Kunststoffverarbeiter reduziert die Reinigungszeit von 4 Stunden auf weniger als 10 Minuten

DIE SITUATION

Bei der Herstellung von Spritzgussteilen ist die Werkzeugreinigung ein qualitätsentscheidender aber unproduktiver Schritt. Marquardt löste diesen Spagat mit einem innovativen System zur Trockeneisreinigung. Sie ermöglicht, reinigungsbedingte Maschinenstandzeiten um bis zu 95 Prozent zu reduzieren bei gleichzeitig verbesserter Prozesssicherheit.

In wohl jedem Fahrzeug namhafter Automobilhersteller sind mechatronische oder elektromechanische Komponenten der Marquardt GmbH zu finden. Das 1925 in Rietheim gegründete, unabhängige Familienunternehmen zählt international zu den führenden Herstellern von Fahrberechtigungssystemen und Bedienfeldern. Neben Automobilen finden sich Marquardt-Produkte wie Schalter und Sensoren auch in Haushaltsgeräten und anderen industriellen Anwendungen. Bei Elektrowerkzeugschaltern ist Marquardt Weltmarktführer. In den beiden Geschäftsbereichen Automotive und Switches, Sensors & Controls beschäftigt das Unternehmen an 12 Standorten in neun Ländern über 6.000 Mitarbeiter. Rund zehn Prozent des Umsatzes investiert Marquardt jährlich in Forschung und Entwicklung.

DIE AUFGABENSTELLUNG

Modernste Entwicklungstools, Simultaneous Engineering und ein leistungsfähiges Versuchswesen sind bei Marquardt ebenso selbstverständlich wie eine hochmoderne Spritzgussfertigung. Mit 100 Maschinen produziert das Unternehmen rund 3.000 verschiedene Produkte. Ein Arbeitsschritt wurde jedoch bis vor kurzem noch aufwändig manuell durchgeführt: die Reinigung der Spritzgießwerkzeuge.

„Saubere Werkzeuge sind ein Muss für die Qualität unserer Produkte. Verunreinigungen verursachen fehlerhafte Teile und damit Ausschuss. Wir führen die Werkzeugreinigung deshalb in festgelegten Zyklen durch“, erklärt Dieter Stais, Fertigungsleiter bei Marquardt in Rietheim-Weilheim.

Für die manuelle Reinigung mussten die Werkzeuge ausgebaut, wieder eingebaut und ausgerichtet werden. Dadurch kam es zu einem Produktionsausfall von bis zu vier Stunden. Darüber hinaus war nicht gewährleistet, dass die Reinigung prozesssicher erfolgte und es wurde Personal gebunden. Nicht zuletzt konnte auch nie ausgeschlossen werden, dass es durch die mechanische Reinigung zu einer Beschädigung oder erhöhtem Verschleiß an den Werkzeugen kam.

DIE COLD JET LÖSUNG

Kein Wunder also, dass dieser Prozess optimiert werden sollte. Die Lösung dafür stellt das innovative Trockeneisstrahlsystem Cold Jet i³ MicroClean®-S4 dar.

„Mit dem Thema Trockeneis hatten wir eigentlich schon abgeschlossen. Der Grund dafür war, dass Marktbegleiter von Cold Jet uns ihre Geräte vorbeibrachten und sagten, probiert mal. Die Trockeneisreinigung mit Pellets hat nicht funktioniert und die Geräte konnten auch nicht auf unsere Anforderungen hin abgestimmt werden. Bei Cold Jet war es so, dass der Mitarbeiter hier gemeinsam mit uns Versuche an den Spritzgussmaschinen durchführte und eine Anpassung des Systems an unsere Aufgaben stattfand“, erinnert sich Dieter Stais.

Um sicher zu gehen, dass das Gerät die optimale Lösung ist, nutzte Marquardt die Möglichkeit einer vierwöchigen Testphase.

Beim MicroClean System kommt Kohlendioxid in Form von Eisblöcken zum Einsatz. Diese Blöcke werden aus Kohlendioxid hergestellt, das als Nebenprodukt bei chemischen oder industriellen Prozessen entsteht. Das heißt, es ist rückgewonnenes CO2 und trägt deshalb nicht zum Treibhauseffekt bei. Dieses Nebenprodukt fällt beispielsweise beim Bierbrauen an und ist als Standard-Industriegas über den entsprechenden Handel zu beziehen. Für die Reinigung werden vom Trockeneisblock mit der patentierten Block-Shaver-Technologie feine Micropartikel abgeschabt. Diese bilden im Vergleich zu Pellets einen viel feineren Reinigungsstrahl, der eine schonende aber effektive Behandlung ermöglicht. Gleichzeitig arbeitet das i³ MicroClean-S4 deutlich geräuschärmer.

„Mit diesem Trockeneis-Reinigungsverfahren können wir unsere Spritzgießwerkzeuge jetzt ohne Demontage und noch beheizt reinigen“, berichtet der Fertigungsleiter.

Möglich ist dies zum einen, da Strahldruck und Eismenge einstellbar sind, zum anderen durch unterschiedliche Hochleistungs-Strahldüsen: So ist für die Reinigung von flächiger Bereiche eine Breitstrahldüse mit 2,2 cm Strahlbreite im Einsatz. Die Rundstrahldüse gewährleistet die zuverlässige Entfernung punktueller und hartnäckiger Verschmutzungen. Die Reinigung schwierig zu erreichender Bereiche und von Hinterschneidungen erfolgt mit einer 90° Winkeldüse. Dabei ermöglicht ein Winkeldrehgelenk, dass die Düse im Werkzeug um 360° gedreht werden kann und dadurch alle Bereiche erreicht werden. Während der Arbeiten sorgt eine in den ergonomisch gestalteten Applikator integrierte LED-Leuchte für eine optimale Ausleuchtung der zu reinigenden Bereiche.

DIE ERGEBNISSE

Für die Reinigung wird das kompakte und mobile Gerät zur jeweiligen Spritzgießmaschine gefahren, an die Druckluftversorgung angeschlossen und das integrierte Erdungskabel verbunden.

„Die Maschine wird abgestellt, die Reinigungsarbeiten in fünf bis zehn Minuten durchgeführt und die Maschine wieder angefahren. Im Vergleich zu den bis zu vier Stunden früher, erhöht sich die Produktivität signifikant“, schildert Dieter Stais.

Dass sich das i³ MicroClean-S4 System durch die um bis zu 95 Prozent verringerte reinigungsbedingte Maschinenausfallzeit und der dafür erforderliche Personalaufwand innerhalb kürzester Zeit amortisiert, ist natürlich ein Aspekt, über den man sich bei Marquardt freut. Ein anderer ist die optimierte Prozesssicherheit.

„Im Gegensatz zur manuellen Reinigung können wir mit dem Trockeneis Verunreinigungen sicher entfernen. Dies leistet natürlich auch einen Beitrag zur gesamten Optimierung unseres Produktionsprozesses“, bemerkt der Fertigungsleiter abschließend.