Zulieferer müssen bei den kürzeren Entwicklungszeiten mithalten können. Ein Spezia-list für hochpräzise Kunststoffprofile hat ein Verfahren entwickelt, das den Prozess der Mustererstellung auf 14 Tage verkürzt.
Thomas Baumgärtner ist Journalist in Kusterdingen
Die Entwicklungszeit – insbesondere für Zulieferer in der Automobilindustrie – wird zu einem wichtigen Wettbewerbsfaktor. Die Technoform Kunststoffprofile GmbH (TKP), Lohfelden bei Kassel, sieht sich dafür gerüstet. „Wir können unseren Kunden nicht nur sehr schnell Teile vorstellen, sondern auch solche, die dem Serienprodukt entsprechen“, verspricht Managing Director Thomas Wedekind.
Als Beispiel berichtet er von einem Pollenschutzfilter eines Pkw, für den ein neues Rahmenprofil entwickelt werden sollte. Das Problem dabei: Das Profil musste in kürzester Zeit serientauglich sein. „Neben dem Zeitfaktor standen nach einem ersten Beratungsgespräch verschiedene, teilweise konkurrierende Anforderungen im Lastenheft, die es zu lösen galt“, berichtet Wedekind weiter.
Um ein optimales Handling zu gewährleisten, sollte das komplette Rahmenprofil aus nur einem Profil bestehen, das wegen des begrenzten Einbauraums klein und filigran sein musste. Neben diese Anforderungen sollte eine Tragkraft von 9 kg gewährleistet sein, da das Profil die beiden Flieslagen des Filters inklusive Aktivkohleelement hält. Das setzte die Entwicklung eines Clip-Profils sowie sehr scharfe Konturen voraus; die Toleranzen lagen im Hundertstel-Bereich von ±0,05 mm. Ferner sollte die Clipfunktion durch ein Filmscharnier realisiert werden – mit einer Besonderheit: Dieses Filmscharnier wird nicht durch Verstrecken hergestellt, sondern durch die Ausrichtung der Moleküle des Kunststoffs während des Extrusionsvorgangs. Dadurch sollte man die sonst notwendige Nachbearbeitung vermeiden.
Die Technoform-Ingenieure entschieden sich für Polypropylen (PP). Dies ist ein Werkstoff, der über eine hohe Biegewechselfestigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse verfügt und hygienisch unproblematisch ist. Doch das Material hat auch einen Nachteil: Im Extrusionsverfahren ist es für scharfe Konturen schwer kalibrierbar. Aber gerade die Präzision war eine der Kernanforderungen.
„Im klassischen, so genannten freien Extrusionsverfahren, hätte wir die engen Toleranzen sowie die scharfen Konturen des Profils unmöglich realisieren können“, beschreibt Wedekind das Dilemma. Beim klassischen Extrusionsverfahren sei mit Toleranzen von 0,2 bis 0,3 mm das Optimum erreicht.
Die Lösung: das selbst entwickelte Technoform-Verfahren – intern PPZ-II-Verfahren genannt. Die so hergestellten Profile zeichnen sich laut Technoform durch eine sehr hohe Präzision, glatte Oberflächen und absolut scharfe Konturen aus.
Es musste alles sehr schnell gehen: Für die Konstruktion der Musterwerkzeuge wurden alle im Kundengespräch definierten Anforderungen in die Werkzeugkonstruktion eingearbeitet. Im Anschluss wurde mittels CAD insbesondere die Scharnier- und Clipfunktion, also das exakte Aufeinandertreffen von Feder und Nut, simuliert. Bereits nach 14 Tagen konnte das nordhessische Unternehmen seinem Kunden die ersten Musterprofile übergeben – in Geometrie, Material und Toleranzen exakt dem geplanten Serienprofil entsprechend.
„Der Kunde kann bereits mit den Mustern die Einsatzfähigkeit der Profile in realistischen Tests prüfen“, erläutert Wedekind einen wichtigen Vorteil. Bei anderen Verfahren seien vergleichbare Tests und Optimierungen erst später möglich. Bei TKP schließt sich der Optimierungsprozess unmittelbar der Bemusterung an.
Und dieser Durchlauf war nötig. Denn wider Erwarten zeigten sich Probleme: Der Clip funktionierte nicht zuverlässig, das Scharnier war nicht präzise platziert, so dass die Kanten für die Clipfunktion nicht optimal aufeinander trafen. Außerdem reichte die Clipkraft nicht aus.
Also wurde das Material gewechselt: Man entschied sich für ein mit Talkum verstärktes Polypropylen. „Während im Serienprozess getestet wurde, haben wir weiter optimiert“, berichtet Wedekind von den verzahnten Abläufen. So konnte nach weiteren 14 Tagen der Serienstart beginnen. Nochmal zwei Wochen später war das Serienwerkzeug verfügbar. Seitdem wird das Profil bei Technoform in Serie produziert. „Mit dem üblichen Verfahren hätte dieser Entwicklungsprozess rund fünf Monate gedauert“, schätzt der TKP-Manager. Und: Prüfbare Muster hätten anders erst mit dem Serienwerkzeug erstellt werden können.
Optimierungsprozess folgt unmittelbar der Bemusterung
Technoform
Die Technoform Kunststoffprofile GmbH ist ein Unternehmen der Technoform Gruppe, die seit Jahren zu den weltweiten Anbietern auf dem Gebiet der Extrusion von Kunststoffen gehört. Der Spezialist entwickelt und produziert komplexe Extrusionsprofile für technische Anwendungen in der Industrie, insbesondere für Anwendungen in den Branchen Energie, Automobil, Flugzeug und Bau.
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