Segmentierte W erkzeugtemperierung
Segmentierte W erkzeugtemperierung
Segmentierte W erkzeugtemperierung
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system integrat<br />
Effektiv und energiebewusst temperieren.<br />
Produktivität deutlich steigern.<br />
<strong>Segmentierte</strong> W<strong>erkzeugtemperierung</strong>
W<strong>erkzeugtemperierung</strong> = Prozessqualität<br />
Die Temperierung und Kühlung hat<br />
einen entscheidenden Einfluss auf die<br />
Qualität von Formteilen und die Wirtschaftlichkeit<br />
Kunststoff verarbeitender<br />
Prozesse.<br />
Wichtige Formteileigenschaften, wie<br />
• die mechanische Festigkeit<br />
• die Oberflächengüte<br />
• die Maßhaltigkeit<br />
• der Verzug<br />
werden durch die Qualität der W<strong>erkzeugtemperierung</strong><br />
bestimmt.<br />
Gleichzeitig ist sie durch den Einfluss<br />
auf die erreichbare Kühlzeit ein maßgeblicher<br />
Faktor für die Zykluszeit, und<br />
somit für die Wirtschaftlichkeit des<br />
Spritzgießprozesses.<br />
Für die Bestimmung der erreichbaren<br />
Kühlzeit ist jeweils die höchste am<br />
Formteil vorliegende qualitäts- und prozessrelevante<br />
Temperatur anzusetzen.<br />
In der Praxis ist es leider so, dass<br />
selten ein über das gesamte Formteil<br />
gleichmäßig verteiltes Temperaturprofil<br />
vorliegt. Die Ursache dafür liegt in der<br />
Regel in der immer noch stark verbreiteten<br />
herkömmlichen Vorgehensweise<br />
bei der Auslegung und konstruktiven<br />
Gestaltung eines Spritzgießwerkzeuges,<br />
bei welcher thermodynamische Gesichtspunkte<br />
eine untergeordnete Rolle<br />
spielen. Das Resultat ist in den meisten<br />
Fällen eine ungleichmäßige Temperaturverteilung<br />
über das Werkzeug mit<br />
Ausgangssituation: Hot-Spot 142°C<br />
Lange Zykluszeit<br />
Verzugsprobleme<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Kühlzeit 70%<br />
den Folgen unzureichender Teilequalität<br />
und unnötig langen Kühlzeiten.<br />
Nur thermisch optimierte Spritzgießwerkzeuge<br />
stellen die wirtschaftliche<br />
und produktionsstabile Herstellung von<br />
hochwertigen Spritzgießartikeln sicher.<br />
Die dabei entscheidenden Zielgrößen<br />
der thermischen Werkzeugauslegung<br />
sind die genaue Einhaltung der angestrebten<br />
Werkzeugtemperatur, die<br />
gleichmäßige Verteilung der Werkzeug-<br />
Maschinenzeiten 15%<br />
Traverse – Anwendung: Haushalt – Rohstoff: PP TV20<br />
Einspritzphase 5%<br />
Nachdruckphase 10%<br />
temperatur und die kürzest mögliche<br />
Zykluszeit bei Erfüllung aller mechanischen,<br />
dimensionalen und optischen<br />
Anforderungen an das Formteil.<br />
Komplexe Formteilgeometrien erfordern<br />
dabei immer stärker unterschiedliche<br />
Temperaturen in verschiedenen Bereichen<br />
des Verbrauchers. Daher gewinnt<br />
die segmentierte W<strong>erkzeugtemperierung</strong><br />
zunehmend an Bedeutung.<br />
Optimierung: Kerntemperatur 103°C<br />
Kurze Zykluszeit<br />
Deutliche Qualitätssteigerung
„Um die Ecke bohren” = Kosten senken<br />
Um im internationalen Wettbewerb eine<br />
technologisch führende Position dauerhaft<br />
zu sichern, bedarf es hochentwickelter<br />
Verfahren zur Herstellung von Kunststoffartikeln.<br />
Eine entsprechende Rolle<br />
dabei spielt das wichtigste Glied in der<br />
Prozesskette – das Spritzgießwerkzeug.<br />
Normale, bohr technisch eingebrachte<br />
Temperierungen sind heute kaum noch<br />
in der Lage, diesen Anforderungen an<br />
allen Werkzeugbereichen gerecht zu<br />
werden. Das von der gwk angewandte<br />
Verfahren, kavitätsnahe Temperierkanäle<br />
in Werkzeugeinsätze einzubringen,<br />
versetzt Sie wieder in die Lage,<br />
den Anforderungen des Marktes an<br />
Zykluszeit und Qualität zu begegnen.<br />
Neben den modernen Produktionsein-<br />
Die Fertigung der Formeinsätze<br />
mit kavitätsnah integrierten<br />
Temperierkanälen in der<br />
integrat 4D-Technologie,<br />
erfolgt in einer eigenen<br />
Fertigungshalle am Stammsitz<br />
der gwk in Kierspe<br />
richtungen besitzen wir qualifizierte<br />
und spezialisierte Mitarbeiter in der<br />
Fertigung und erfahrene, hochqualifizierte<br />
Projektingenieure und Konstrukteure<br />
aus der Spritzgießwerkzeug- und<br />
Kunststofftechnik. Dieses Team entwickelt<br />
und fertigt die Werkzeugeinsätze<br />
mit kavitätsnaher Temperierung – immer<br />
in engster Abstimmung mit Ihnen.<br />
Der möglichst ideale Wärmeaustausch<br />
im Spritzgießwerkzeug ist das erste<br />
Kriterium, welches erfüllt werden muss.<br />
Ein über die gesamte Formteil oberfläche<br />
gleichmäßiges Temperaturprofil<br />
wird angestrebt, um das optimale Temperierergebnis<br />
zu erreichen. Die Temperierkanäle<br />
müssen dieser Anforderung<br />
entsprechend im Werkzeug angeordnet<br />
werden. In der Praxis erweist es sich<br />
aber häufig als schwierig, mit der konventionellen<br />
Bohrtechnik die Temperierkanäle<br />
so anzuordnen, wie es aus<br />
thermischen Gründen notwendig wäre.<br />
Eine sichere und bewährte Methode<br />
zur Produktivitätssteigerung ist die<br />
kavitätsnahe Anordnung der Temperierkanäle<br />
mit dem gwk integrat 4D- System,<br />
einer innovativen, von der traditionellen<br />
Bohrtechnik abweichenden Technologie.<br />
Die spezielle Fertigungsmethode lässt<br />
es zu, quasi „um die Ecke“ zu bohren,<br />
und durch Umfahren von Durchbrüchen,<br />
Auswerferstiften und anderen<br />
Einbauten eine durchschnittlich dreimal<br />
so große Wärmeaustauschfläche<br />
im Verhältnis zur konventionellen Bohrtechnik<br />
in das Werkzeug einzubringen.<br />
Eine steigende Anzahl namhafter Formenbauer<br />
setzt diese produktivitätssteigernde<br />
Technologie inzwischen serienmäßig<br />
für die Herstellung von<br />
Werkzeugen für Verpackungsartikel und<br />
technische Formteile ein. Weltweit sind<br />
bereits mehrere tausend Spritzgießwerkzeuge<br />
mit kavitätsnah integrierter<br />
Temperierung im Einsatz.<br />
www.gwk.com
integrat 4D-Technologie<br />
Nach der erfolgten Zeichnungsabstimmung<br />
werden die Einsätze als Rohlinge<br />
mit der integrierten, kavitätsnahen<br />
Temperierung angefertigt.<br />
Der Werkzeugeinsatz wird dabei aus<br />
mehreren einzelnen Ebenen aufgebaut.<br />
In diese Ebenen werden die einzelnen<br />
Temperierkanäle eingebracht, wobei<br />
Durchbrüche, Schieberführungen, Auswerfer<br />
und andere Einsatzdurchbrüche<br />
umfahren werden. Nach den mechanischen<br />
Arbeiten werden die einzelnen<br />
Fügeebenen in einem Hochtemperatur-<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Vakuumverfahren unlösbar verbunden.<br />
Die Festigkeit der Fügeebenen untereinander<br />
ist mit der Festigkeit des<br />
Grundwerkstoffes gleichzusetzen.<br />
Der Werkzeugbauer erhält einen Rohling<br />
mit folgenden Eigenschaften:<br />
• Umlaufendes, mit Ihnen vorher abgestimmtes<br />
Aufmaß. Die Anbringung<br />
der Fertigkontur und eventueller Passsitze<br />
erstellt Ihr Formenbau mit den<br />
in der Branche gängigen Bearbeitungsverfahren.<br />
Optimierung für ein Automobil-Leuchtengehäuse aus PEI<br />
Ergebnis: Einsparung von ca. 2.100 Produktionsstunden p.a.<br />
• Die Temperierung und alle Gewinde,<br />
Durchbrüche und Bohrungen sind bereits<br />
eingebracht.<br />
• Die Auslieferung erfolgt gehärtet und<br />
angelassen, nach intensiver QS-<br />
Prü fung. Diese beinhaltet die Härteprüfung,<br />
den Dichtigkeitstest, die Durch -<br />
flussmengenbestimmung und die<br />
Ultra schallprüfung der Fügeebenen.<br />
• Auf Wunsch erhalten die Oberflächen<br />
der Temperierkanäle eine Spezialbeschichtung,<br />
die Oberflächenkorrosion<br />
verhindert.<br />
Die Ergebnisse:<br />
• Wir reduzieren die Kühlzeiten durchschnittlich<br />
um 30% im Vergleich zu<br />
konventionellen Temperierungen.<br />
• Wir steigern die Formteilqualität durch<br />
ein homogenes Temperaturprofil.<br />
• Wir reduzieren die Ausschussquote.<br />
Ihre Vorteile:<br />
• Deutliche Einsparung wertvoller Produktionszeit.<br />
• Drastische Senkung der Stückkosten.<br />
• Steigerung Ihrer Wettbewerbsfähigkeit.<br />
Ein Beispiel aus der Praxis:<br />
Ein Spritzgießer von Großteilen erhält<br />
die Anfrage, an Stelle von 400.000 Teilen<br />
pro Jahr zukünftig 520.000 Teile zu<br />
liefern. Die bestehende Maschine ist jedoch<br />
bereits voll ausgelastet, und andere<br />
vorhandene Maschinen sind auf<br />
Grund ihrer technischen Spezifikation<br />
nicht geeignet. Die Investition in eine<br />
weitere 27.000-kN-Spritzgießmaschine<br />
mit Peripherie für ca. 1,2 Mio. EUR und<br />
ein Zweitwerkzeug im Wert von ca.<br />
550.000 EUR lohnt sich bei 30% Auslastung<br />
nicht. Die in Auftrag gegebene<br />
thermische Werkzeuganalyse ergibt ein<br />
Einsparpotenzial von mindestens 35%<br />
durch Optimierung der Temperierung<br />
im Spritzgießwerkzeug. Die vergleichsweise<br />
geringen Kosten für die Realisierung<br />
ermöglichen die Produktion der<br />
zusätzlichen Teile auf der vorhandenen<br />
Maschine zu äußerst lukrativen Bedingungen.
Die Praxis<br />
Produktivitätssteigerung durch konturfolgende W<strong>erkzeugtemperierung</strong> – Praxisbeispiele:<br />
Typische Aufgabenstellung bei Optimierungsprojekten:<br />
• Minderung des Verzugs • Senkung der Kühlzeit • Verbesserung der Oberflächenqualität • Ausschussreduzierung<br />
Beispiel 1:<br />
Rasierergehäuse aus POM<br />
Ursprüngliche Situation: Kühlzeit 30 Sekunden, konventionelle Temperierung<br />
Ergebnis: Kühlzeit 16 Sekunden durch kavitätsnahe integrat 4D-Temperierung<br />
Rasierergehäuse Konventionelle Temperierung Kavitätsnahe Temperierung<br />
Beispiel 2: Getriebegehäuse aus PA6 GF30<br />
Wärmeaustauschfläche in der<br />
Düsenseite:<br />
Bei konventioneller<br />
Temperierung: 6.847 mm 2<br />
Bei integrat 4D-<br />
Temperierung: 19.016 mm 2<br />
Beispiel 3:<br />
Kohlenbürstenführung aus PA6.6 GF35,<br />
hergestellt im MuCell-Verfahren mit integrat 4D<br />
Ergebnis: Zykluszeitersparnis: ca. 26%<br />
Exakt reproduzierbare, verzugsfreie Teilequalität<br />
Wärmeaustauschfläche in der<br />
Auswerferseite:<br />
Bei konventioneller<br />
Temperierung: 6.253 mm 2<br />
Bei integrat 4D-<br />
Temperierung: 18.972 mm 2<br />
Formeinsatz DS<br />
Schieber links:<br />
Separat steuerbarerTemperierkreislauf<br />
Produktivität<br />
Kosten/Nutzenberechnung<br />
Stückzahl/Jahr<br />
Fachzahl<br />
Kühlzeit gwk<br />
Zykluszeit gwk<br />
Kühlzeit konventionell<br />
Zykluszeit konventionell<br />
Maschinenstundensatz<br />
Gesamtkosten kavitätsnaher Einsatz<br />
Eingesparte Maschinenkosten<br />
Kosten Amortisation<br />
Einsparung im 1. Jahr<br />
150000<br />
2<br />
16 sec<br />
26 sec<br />
28 sec<br />
38 sec<br />
38 Euro/h<br />
5400 Euro<br />
9500 Euro<br />
1620 Euro<br />
7880 Euro<br />
Schuss/Jahr<br />
Anzahl Maschinenstunden gwk<br />
Anzahl Maschinenstunden<br />
konventionell<br />
Eingesparte Maschinenstunden<br />
Zykluszeiteinsparung<br />
Amortisationszeit<br />
Einsparung im jedem Folgejahr<br />
75000<br />
542 h<br />
792 h<br />
250 h<br />
32 %<br />
2,05 Monate<br />
9500 Euro<br />
Kosten-Nutzen-Analyse:<br />
Mehrkosten: 1.620 €<br />
Einsparung: 9.500 € p.a.<br />
Amortisationszeit: 2 Monate<br />
Temperierbare Vorkammerbuchse:<br />
Separater Temperierkreislauf für die Heißkanaldüsen zur<br />
Steuerung des Anschnittbereiches (Friktionswärme).<br />
Formeinsatz AS/DS:<br />
Zwei separate Temperierkreisläufe je Formeinsatz = Kavitätsnahe<br />
Steuerung der Werkzeugwandtemperatur. Einbringung<br />
der größtmöglichen Wärmeaustauschfläche.<br />
Schieber rechts:<br />
Separat steuerbarerTemperierkreislauf<br />
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integrat direct – Die Mehrkreistemperierung für mehr Sicherheit<br />
integrat direct ist eine innovative gwk-Technik zur Kühlung, Mehrfachtemperierung und Temperaturüberwachung in der Kunststoffverarbeitung.<br />
Temperierprozesse sicher, reproduzierbar, schnell und einfach gestalten, genau dies war die Zielsetzung der<br />
Entwicklung des integrat direct. Es vereint die Vorteile der bislang üblichen Wasserverteiler, der Impulskühlsysteme und der kontinuierlich<br />
arbeitenden Temperiergeräte und eliminiert die Nachteile der jeweiligen Systeme.<br />
integrat direct ist der prozessfähige Ersatz für die bislang an jeder Spritzgießmaschine montierte Wasserbatterie. Das von einer<br />
zentralen Versorgung (Kühlanlage, Kältemaschine oder Temperiergerät) gelieferte Wasser wird individuell auf die einzelnen Werkzeugkreise<br />
verteilt. In Abhängigkeit von den an der Regeleinheit vorgegebenen Temperaturdifferenzen oder Wassermengen regelt<br />
das integrat direct automatisch die Wassermengen für jeden einzelnen Werkzeugkreis.<br />
Werkzeug<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Regeleinheiten<br />
Regeleinheiten<br />
Regler<br />
Konfi gurationsbeispiel<br />
Zentrale<br />
Wasserversorgung
Energiebewusst temperieren<br />
Im Idealfall wird integrat direct an Stelle der üblichen Schottbleche werkzeugnah an den Aufspannplatten der Spritzgieß maschine<br />
montiert. Dies reduziert den für herkömmliche Systeme hohen Installationsaufwand und verringert die Druckverluste im<br />
Temperierkreislauf. Am zentralen Wasseranschluss wird die Vorlauftemperatur gemessen. Jeder Regelkreis ist mit einem Durchfl<br />
ussmesser, einem Rücklauftemperaturfühler und einem stetigen Regelventil ausgestattet, welches entsprechend der Prozessvorgaben<br />
die Wassermenge automatisch nachregelt.<br />
KV<br />
Å<br />
KR<br />
Å<br />
TIC<br />
UV = Umlaufmedium Vorlauf<br />
UR = Umlaufmedium Rücklauf<br />
KV = Kühlwasser Vorlauf<br />
KR = Kühlwasser Rücklauf<br />
HV = Heizmedium Vorlauf<br />
HR = Heizmedium Rücklauf<br />
UV UR<br />
Der modulare Aufbau der Ventilblöcke erlaubt unterschiedliche<br />
Konfi gurationen, so dass es möglich ist, je nach Anzahl der<br />
angeschlossenen Temperiergeräte Temperaturspreizungen<br />
auf unterschiedlichen Temperaturniveaus zu realisieren.<br />
Å<br />
s<br />
r<br />
Werkzeugkreis<br />
FQI<br />
TIC<br />
R<br />
Å<br />
Der Regelbereich liegt zwischen 0,5 und 15 l/min. Dies sorgt für<br />
ausreichend hohe Turbulenz und gute Wärmeüber tragungswerte<br />
bei großen abzuführenden Wärmemengen, erlaubt aber auch die<br />
Regelung bei kleinen Wärmemengen. Gerade in diesem Punkt<br />
haben die bisher am Markt verfügbaren Systeme ihren Schwachpunkt.<br />
Die Nennkühlleistung pro Kreis beträgt 14 kW, ein Wert,<br />
der in Verbindung mit der effektiven direkten Kühlung für hohe<br />
Kühlqualität sorgt. Das System ist für Wassertemperaturen bis zu<br />
95°C ausgelegt.<br />
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integrat direct – Vielfältig in den Prozess integrierbar<br />
Der modulare Aufbau von integrat direct erlaubt eine hohe Flexibilität bei der Integration in neue und bestehende Verarbeitungssysteme.<br />
Die Montage bzw. Positionierung der Regelkreise kann wahlweise auf einem Ständer im Umfeld der Maschine oder an<br />
geeigneter Stelle integriert in die Maschine erfolgen.<br />
Werkzeugnahe Integration in<br />
eine Spritzgieß maschine:<br />
Ideal bei Neubeschaffung<br />
von Systemen<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Mobile Ausführung:<br />
Ideal bei Nachrüstung<br />
von Systemen
Mit einem Touch alles im Griff<br />
Auf einem Touchscreen werden alle wichtigen Betriebsparameter aufgerufen<br />
und eingestellt. Die Bedienung erfolgt intuitiv über Oberfl ächen,<br />
die auf den jeweiligen Benutzer zugeschnitten sind.<br />
Die Anzeige von Soll- und Istwerten erfolgt übersichtlich für alle Kreise<br />
auf einem zentralen Farbdisplay, welches auch bedienernah separat von<br />
den Regelkreisen an der Spritzgießmaschine installiert werden kann.<br />
Zur Prozessüberwachung stehen übersichtlich aufgebaute Tabellen und<br />
Grafi ken für die wichtigsten Prozessparameter zur Verfügung. Der aktuelle<br />
Status ist auf einen Blick erkennbar. Alle Einstelldaten können pro<br />
Werkzeug zentral im integrierten Werkzeug management abgespeichert<br />
und beim Werkzeugwechsel wieder abgerufen werden.<br />
Eine Werkzeugcheckfunktion ermöglicht die Überprüfung der Durchfl<br />
ussmenge in den einzelnen Temperierkanälen vor Produktionsbeginn<br />
und liefert so Hinweise auf Fehler bei der Installation oder Defekte an<br />
Verschlauchungen und Armaturen. Eine kontexbezogene Hilfefunktion<br />
erleichtert das Erkennen und die Beseitigung von Störungen.<br />
Schnittstellen ermöglichen die kontinuierliche Kommunikation des<br />
integrat direct mit Maschinensteuerungen und zentralen Leitrech nern.<br />
Die Bedieneinheit wird im Regelfall direkt neben der Spritzgießmaschinensteuerung<br />
platziert. Die vollständige Integration in die Bedienung<br />
der Spritzgießmaschine ist ebenfalls möglich.<br />
Mobile zentrale<br />
Bedieneinheit<br />
(gwk)<br />
Integration<br />
der Bedienung<br />
in eine Spritzgießmaschinensteuerung<br />
(Engel)<br />
www.gwk.com
integrat direct – Technische Features auf einen Blick<br />
Wichtige Eckdaten / Wesentliche technische Funktionen:<br />
• Kontinuierliche Mehrkreistemperierung mit modularem<br />
Aufbau für die segmentierte W<strong>erkzeugtemperierung</strong><br />
• Individuelle Temperierung von bis zu 128 Temperierkreisen<br />
• Hocheffi ziente direkte Kühlung<br />
• Keine Pumpe / keine Heizung / kein Wärmetauscher<br />
= Minimierung der Verschleißteile<br />
= optimierte Verfügbarkeit<br />
• Temperaturüberwachung / -regelung wahlweise über<br />
Vorlauf-, Rücklauf-, externen Temperaturfühler im Werkzeug<br />
• Durchfl ussüberwachung / -regelung<br />
• Kontinuität des Temperierprozesses durch stetiges<br />
Regelventil<br />
• Werkzeugüberprüfung durch Druck- und Durchfl ussmessung<br />
• Pneumatische Werkzeugentleerung der Kreise – wahlweise<br />
durch Kaskadenschaltung oder parallel (Option)<br />
• Schlauchbruchsicherung durch Differenzmengenmessung<br />
(Option)<br />
• Wartungsintervallanzeige<br />
• Grafi sche Darstellung der Prozessdaten<br />
• Intelligentes Prozessdatenmanagement<br />
• Netzwerkfähige Steuerung<br />
• Schnittstellenfähige Mikroprozessorregelung<br />
Technische Daten und Standardausstattung<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Vorteile:<br />
• Hohe Prozesssicherheit durch Überwachung und Regelung<br />
der Durchfl ussmenge in jedem einzelnen Kreis. Wichtige<br />
Parameter werden festgeschrieben, kontrolliert und<br />
dokumentiert<br />
• Optimale Formteilqualität während des gesamten Produktionsprozesses<br />
– 100% Qualität<br />
• Einfache, intuitive Bedienung über Touchscreen<br />
• Kompakte, platzsparende Bauform durch Multifunktions-<br />
Ventilblock<br />
• Geringer Verrohrungs- und Verschlauchungsaufwand<br />
• Drei in Einem – vereint die Vorteile der bislang üblichen<br />
Wasserverteiler, Impulskühlsysteme und kontinuierlich arbeitenden<br />
Temperiergeräte und eliminiert die Nachteile der<br />
jeweiligen Systeme<br />
Medium Wasser<br />
Maximale Temperatur (°C) 95<br />
Maximale Heizleistung pro Kreis* (kW) 6<br />
Maximale Kühlleistung pro Kreis** (kW) 14<br />
Durchfl ussmenge (l/min) 0,5 bis 15<br />
Maximaler Kühlwasserdruck (bar) 6<br />
Durchfl ussmengenüberwachung •<br />
Durchfl ussmengenregelung •<br />
Rücklauftemperaturüberwachung •<br />
Sollwertvorgabe der Wassertemperatur der externen Versorgung •<br />
Rücklauftemperaturregelung •<br />
Gemeinsame Vorlauftemperatur für alle Kreise •<br />
Ein-/Ausschaltung einzelner Kreise möglich •<br />
Grenzwertüberwachung für Temperaturen und Durchfl ussmengen •<br />
Prozessüberwachung mit grafi scher Darstellung der Temperaturverläufe •<br />
Speicherung und Abruf von Werkzeugdatensätzen •<br />
Werkzeugcheck: Überprüfung der Durchfl ussmengen vor Produktionsstart •<br />
Umlaufwasservorlauf/-rücklauf je Kreis G ½"<br />
Kühlwasservorlauf/-rücklauf, zentral G 1"<br />
Heizmediumvorlauf/-rücklauf, zentral<br />
** mit zusätzlichem, externen Heizaggregat<br />
G 1"<br />
** bei 10°C Kühlwassertemperatur und 60°C Vorlauftemperatur Technische Änderungen vorbehalten!
integrat direct – Die Vorteile auf einen Blick<br />
einfach<br />
Das zentrale Funktionselement des integrat direct ist ein farbiger<br />
Touchscreen, über den alle wichtigen Funktionen bedient<br />
werden. Die Darstellung aller Parameter erfolgt in übersichtlichen<br />
Tabellen und Grafi ken.<br />
reproduzierbar<br />
Mit dem integrat direct wird die Durchfl ussmenge in jedem<br />
Temperierkreis individuell und kontinuierlich geregelt. Die Protokollierung,<br />
Überwachung und Speicherung der Daten stellt die<br />
dauerhafte Prozessqualität, selbst nach einem Werkzeugwechsel<br />
sicher.<br />
sicher<br />
Wichtige Formteileigenschaften wie die mechanische Festigkeit,<br />
Oberfl ächengüte, Maßhaltigkeit und der Verzug werden<br />
durch die Qualität der W<strong>erkzeugtemperierung</strong> bestimmt. Durch<br />
die permanente Überwachung der Durchfl ussmenge macht<br />
das integrat direct diesen Prozess nun endlich sicher.<br />
Teile/h<br />
Produktivität<br />
energiesparend<br />
konventionell mit integrat<br />
Das Funktionsprinzip des integrat direct ermöglicht eine exakte,<br />
individuelle Abstimmung der Wassermenge auf den Wärmeeintrag<br />
pro Werkzeugsegment. Dies führt selbst bei deutlich<br />
gesteigerter Produktivität zu einer erheblichen Reduzierung der<br />
benötigten Wassermenge und senkt dabei die Energie kosten<br />
für die Kühlung bis zu 70 %.<br />
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Das Mehrkreis-Temperiersystem integrat 40<br />
Um die Vorteile der segmentierten W<strong>erkzeugtemperierung</strong><br />
voll auszunutzen,<br />
empfehlen wir Ihnen den Einsatz des<br />
Mehrkreis-Temperiersystems integrat 40.<br />
Das Grundprinzip dieser Technologie<br />
liegt darin, den pro Flächenelement unterschiedlichen<br />
Wärmeeintrag vom<br />
Formteil in das Spritzgießwerkzeug in<br />
der Weise zu berücksichtigen, dass<br />
über die individuelle Mengen- und Temperatursteuerung<br />
eine über das gesamte<br />
Formteil einheitliche Oberflächentemperatur<br />
erzielt wird. In Verbindung<br />
mit der direkten Kühlung wird eine<br />
optimale Formteilqualität bei kürzest<br />
möglicher Zykluszeit erreicht.<br />
Die Formteilqualität ist ein wesentlicher<br />
Faktor für die Produktivität. Jeder Prozentpunkt<br />
bei der Reduktion des Ausschusses<br />
wirkt sich direkt auf eine Erhöhung<br />
der Produktivität aus. Dabei<br />
werden nicht nur Material- und Handlingkosten<br />
für die Ausschussteile eingespart,<br />
sondern vor allen Dingen<br />
wertvolle Maschinenstunden, die zur<br />
Produktion weiterer Teile verwendet<br />
werden können. gwk Mehrkreis-Temperiersystem integrat 40 (Version 1) als integrierter<br />
Bestandteil einer Spritzgießzelle<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
Das moderne Design von<br />
hochwertigen komplexen<br />
Spritzgießteilen im Sichtbereich<br />
stellt hohe Anforderungen<br />
an das Temperiersystem.Stoßfängerverkleidungen,<br />
Frontgrills,<br />
Rückspiegel, Markenembleme<br />
und die Abdeckscheiben<br />
der Scheinwerfer<br />
sind Beispiele dafür, wie<br />
durch segmentierte<br />
Mehrkreis temperierung<br />
höchste Formteilqualität in<br />
kürzest mög licher Zykluszeit<br />
erreicht wird.
Das neue integrat 40 – Temperierung auf kleinstem Raum<br />
Das gwk integrat 40 ist ein modular aufgebautes, in den Gesamtprozess integrierbares<br />
Mehrkreis-Temperiersystem für die segmentierte W<strong>erkzeugtemperierung</strong>.<br />
Zur serienmäßigen Ausstattung gehören:<br />
• Zentrale Bedieneinheit mit Touch-Screen und farbigem<br />
Display zur Eingabe und Überwachung der Prozessparameter<br />
• Übersichtlich aufgebaute Bedienerführung und Prozessüberwachung<br />
über Tabellen und Grafiken<br />
• Abspeicherung der Prozessdatensätze im integrierten<br />
Werkzeugmanagement<br />
• Anzeige von Betriebs- und Störmeldungen in Textform<br />
• Limitkomparator (Toleranzbandüberwachung des Ist wertes<br />
mit Alarmmeldung)<br />
• Sicherheitstemperaturabsenkung beim Ausschalten<br />
• Automatische Entlüftung<br />
• Automatische Wassernachspeisung direkt über den<br />
Kühlwasservorlauf<br />
• Nur ein zentraler Elektroanschluss<br />
• Nur ein zentraler Kühlwasserzulauf, mit Schmutzfänger<br />
• Schmutzfänger in jedem Umlaufmediumrücklauf<br />
• Durchflussmessung für jeden Kreis mit digitaler Anzeige<br />
• Serviceintervallanzeige<br />
• Magnetgekuppelte Edelstahlpumpen<br />
• Hocheffiziente direkte, mengengeregelte Kühlung<br />
• Zentrale Druckentlastung im Kühlwasserblock<br />
Diese Optionen bieten wir Ihnen zusätzlich an:<br />
• Schlauchbruchsicherung zentral im Kühlwasserkreis<br />
• Anschluss externes Pt100-Widerstandsthermometer<br />
• Werkzeugentleerung über Druckluftanschluss<br />
• Schnittstellen für Kabelverbindungen:<br />
Serielle/CAN-Bus/Profibus/Euromap 66<br />
• Kabellose Kommunikationsschnittstelle: Bluetooth<br />
(in Verbindung mit serieller Schnittstelle)<br />
• Zusätzliche Bedieneinheit mit Touch-Screen für die dezentrale<br />
Dateneingabe und Prozessüberwachung.<br />
Ein auf den ersten Blick sichtbarer<br />
Vorteil des Mehrkreis-Temperier systems<br />
integrat 40: 6 Temperiergeräte auf einer<br />
Grundfläche von ca. 60 x 60 cm!<br />
www.gwk.com
integrat plus – das flexible Temperiersystem für alle Fälle<br />
Mehrkreisgeräte ermöglichen die gezielte<br />
partielle Beeinflussung von Formteileigenschaften<br />
bei gleichzeitig qualitätsorientierter<br />
Optimierung der Zykluszeit.<br />
Dies geschieht durch thermische<br />
Kompensation von unterschiedlichen<br />
Fließweglängen, örtlichen Heißkanaleinflüssen<br />
im Werkzeug, Wanddickenunterschieden<br />
und unterschiedlichen<br />
partiellen Anforderungen an das Formteil<br />
bezüglich Festigkeit, Oberflächengüte,<br />
Maßhaltigkeit und Entformbarkeit.<br />
Zusätzlich können das Temperaturgefälle<br />
zwischen benachbarten Temperierkanälen<br />
und eine eventuell vor-<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
handene ungünstige Ausführung des<br />
Temperierkanallayouts in gewissem<br />
Maße ausgeglichen werden.<br />
Die thermische Analyse von Formteil<br />
und Werkzeug liefert die Basisdaten für<br />
die optimale Auslegung des Temperiersystems.<br />
Da bei jedem Verbraucher die<br />
Anordnung der Temperierkanäle unterschiedlich<br />
ist und konstruktiv bedingten<br />
Kompromissen unterliegt, muss das<br />
Temperiersystem höchste Flexibilität<br />
aufweisen.<br />
Mit dem gwk Temperiersystem integrat<br />
plus steht ein modular aufgebautes,<br />
adaptives Temperiersystem für beliebig<br />
viele individuell zu temperierende Kreise<br />
zur Verfügung. Die verschiedenen<br />
Systembausteine ermöglichen eine optimale<br />
Anpassung an den Verarbeitungsprozess,<br />
sowohl aus technischen wie<br />
auch aus ökonomischen Gesichtspunkten.<br />
Die Auswahl der Komponenten erfolgt<br />
immer nach dem Grundsatz, mit<br />
den niedrigst sinnvollen Investi tionskosten<br />
alle geforderten Formteil eigenschaften<br />
in kürzest möglicher Zyklus zeit<br />
bei maximaler Prozess sicherheit zu erreichen.<br />
Das Temperiersystem integrat plus besteht aus 4 Modulen:<br />
• Elektrobus mit einem gemeinsamen Anschlusskasten und Hauptschalter, zur individuellen Versorgung der einzelnen<br />
Kreise. Elektroschnellkupplung zum Anschließen der einzelnen Steuerungsmodule.<br />
• Hydraulikbus mit je einem gemeinsamen Anschluss für Kühlwasservorlauf und Kühlwasserrücklauf zur individuellen Versorgung<br />
der einzelnen Kreise. Je ein separater Umlaufmediumvorlauf und -rücklauf pro Temperierkreis mit eingebautem<br />
Rücklauffilter, einzeln absperrbar. Schnellankopplung an die Kühlwasserversorgung.<br />
• Steuerungsmodul pro Kreis mit geschlossenem Gehäuse nach IP 54, mit eingebautem gwk Kompaktregler und Lastelektrik<br />
zur Versorgung eines Hydraulikmoduls. Schnellankopplung an den Elektrobus, Verbindung zum Hydraulikmodul<br />
über steckbare Kabelverbindung.<br />
• Hydraulikmodul pro Kreis im verkleideten Gehäuse mit eingebauten Funktionsbaugruppen für Pumpe, Heizung, Kühlung,<br />
Durchflussmengenmessung und Steuerungs- und Sicherheitsfunktionen. Schnell ankopplung an den Hydraulikbus.
Hohe Freiheitsgrade bei allen Temperieraufgaben<br />
Die Serienausstattung lässt kaum noch<br />
Wünsche offen:<br />
• gwk Kompaktregler – leicht bedienbare,<br />
schnittstellenfähige Mikroprozessorsteuerung<br />
mit hoher Regelgenauigkeit<br />
Die Vorteile liegen auf der Hand:<br />
• Übersichtliches zentrales Bedienfeld<br />
mit Folientastatur zur Dateneingabe<br />
und Funktions- und Störanzeigen<br />
• Digitale alpha-nummerische Klartextanzeige<br />
von Soll- und Istwerten im<br />
4-zeiligen beleuchteten Display<br />
• Kompakte platzsparende Bauweise mit hoher Integrationsfähigkeit in Verarbeitungssysteme<br />
• Flexibel gestaltbare Platzierung, denn Hydraulik und Elektrik können unabhängig voneinander an unterschiedlichen<br />
Stellen angebracht werden, z.B. Hydraulikmodul nahe am Verbraucher, und Steuerungsmodul an einer für Bedienung<br />
und Kontrolle günstigen Position<br />
• Erhalt des Betriebes der anderen Kreise bei Wartung oder Austausch von Hydraulik- oder Steuerungsmodulen<br />
• Kombination verschiedener Pumpen- und Kühlleistungen möglich<br />
• Reduzierter Installationsaufwand durch gemeinsame Elektroversorgung und zentralen Kühlwasseranschluss<br />
• Verbindung zur Verarbeitungsmaschine über beliebige, optionale Schnittstelle<br />
• Hohe Betriebssicherheit auch bei hohen Betriebstemperaturen durch Ausschaltung thermischer Einflüsse vom<br />
Hydraulikmodul auf das Steuerungsmodul<br />
• Prozessüberwachung durch integrierte Durchflussmengenmessung<br />
• Leckageüberwachung durch optionale Schlauchbruchsicherung<br />
• Anfahrprogramm integrierbar zur Vorwärmung von Verbrauchern bei Produktionsbeginn<br />
• Anzeige von Betriebs- und Störmeldungen<br />
in Textform mit Hinweisen zur<br />
Beseitigung der Störungen<br />
• Einstellbare Sollwertbegrenzung (maximale<br />
Betriebstemperatur einstellbar)<br />
• Limitkomparator (Toleranzüberwachung<br />
des Istwertes mit Alarmmeldung)<br />
• Frei wählbare Rampenfunktion für<br />
Temperaturveränderung beim Heizen<br />
und Kühlen<br />
• Druckabhängige elektronisch geregelte<br />
Vorlauftemperaturbegrenzung<br />
• Sicherheitstemperaturabsenkung<br />
beim Ausschalten<br />
• Automatische Entflüftung<br />
• Automatische Wassernachspeisung<br />
direkt über den Kühlwasservorlauf<br />
• Nur ein Elektroanschluss<br />
• Schmutzfänger im Kühlwasserkreislauf<br />
• Filter im Umlaufmediumrücklauf<br />
• Absperrarmaturen im Umlaufmediumund<br />
im Kühlwasserkreis<br />
• Stetige Regelung der Kühlung über<br />
Motorventil<br />
• Durchflussmengenüberwachung mit<br />
digitaler Istwertanzeige<br />
• Speicherung von Störmeldungen mit Uhrzeitangabe in Verbindung mit optionaler Zeitschaltuhr mit Wochenprogramm<br />
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Anwendungsbeispiele für system integrat<br />
Produktionszelle für Telekommunikations-Bauteile<br />
Fertigungszelle für großflächige Automobilteile<br />
Scheinwerferabdeckungen:<br />
8 - 12 Temperierkreise<br />
Instrumententräger: 12 - 35 Temperierkreise<br />
Türinnenverkleidungen:<br />
12 - 18 Temperierkreise<br />
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Technische Daten und Leistungsmerkmale integrat 40 und integrat plus<br />
integrat: Jeder Kreis ist<br />
mit einer Pumpe und<br />
einer Heizung ausgestattet.<br />
Die Anschlüsse<br />
für Kühl- und Umlaufwasser<br />
sind übersichtlich<br />
an der Rückseite<br />
der Module angeordnet.<br />
Menge 25.2 l/min<br />
Sollwert 40°C<br />
T Vorlauf 40°C<br />
T Rücklauf 41°C<br />
integrat plus: Eingabe<br />
und Abruf aller Prozessdaten<br />
erfolgt über die<br />
zentrale Folien tastatur<br />
mit integrierten Schaltkontakten.<br />
Dies gilt<br />
auch für eine Vielzahl<br />
sinnvoller Optionen, wie<br />
z.B. ein Anfahr programm<br />
zur Werkzeugaufwärmung,<br />
eine Zeitschaltuhr<br />
mit Wochenprogramm<br />
und die<br />
Möglichkeit der<br />
Temperaturdatenspeicherung<br />
für verschiedene<br />
Werkzeuge.<br />
Technische Daten und Leistungsangaben je Kreis<br />
it 40 itp 60 itp 80<br />
Anzahl der Temperierkreise pro Bus 2 bis 6 2 bis 12 2 bis 12<br />
Maximale Betriebstemperatur °C 95 140 140<br />
Betriebspumpe Peripheralradpumpe<br />
Maximales Fördervolumen l/min 30 45 60<br />
Maximaler Förderdruck bar 5,3 6 6<br />
Motorleistung kW 0,55 0,55 0,75<br />
Heizleistung<br />
Nennkühlleistung bei Kühlwassertemp. 15°C<br />
kW 3 6 6<br />
und Umlaufmediumtemperatur 60°C kW 27 47 62<br />
Abmessungen und Gewichte<br />
it 40- itp- itp-<br />
Temperiermodul Steuerungsmodul Hydraulikmodul<br />
Grundbreite für den Anschluss mm 608 138 88<br />
zuzügl. Breite je Kreis mm – 150 150<br />
Höhe inkl. Steckverbindung mm 1720 370 440<br />
Tiefe inkl. Verteilerbus mm 545 420 467<br />
Gewicht je Kreis kg 35 8 23<br />
Umlaufmediumanschlüsse UV/UR G½ – G¾ / G¾<br />
Kühlwasseranschlüsse<br />
Kühlen und Temperieren mit System<br />
it 40 itp itp<br />
2 bis 6 Kreise 2 bis 8 Kreise 9 bis 12 Kreise<br />
Vorlauf / Rücklauf KV/KR G 1 1 x G 1 2 x G 1<br />
(beidseitiger Kühlwasseranschl.)<br />
Kühlleistung bei Kühlwassertemperatur 15°C<br />
Q (kW)<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
itp 80<br />
itp 60<br />
it 40<br />
0 20 40 60 80 100 120 140<br />
tuv (°C)<br />
Technische Änderungen vorbehalten.<br />
Pumpenleistung<br />
P (bar)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
itp 80 itp 60 it 40<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
V (l/min)<br />
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Kühlen und Temperieren mit System<br />
Produktivität erhöhen<br />
Der Bereich der Kühlung und Temperierung beinhaltet<br />
in vielen Industriebereichen ein großes Potenzial zur<br />
Erhöhung der Produktivität und damit zur Senkung<br />
der Kosten.<br />
Produktionskosten<br />
gwk integrat 4D<br />
Optimale Produktqualität durch<br />
homogene Temperaturverteilung<br />
mit kavitätsnah temperierten<br />
Werkzeug einsätzen.<br />
gwk System integrat<br />
Erhöhung der Produktivität<br />
durch gezielt segmentierte,<br />
direkte Beeinflussung der Werkzeugwandtemperatur<br />
im Spritzgießwerkzeug.<br />
gwk teco cs<br />
Die universelle Lösung für<br />
einfache Anwendungen im<br />
Temperaturbereich bis 160°C.<br />
Mit sinnvollen Optionen für die<br />
lückenlose Prozessüberwachung.<br />
gwk teco wi/wd<br />
Effektive Temperierung von<br />
Anwendungen mit hohen<br />
Materialdurchsätzen. Ideal auch<br />
für die Vorwärmung großer<br />
Spritzgießwerkzeuge.<br />
gwk teco cw<br />
Wirtschaftlichste Wärme -<br />
ab leitung aus sehr kalt zu<br />
fahrenden Verbrauchern<br />
durch patentierte<br />
Kalt wasser temperierung.<br />
Kostenreduktion<br />
Viele Faktoren tragen zur Produktivitätssteigerung bei:<br />
• Reduktion der Kühlzeit, dadurch Einsparung benötigter<br />
Maschinenstunden<br />
• Verbesserung der Produktqualität<br />
• Erhöhung der Verfügbarkeit der Produktionseinrichtungen<br />
• Senkung der Betriebskosten<br />
• Reduktion der Wartungskosten<br />
Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH · D-58566 Kierspe · Friedrich-Ebert-Straße 306-314<br />
Tel. +49 23 59 - 66 50 · Fax +49 23 59 - 66 51 56 · www.gwk.com · info@gwk.com<br />
gwk hermeticool<br />
Innovatives Anlagenkonzept<br />
zur deutlichen Senkung der<br />
Betriebs- und Wartungskosten<br />
gegenüber herkömmlichen<br />
Kühlsystemen.<br />
gwk SKL / SKW<br />
Zuverlässige, wirtschaftliche<br />
Kaltwassererzeugung im unteren<br />
Temperaturbereich auch unter<br />
den härtesten Umgebungsbedingungen.<br />
gwk moldclean<br />
Steigerung der Produktivität<br />
durch effektive, automatisch<br />
gesteuerte Reinigung wärmeaustauschender<br />
Flächen in<br />
Kühl- und Temperierkreisläufen.<br />
gwk active<br />
Einstellung und Erhaltung<br />
optimaler Leistungsparameter<br />
durch immer sauberes Wasser<br />
mit automatischer Wasseraufbereitungsanlage.<br />
gwk Service<br />
Senkung der Instandhaltungskosten<br />
und Schonung firmeneigener<br />
Ressourcen durch<br />
professionelle Ausführung aller<br />
Installations- und Wartungsarbeiten<br />
inkl. der Kühlwasserpflege.<br />
PG80.1007-DE / Technische Änderungen vorbehalten.