Anwenderbericht der A. Raymond GmbH & Co. KG und der Cold Jet GmbH
In der Reinigung von Spritzgießwerkzeugen steckt viel Potenzial, die Auslastung der Maschinen, die Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit zu verbessern. Ein international tätiger Automobilzulieferer erhöhte durch den Einsatz eines innovativen Systems zur Trockeneisreinigung den Maschinennutzungsgrad. Und erzielt dabei auch eine deutlich höhere Prozesssicherheit.
Geht es um Befestigungselemente, zählt die weltweit tätige A. Raymond-Gruppe zu den führenden Entwicklungs- und Produktionspartnern der Automobilindustrie. Neben dem Fahrzeugbau beliefert das 1865 in Grenoble gegründete Unternehmen die Branchen Solarindustrie, Haushaltswaren, Luftfahrt, Elektro- und Elektronikindustrie sowie die Bauindustrie mit intelligenten Schnellbefestigungs- und Verbindungssystemen aus Metall und Kunststoff. Produziert wird an 20 Standorten rund um den Globus, darunter die bereits 1898 gegründete deutsche Tochtergesellschaft A. Raymond GmbH & Co. KG in Lörrach. Hier entstehen unter anderem Spezialbefestigungselemente und Schnellkupplungen für die Bereiche Karosserie, Innenausstattung, Antriebsstrang, Klima- und Flüssigkeitsmanagement sowie Fahrzeugelektrik und Fahrzeugelektronik in Spritzgießverfahren.
Reinigung schränkt Fertigungskapazität ein
Das sind beispielsweise Steckersysteme, Schraubteile und Scheibenwaschdüsen, unter anderem aus Polycarbonat, Polyamid und POM, die als so genannte Dauerläufer dreischichtig (24/7) hergestellt werden. In den Kunststoffen sind Flammschutzmittel und Additive enthalten, die in den Kavitäten der Werkzeuge einen Belag hinterlassen haben, wie Stefan Preller, der in der Abteilung Manufacturing Direct Industrialisation (MDI) für die Industrialisierung von Werkzeugen im Kunststoffbereich zuständig ist, erläutert. Dieser muss im Abstand von zwei beziehungsweise drei Tagen entfernt werden, damit die Qualität der Teile nicht beeinträchtigt wird. Dazu zählt, dass Steckersysteme verschiedene Validierungstests bestehen.
Das Trockeneisstrahlen gewährleistet eine beschädigungsfreie Reinigung und optimale Entlüftung. Dies führt zu einer deutlich höheren Prozesssicherheit
Um die Werkzeuge zu reinigen, wurden sie aus den Maschinen ausgebaut und soweit zerlegt, dass die feinen Kavitäten mit Spezialwerkzeugen, Pinseln und Lösungsmitteln beziehungsweise Formcleanern gereinigt werden konnten. Die Reinigung der Schieber erfolgte in einer Reinigungslösung mit Ultraschallunterstützung. Der Zeitbedarf für die Demontage, Reinigung und Montage der Werkzeuge betrug zum Teil mehrere Stunden. Die regelmäßigen Reinigungsprozesse haben zu einer signifikanten Reduzierung der Maschinenauslastung geführt. Weiterhin hat der Reinigungsgrad der Werkzeuge direkten Einfluss auf die Teilequalität. Außerdem kam es nach Aussage des Anwenders hin und wieder zu Beschädigungen der Werkzeuge.
Trockeneisstrahlen mit Blockeis als Alternative
Ziel war es daher, diesen Prozess zu optimieren. Da Stefan Preller bereits Erfahrungen mit der Trockeneisreinigung hatte, kontaktierte er verschiedene Hersteller. Das klassische Verfahren mit Trockeneispellets erwies sich jedoch als nicht geeignet. Denn die reiskorngroßen Eisstücke erzielten bei den feinen Kavitäten und Konturen keine ausreichende Reinigungswirkung, zudem war die Lärmentwicklung viel zu groß.
Abhilfe bot das innovative Cold Jet i3 Micro Clean-System, das signifikant leiser ist. Bei diesem umweltgerechten Verfahren kommt Kohlenstoffdioxid in Form von Eisblöcken zum Einsatz, von denen mit der patentierten Block-Shaver-Technologie Partikel abgeschabt werden. Diese bilden im Vergleich zu Pellets einen viel feineren Reinigungsstrahl, der in Verbindung mit speziellen Hochleistungsdüsen für eine schonende und gleichzeitig effektive Behandlung sorgt.
Reinigung ohne Demontage – enorme Zeit- und Kosteneinsparung
Das Micro Clean-Gerät ermöglicht die intensive und tiefe Reinigung der Konturen in den Werkzeugen, ohne dass sie dafür ausgebaut werden müssen. Und das auch bei den extrem feinen Erodierstrukturen der Werkzeuge für die Düsenfertigung, wie der Anbieter des Systems betont. Für die Reinigung wird das kompakte und mobile Gerät zur jeweiligen Spritzgießmaschine gefahren, an deren Druckluftversorgung angeschlossen, das integrierte Erdungskabel verbunden und das Werkzeug mit der passenden Strahldüse gereinigt. Dafür sind nur noch maximal 45 Minuten erforderlich.
Die Werkzeugreinigung erfolgt mit einer passenden Strahldüse. Dafür sind statt mehrerer Stunden nur noch maximal 45 Minuten erforderlich, woraus eine signifikante Erhöhung der Maschinenauslastung resultiert
Durch die enorme Zeiteinsparung konnte Raymond nach Auskunft von Stefan Preller die Maschinenauslastung bei den Dauerläufern signifikant erhöhen. Dadurch amortisiert sich die Investition in das Micro Clean-Gerät in weniger als einem Jahr. Außerdem hat sich der Personalbedarf für die Reinigung verringert. Einen Beitrag dazu leistet auch die einfache Handhabung des robusten Reinigungssystems. Stefan Preller konnte die Mitarbeiter selbst im Umgang mit der Micro Clean schulen und es hat ihm zufolge höchstens 20 Minuten gedauert, bis jeder wusste, wie er sicher damit arbeitet. Dies brachte einen weiteren Vorteil: War früher speziell geschultes Personal für die Werkzeugreinigung erforderlich, kann sie jetzt von den Maschinenbedienern durchgeführt werden. Dies zahlt sich insbesondere während der Kontischichten am Wochenende aus.
Höhere Prozess- und Arbeitssicherheit
Auswirkungen hat der Einsatz der i3 Micro Clean auch auf die Prozesssicherheit. So ist eine Beschädigung der Werkzeuge praktisch ausgeschlossen. Die effektive Reinigung gewährleistet außerdem, dass die Entlüftung der Spritzgießwerkzeuge immer optimal ist. Dadurch kommt es bei den Validierungstests der Steckersysteme zu keinen Ausfällen mehr. Stefan Preller betont, dass die Prozesssicherheit bei dieser Produktgruppe durch das Trockeneisschneereinigungssystem um 25 Prozent erhöht wurde. Gleichzeitig wurden Arbeitssicherheit und Umweltschutz verbessert, da unter anderem der Einsatz von Lösungsmittel deutlich reduziert werden konnte.
Mehrere Systeme im Einsatz
Bei A. Raymond in Lörrach sind inzwischen drei i3 Micro Clean-Systeme von Cold Jet im Einsatz. Zwei davon werden für die alle zwei Tage erforderliche Werkzeugreinigung der rund 20 Maschinen für das Spritzgießen von Dauerläuferprodukten eingesetzt. Die dritte steht der Abteilung Technische Kunststoffwartung für die Reinigung anderer Spritzgießwerkzeuge zur Verfügung. Stefan Preller ist sich sicher, dass diese Geräte auch in anderen Werken zum Einsatz kommen. Denn die damit zu erzielenden Einsparungen an Zeit und Kosten sind enorm. Gleichzeitig ermöglichen sie eine signifikante Erhöhung der Prozesssicherheit und unterstützen das Unternehmen damit dabei, den hohen Qualitätsstandard zu halten.ds
Cold Jet Deutschland GmbH
Zum Niesenberg 2, D-54595 Weinsheim
A. Raymond GmbH & Co. KG
Teichstrasse 57, D-79539 Lörrach
Text zum Titelbild: Das Trockeneisstrahlen ermöglicht die Reinigung der Spritzgießwerkzeuge ohne Demontage
