Gummiverarbeitung in der Zukunft
Für die dauerhafte Funktion von Verbundteilen, vor allem unter dynamischer Beanspruchung, ist die Haftung zwischen harter und weicher Komponente entscheidend. Überall dort, wo Gummiteile dauerhaft befestigt werden müssen, haben sich Verbundteile bewährt, zum Beispiel als Dämpfungslager im Fahrwerksbereich von Kraftfahrzeugen, als Anschlagpuffer oder verstärkte Dichtung in Motoren und Maschinen.

In den letzten Jahren wurden dabei die Hartkomponenten aus Metall durch Kunststoffe ersetzt. Sie sind leichter, korrodieren nicht und lassen sich im Spritzguss zu komplexen Formteilen verarbeiten.

Nachteil: Die Haftung zwischen harter und weicher Komponente wurde in der Regel durch das Aufbringen eines Haftvermittlers erreicht, das zusätzliche Arbeitsschritte, Schutzmaßnahmen gegen Emissionen der Lösungsmittel und deren umweltgerechte Entsorgung verlangte.

Einstufen-Prozess mit Mehrkomponententechnik
Billion Kunststofftechnik GmbH und Motzener Kunststoff- und Gummiverarbeitung GmbH zeigten auf der K 2010 eine Neuentwicklung: Die beiden Unternehmen stellten die Produktion eines anspruchsvollen technischen Bauteils in einem echten Einstufenprozess auf einer modifizierten elektrischen Spritzgießmaschine vor.  Nach Angaben der Unternehmen waren dafür bisher zweistufige Prozesse nötig. Man brauchte eine Maschine zur Herstellung der Hartkomponente, die dann zum Umspritzen und Vulkanisieren der Weichkomponente auf eine Gummimaschine transferiert wurde. Bei dem neuen Verfahren kommen darüber hinaus keine Haftvermittler mehr zum Einsatz wie beim konventionellen Vulkanisieren. Stattdessen wird mit 3-Zonen-Schnecken gearbeitet, die speziell oberflächenbeschichtet und abrasionsgeschützt sind.

Präzision und hohe Qualität
Nach Auskunft der Unternehmen mussten sowohl neue Verfahren entwickelt als auch Maschinen optimiert werden. Dem stehen Kosten- und Zeiteinsparung sowie eine hohe Prozesssicherheit gegenüber. Die über die Maschine wählbaren Parameter wie Temperatur, Heizzeit, Vakuum, Luft- und mechanische Auswerfer in Verbindung mit den Einspritzparametern müssen optimal eingestellt werden können. Die haftungsorientiert eingestellten Werkstoffe der Hart- wie der Weichkomponenten spielen ebenfalls eine wesentliche Rolle für die Funktion und Qualität des Formteils. Die Vollintegration in einem Einstufenprozess mit der Präzision einer elektrischen Spritzgießmaschine bietet deutlich mehr Transparenz im Prozess und damit weniger Ausschuss bei höherer Qualität.

Alles in allem schlage diese Entwicklung eine zeitgemäße Brücke der energieeffizienten elektrischen Spritzgießtechnik in die Gummiverarbeitung, sind die entwickelnden Unternehmen überzeugt. Thomas König, Geschäftsführer von Motzener zeigte sich auf der Messe überzeugt, dass dem „anspruchsvollen, aber effizienten 2K-Gummispritzguss als Einstufenprozess die Zukunft gehört“.

Spätestens seit der Ölpreis beängstigende Ausschläge nach oben zeigte, liegen nachwachsende Rohstoffe im Trend. Sie sind (bisher) preisstabiler als Erdöl und haben ökologische Vorteile. Nach Prognosen der Unternehmensberatung Frost & Sullivan in Frankfurt/Main soll der Weltmarkt für Chemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen bis zum Jahr 2015 auf einen Marktwert von über fünf Milliarden Dollar ansteigen und sich damit gegenüber 2008 verdreifachen.
BASF, Bosch, Daimler und die Fischerwerke sind zum Beispiel an der Entwicklung des neuen, zu 100 Prozent biobasierten Polyamid Nylon-5,10 beteiligt. Sie haben daraus einen Pkw-Motorlüfter und einen Wanddübel hergestellt. Basiskomponenten des neuen Materials sind biotechnologisch erzeugtes Diaminopentan und Sebazinsäure aus Rizinusöl. DuPont meldete, dass bei der Herstellung des Biokunststoffs Sorona aus nachwachsenden Rohstoffen bis zu 50 Prozent weniger Treibhausgase freigesetzt werden als bei der Herstellung des Polyamids Nylon 6 aus nicht erneuerbaren Ausgangsstoffen.

Trend bei Kunststoffen
Auch im Kunststoffbereich liegen die nachwachsenden Rohstoffe im Trend. Die Rowa-Gruppe hat es sich zum Beispiel zur Aufgabe gemacht, natürliche Rohstoffe in ihre Compounds einzubauen. Angestrebt ist ein Anteil von etwa zehn bis 40 Prozent. Unter anderem beschäftigt man sich bei Rowa mit Weichmachern aus Pflanzenölen, die in TPE und Weich-PVC eingesetzt werden. Bei dem Unternehmen ist man jedoch der Meinung, dass die Zeit noch nicht reif ist, komplett auf einzelne nachwachsende Rohstoffe zu setzen und diese zu 100 Prozent als Austausch zum Kunststoff zu sehen. Außerdem, so ist im Rowa-Newsletter zu lesen, achte man besonders darauf, dass die eingesetzten natürlichen Rohstoffe nicht zur Reduzierung der Lebensmittelproduktion und zur Vernichtung des Regenwaldes beitrügen. Der Kunststoff-Distributor Ultrapolymers führt Biopolymere von FKuR im Programm, die sich hauptsächlich für den Spritzguss eignen. Die angebotenen Werkstoffe sind auf Basis von Cellulose bzw. Polymilchsäure (PLA) hergestellt, sowie auf Holzfaserbasis (WPC).

Biokunststoffe in der Autoindustrie
Moderne Autos enthalten viele Kunststoffteile. In Nordamerika und Asien ist der Einsatz von Biokunststoffen bereits weit verbreitet. Polyurethan-Systeme mit biobasierten Polyolen sind in Sitzpolstern, Kopfstützen und Armlehnen zu finden. Dabei werden Soja-, Rzininus-, Palm- und Rapsöl verwendet. Bei Toyota und Mazda werden nach Informationen von Michael Thielen, Herausgeber und Chefredakteur des „bioplastics magazine“, bereits PLA im Innenraum, den Sitzpolstern und in naturfaserverstärkten Verkleidungen sowie Fußboden- und Kofferraummatten verwendet, bisher allerdings nur auf dem japanischen Markt. Auf dem Biowerkstoff-Kongress Ende Oktober 2009 in Stuttgart wurden im Rahmen des Innovationpreises „Biowerkstoff des Jahres 2009“ drei Preise für neue Produkte auf Basis von Biowerkstoffen vergeben. Der Sonderpreis Forschung & Entwicklung ging an die belgische Firma Syral für den Werkstoff Meriplast, ein Elastomer aus Weizen-Protein mit neuen Materialeigenschaften und vollständiger biologischer Abbaubarkeit, das noch auf erste industrielle Anwendungen wartet.

Energieeffizienz steigern
Die Herstellung und Verarbeitung von Kunststoffen erfordert einen hohen Energieaufwand. Angesichts knapper werdender Rohstoffe und steigender Nachfrage aus den Schwellenländern steigen die Preise. Auch der Umweltschutz spielt eine wachsende Rolle. Im Spritzguss bieten sich erhebliche Sparpotenziale durch Effizienzsteigerung. Das geschieht zum Beispiel durch Prozessoptimierung und durch neue Entwicklungen bei der Maschinentechnik. Auch bei Rupp sind wir daran interessiert, energie- und rohstoffeffizient zu wirtschaften. Das nützt uns, unseren Kunden und der Umwelt.

Wohin die Entwicklung geht
Alle namhaften Maschinenhersteller haben mittlerweile Spritzguss-Maschinen mit vollelektrischer Antriebstechnik im Programm. Hydraulische Maschinen müssen elektrische Antriebsenergie in hydrodynamische Energie umwandeln. Dabei entstehen Umwandlungsverluste. Das kann man durch vollelektrische Maschinen vermeiden. Sie verbrauchen nach neuesten Erkenntnissen bis zu 50 Prozent weniger Energie als hydraulische Maschinen mit Hydrospeicher für das Einspritzen. Bei schnell laufenden Anwendungen liegen die Einsparpotenziale sogar bei bis zu 70 Prozent. Für hydraulische Maschinen bieten sich Nachrüstungen mit Hybridtechnik an, also eine Kombination von elektrischem und hydraulischem Antrieb. Vollelektrische Maschinen brauchen im Übrigen keine Hydraulikkreislaufkühlung. Das heißt, 50 Prozent des Kühlwasserbedarfs können eingespart werden.

Weitere Entwicklungen befassen sich mit Leichtlauf-Maschinenölen auf pflanzlicher Basis, Massezylindern mit induktiver Beheizung anstelle von Heizbändern, Kennzahlensystemen zu energieoptimierten Maschineneinstellung und Blindleistungskompensation direkt in der Spritzgießmaschine. Ein weiteres Feld bietet die Materialtrocknung, deren Energie mittels technologisch ausgeklügelter Trockner optimiert werden kann. Energie-Analysetools, zum Beispiel von KrausMaffei, ermöglichen energetisch optimale Maschineneinstellungen.

Was wir bei Rupp für die Energieeffizienz bereits tun:
⦁ Das Material für unsere Spritzgussmaschinen wird automatisch zugeführt und dosiert.

⦁ Kunststoffabfälle aus der Produktion werden wieder eingeschmolzen.

⦁ Die Abwärme unserer Maschinen nutzen wir über Wärmetauscher zur Heizung.

⦁ Wir bemühen uns in allen Bereichen um Energieeffizienz. Ein Beispiel dafür ist unsere Energieüberwachung, die uns sofort sagt, wenn wir mit unserem Verbrauch über einen festgesetzten Richtwert hinauskommen. In diesem Fall schaltet sich eine Regelanlage ein, die den Verbrauch, dort wo er nicht gebraucht wird, drosselt.

⦁ Wir informieren uns permanent über neue technische Entwicklungen und Produkte, die uns dabei helfen können, die Umwelt und die Ressourcen zu schonen.

⦁ Wirtschaftlichkeit in der Produktion und Umweltschutz gehen für uns Hand in Hand.

Polyamid (Kurzbezeichnung PA) ist einer der wichtigsten Thermoplaste überhaupt. Durch nachträglich eingearbeitete Verstärkungsmittel oder Weichmacher und Flexibilisatoren sind Steifigkeiten zwischen hoher Flexibilität und Elastizität bis hin zu metallähnlicher Festigkeit möglich. Durch Zusätze und Mischungen mit anderen Polymeren sind unzählige weitere, für spezifische Anwendungen maßgeschneiderte PA-Typen möglich.

Polyamidguss für Prototypen und Vorserien
Durch ihre speziellen Eigenschaften können Polyamide als Fasern verwendet werden (Bekleidung), aber auch als thermoplastische Werkstoffe von großer wirtschaftlicher Bedeutung und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten.
Bei Rupp setzen wir Polyamide auch für Prototypen und Vorserien ein. Mit den Polyamidteilen, die in vielen Branchen zur Serienfertigung eingesetzt werden, können Funktions- und Dauertests aus Serienmaterial durchgeführt werden.

Vielseitig einsetzbar
Polyamide werden im Maschinenbau für Zahnräder, Lager, Gleitelemente und Blasteile verwendet. Sie eigenen sich für Rohre, Leitungssysteme und Profile, für Fasern, Gewebe und Folien. Dübel, Haushaltsgeräte-Teile, elektrotechnische Produkte, Reißverschlüsse, Kabelummantelungen, aromadichte Vakuumverpackungen und Tüten sind aus Polyamiden. PA lässt sich sagen, bohren, fräsen, drehen, schleifen, polieren, verschweißen, lackieren und bedrucken. Sie sind beständig gegen Öle, Fette, Schmierstoffe und schwache Laugen. Mineralsäuren, starke organische Säuren, Oxidationsmittel und Phenole greifen sie an. PA 6 und PA 66 sind kältebeständig bis mindestens minus 30 Grad Celsius und dauerbeständig bis zu 105 bzw. 120 Grad Celsius. Die Kälte- bzw. Wärmebeständigkeit kann durch den Zusatz von Stabilisatoren und Weichmachern noch verbessert werden. Außerdem sind die Thermoplaste schlagzäh, abriebfest, gut zu verarbeiten, wärmeformbeständig, elektrisch isolierend und schwingungsdämpfend.

Wir beraten Sie über die Einsatzmöglichkeiten von Polyamiden. In Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten finden wir das für Ihre Anwendung geeignete Material.

Messbare Qualität ist uns bei Rupp ein Grundbedürfnis. Darauf beruht nicht nur unser Erfolg, sondern auch der unserer Kunden. Die stetige Verbesserung der Qualität unserer Produkte und Prozesse ist uns Antrieb und Motivation. Der Schriftsteller Oscar Wild sagte einmal: „Das Durchschnittliche gibt der Welt ihren Bestand, das Außergewöhnliche ihren Wert.“ Wir haben den Anspruch, unseren Kunden eine außergewöhnliche Leistung in allen Bereichen zu bieten.

Spitzenqualität durch umfassende Betriebsdatenerfassung und -überwachung
Qualitätsmanagement erschöpft sich nicht in fehlerlosen Produkten. Das ist selbstverständlich. Ein sehr gutes Qualitätsmanagement ist ein Instrument der Unternehmensführung. Es prüft Produkte, Prozesse und die Geschäftsplanung gleichermaßen. Es liefert jederzeit Fakten und Zahlen zu jedem Bereich des Unternehmens. Dafür ist das Zusammenspiel aller Systeme notwendig.

Wir arbeiten mit der Software „Wincarat“, einem speziell für die Kunststoffindustrie entwickelten Supply Chain Management-System von Sage Bäurer; mit der Betriebsdatenerfassung von Proses, mit der sich die Produktion optimieren und die Betriebskosten senken lassen; mit dem QS-System von Babtec und dem Qualitätsmanagement-System von Arwis, das einen genauen Blick auf die Unternehmensentwicklung erlaubt. Alle Systeme sind über Schnittstellen miteinander vernetzt.

Deshalb sind wir in der Lage, jeden Prozess und jedes Teil vom Design bis hin zur Fertigung und Verpackung lückenlos zu verfolgen und seinen Werdegang zu dokumentieren. Alle unsere Maschinen sind diesem Netz angeschlossen. Mit einem Blick können wir erkennen, welche Maschinen zufriedenstellend laufen, wo es hakt, wie die Fertigungszeiten eingehalten werden und damit die Produktionsprognose ständig aktualisieren.

Höchste Standards mit ISO/TS 16949
Die Zertifizierung nach den internationalen Standards der Automobilindustrie war für Rupp ein großes Ziel, das wir ohne unser hoch entwickeltes EDV-System nicht erreicht hätten. Wir können stets Auskunft über die Qualitätslage geben, Verbesserungen und Trends nachweisen, den Nutzungsgrad der Maschinen dokumentieren. Vom Empfang der Kundendaten bis zu Produktion, Verpackung und Versand kann der Kunde die Ausführung seines Auftrags dank Datenfernübertragung lückenlos verfolgen.

Papierlose Teileprüfung
Ein wichtiger Bestandteil des Prüfsystems ist übrigens die papierloses Teileprüfung. Die Prüfer erhalten über den Bildschirm ihre Anweisungen. So kann es nicht passieren, dass bei der Prüfung etwas übersehen wird und das Ergebnis wird sofort dokumentiert. Reklamationen werden im System hinterlegt, damit sie künftig bei der Prüfung beachtet werden.

Professioneller Ausbau der EDV Chefsache
Als Andreas Rupp die Firma von seinem Vater übernahm, begann er sofort mit dem Aufbau einer EDV-gesteuerten Organisation. „Das war mir ein zentrales Anliegen, um das Unternehmen fit für die Zukunft zu machen“, so der Firmenchef. „Eine Prozesssteuerung oder Produktionsplanung oder eine moderne Betriebsdatenerfassung gab es nicht. Mit der EDV installierte ich eine moderne Infrastruktur, die Voraussetzung, um anspruchsvolle Kunden zu gewinnen. Qualität ist mir und allen Mitarbeitern eine ständige Verpflichtung.“

Unsere Kunden wissen unsere Anstrengungen zu schätzen. Wie es ein Kunde ausdrückt: „Ihr seid aufgestellt wie ein Großer und habt doch die Flexibilität eines Kleinen.“

Wenn auch Sie auf die Vorteile von Spitzenqualität im Verein mit persönlicher Beratung und kurzen Wegen setzen wollen, sprechen Sie uns an.

Bei Rupp sucht man immer nach einfachen und wirkungsvollen Problemlösungen. Aus diesem Grund wurde bereits vor einigen Jahren Kanban eingeführt, eine Form der Fertigungssteuerung, bei der die „Produktion auf Abruf“ praktiziert wird. Damit sollen im Sinne der Just-in-Time-Philosophie die Materialbestände und Lagerkapazitäten reduziert und die Liquidität erhöht werden.

Einfach und wirkungsvoll: Ampelkarten
„Wir arbeiten schon seit einigen Jahren mit Kanban“, sagt Andreas Rupp. „Begonnen haben wir damit, weil wir bei einem Kunden ständig Probleme mit der Teileversorgung hatten. Das Produkt bestand aus mehreren Einzelteilen und immer wieder kam es vor, dass von einem Teil nicht mehr genügend vorhanden waren.“

Man überlegte sich, wie man sicherstellen konnte, dass immer genügend Teile am Lager waren. „Kanban erschien mir einfach und praktikabel“, sagt Andreas Rupp. „Wir legten für die Teile eine Menge X fest, die wir immer am Lager haben wollten. Um die Sache nicht unnötig zu komplizieren arbeiteten wir zunächst mit so genannten Ampelkarten. Wurden gelbe Karten gesteckt, war das für die Produktion das Signal eine bestimmte Menge an Teilen herzustellen und ans Lager zu liefern. Die Produktion ihrerseits musste entsprechend Material vom Einkauf anfordern. Der Erfolg überzeugte uns von der Maßnahme.“

Kanban und Qualität
Kanban stellt im Wesentlichen zwei Forderungen: Es darf nur gefertigt werden, wenn eine Anforderung per Karte vorliegt. Es dürfen nur einwandfreie Teile geliefert werden. Die Voraussetzungen für die Umsetzung von Kanban waren bei Rupp gut. Neben räumlicher Nähe und kurzen Umrüstzeiten an den einzelnen Produktionsstellen, kann Rupp durch die Überwachung des gesamten Fertigungsprozesses durch die EDV eine sehr hohe Qualität gewährleisten. Als positiv betrachtet Andreas Rupp zudem, dass durch die erforderlichen Maßnahmen eine Optimierung in den Fertigungsabläufen und im Materialfluss erreicht wurde.

Kanban in Kürze
Die Methode wurde in den 70er-Jahren beim japanischen Autohersteller Toyota entwickelt. Toyota wollte damit Lagerbestände minimieren und die Kapitalbindung im Umlaufvermögen verringern. Zentrales Element sind die so genannten Karten, mit denen das Hol-Prinzip umgesetzt wird. Die Produktion wird durch den Bedarf nachgelagerter Fertigungsstufen ausgelöst. Normalerweise wird Material an nachfolgende Arbeitsgänge weitergeleitet. Bei Kanban ist es umgekehrt. Der nachgelagerte Arbeitsgang entnimmt einem vorgelagerten das benötigte Teil. Die Aufforderung, Material zu liefern, erfolgt über Karten im weitesten Sinne, so können zum Beispiel auch Materialbehälter als Kanban bzw. Karte genutzt werden.

Die Methode deckt nicht nur Verschwendung auf, sondern zeigt Schwächen im Materialfluss und im Qualitätsmanagement auf und ermöglicht so Verbesserungen. Bei Toyota wurde Kanban später in den größeren Zusammenhang von Lean Production eingebunden.

Magisches Kreuz:
Damit möchten wir Ihnen zeigen, dass Kunststoff Spaß machen kann
und Sie für unseren Spritzgussteile-Check interessieren.

Dieses Knobelteil wurde von den Rupp-Spezialisten im eigenen Haus hergestellt:
Die Funktion wurde ausgetüftelt, das Werkzeug gebaut, die Teile in unserer Spritzgießerei gefertigt, mittels Tampondruck bedruckt und in eine ebenfalls gefertigte Kunststoff-Box gepackt.

Fordern Sie unser magisches Kreuz und einen unverbindlichen Teilecheck an,
am Besten auch gleich unseren Newsletter.

Übrigens: Nicht verzweifeln, wenn es nicht gleich klappt mit dem zusammenbauen.
Viele Teile sind ein Puzzle, das erst durch den Blick von außen einfach wird.

Hier können Sie den Lösungsweg anfordern.

Was ist Arboform?

Kunststoff zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass er in jede beliebige Form gegossen werden kann. Unter Umweltgesichtspunkten ist jedoch die Entsorgung von Kunststoffprodukten schwierig. Zwar können Kunststoffe wiederverwertet werden, doch nicht unbegrenzt. Bei der Verbrennung entstehen Rauchemissionen. Zwei Tüftler aus Ilsfeld bei Heilbronn haben einen Stoff entwickelt, der zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und wie Kunststoff eingesetzt und verarbeitet werden kann.

„Arboform“ (Arbor = Baum) haben Jürgen Pfitzer und Helmut Nägele den Stoff genannt, den man vereinfacht als „flüssiges Holz“ bezeichnen könnte. Der biopolymere Werkstoff basiert auf Lignin, dem biologischen Grundbaustein von Holz. Neben Zellulose ist Lignin der häufigste organische Stoff der Erde. Jährlich werden durch die Photosynthese etwa 20 Milliarden Tonnen Lignin neu gebildet. Es handelt sich also um eine fast unendlich verfügbare Rohstoffquelle. Arboform wird in Granulatform gebracht und kann dann mit den gängigen Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen verarbeitet werden.

Vom Europäischen Patentamt ausgezeichnet
Mit Arboform hat das Unternehmen, das die beiden Entwickler gegründet haben, den europäischen Erfinderpreis 2010 gewonnen. Ausgezeichnet werden damit Erfinder und Erfindungen, die einen maßgeblichen und nachhaltigen Beitrag zum technischen Fortschritt und damit zur wirtschaftlichen Steigerung Europas geleistet haben. Dabei sind die Kriterien Innovationskraft, bereits erreichter Erfolg am Markt und Zukunftspotenzial entscheidend. Der Preis wurde am 28. April von Alison Brimelow, der Präsidentin des Europäischen Patentamtes (EPA) in Madrid übergeben. Entscheidend für die Jury waren die Vielzahl der industriellen Anwendungen, in der Arboform Kunststoffe auf Erdölbasis ersetzen kann, und die biologische Abbaubarkeit.

Rupp Spritzguss gratuliert den Erfindern.

Tampondruck an sich ist nichts Ungewöhnliches. Er hat sich in den letzten Jahren zum wichtigsten Verfahren zum Bedrucken von Kunststoffkörpern entwickelt. Erfunden wurde der Tampondruck 1968 von Graveurmeister Wilfried Philipp. Wegen seiner großen Anpassungsfähigkeit ist das Verfahren ziemlich universell einsetzbar, zum Beispiel für das Bedrucken von Spielzeug, CDs, Schraubverschlüssen, Feuerzeugen, Blinker- oder Scheibenwischerhebel, kurz für alle Materialien, die nicht ganz glatt und eben sind.

Japanische Genauigkeit
Für einen japanischen Kunden drucken wir bei Rupp auf ein Teil eine Skala von 0 bis 60, die sehr exakt sein muss. Der Kunde war erst zufrieden, als wir auf die Idee kamen, die Exaktheit mittels einer Kamera zu kontrollieren. Der Guss des Teils, der Druck und die Kontrolle über die Kamera bilden eine Einheit. Die Kamera wurde in die gesamte Prozessabfolge integriert. Das bedeutet, dass die Druckqualität und die Exaktheit der Skala bereits im Verlauf des Herstellungsprozesses optimiert und kontrolliert werden.

Eine Lösung, die die Ansprüche unseres Kunden erfüllt und auf die wir stolz sind.