis:

• Umweltfreundlich und erzeugt keinen Sekundärabfall
• Sicher und ungiftig
• Frei von nachträglicher Verunreinigung

Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des Trockeneisstrahlens

Das herkömmliche Verfahren mit 3 mm Trockeneispellets war für A. Raymond nicht geeignet, da die reiskorngroßen Eisstücke die feinen Kavitäten und Konturen ihrer Werkzeuge und Formen nicht erreichen konnten.

Herr Preller entdeckte die  MikroPartikel-Strahltechnologie von Cold Jet. Dieses umweltfreundliche Verfahren verwendet Kohlendioxid in Form von Eisblöcken. Der Trockeneisblock wird in die Cold Jet i³ MicroClean eingelegt, wo das Trockeneis in MikroPartikel geschabt wird. Diese sind viel feiner und weniger aggressiv als herkömmliche Pellets und können schwer zugängliche Bereiche erreichen. MikroPartikel-Maschinen benötigen weniger Druckluft, um die kleineren Partikel durch den Strahlschlauch zu beschleunigen, weshalb sie oft leiser sind als Pellet-Strahlmaschinen.

Erfahren Sie mehr über MikroPartikel

Ergebnisse des Trockeneisstrahlens

1. Steigerung der Prozesssicherheit um 25%

Dank eines Verfahrens, das nahezu ausschließt, dass Werkzeuge während der Reinigung beschädigt werden, hat das Trockeneisstrahlen die Prozesssicherheit um 25% verbessert. Die Maschinen arbeiten effizienter im Vergleich zu anderen Reinigungsmethoden.

2. Verkürzung der Reinigungszeit einer Spritzgießform von 2 - 3 Stunden auf nur 45 Minuten

Das kompakte und mobile Trockeneisstrahlsystem wird zur jeweiligen Spritzgussform gebracht, an eine Druckluftquelle und ein statisches Erdungskabel angeschlossen und reinigt die Formen mit der passenden Düse. Dieser Prozess dauert nicht länger als 45 Minuten.

3. Erfolgreiche Validierungstests

Durch eine gründliche Reinigung wird sichergestellt, dass die Entlüftung des Spritzgießwerkzeugs stets optimal funktioniert, wodurch Validierungstests von Steckverbindersystemen nicht mehr scheitern.

4. Einfache Handhabung

Die Maschine ist zudem benutzerfreundlich:

„Ich habe die Mitarbeiter selbst in der Bedienung der i³ MicroClean geschult, und es hat weniger als 20 Minuten gedauert. Früher war speziell geschultes Personal für die Werkzeugreinigung notwendig, jetzt können die Maschinenbediener diese Aufgabe problemlos übernehmen. Dies ist besonders während der Wochenendschichten von Vorteil.“

- Stefan Preller

5. Umweltfreundlich und sicher für die Mitarbeiter

Neben den anderen Verbesserungen wird beim Trockeneisstrahlen ein umweltfreundliches Medium eingesetzt, das den Kontakt der Mitarbeiter mit schädlichen Chemikalien vermeidet und somit eine deutlich sicherere Arbeitsumgebung schafft.

In der Lörracher Niederlassung von A. Raymond sind mittlerweile drei i³ MicroClean Systeme von Cold Jet im Einsatz. Zwei dieser Systeme werden für die alle zwei Tage notwendige Reinigung der Werkzeuge von etwa 20 Maschinen zur Herstellung von Dauerläufer-Produkten genutzt. Das dritte System unterstützt die Abteilung Technische Kunststoff-Wartung bei der Reinigung weiterer Spritzgießwerkzeuge.

„Dank der erheblichen Zeiteinsparungen konnten wir die Auslastung der Maschinen bei den Dauerläufern deutlich steigern. Die Investition in das i³ MicroClean Gerät rechnet sich somit in weniger als einem Jahr. Aufgrund der großen Zeit- und Kosteneffizienz bin ich überzeugt, dass diese Systeme auch in anderen Werken eingesetzt werden. Gleichzeitig tragen sie wesentlich zur Erhöhung der Prozesssicherheit bei und helfen uns, unseren hohen Qualitätsstandard zu bewahren.“

- Stefan Preller