Mikroschaum-Formteil für die Motorabdeckung
MERKMALE
PP-geschäumte Schwimmkugel – Dichtespezifikationen
Schwimmkugeln aus Polypropylen (PP)-Schaumstoff stellen eine spezielle Anwendung der mikrozellulären Schäumtechnologie dar, bei der Auftrieb und Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Die Dichte von PP-Schaumstoffkugeln, die mittels mikrozellulärem Spritzgießen hergestellt werden, liegt typischerweise zwischen 0,45 g/cm³ und 0,90 g/cm³, verglichen mit massivem PP mit etwa 0,90–0,91 g/cm³. Dies entspricht einer Dichtereduzierung von 5 % bis 50 % und ermöglicht so überlegene Auftriebseigenschaften. Zu den kritischen Faktoren für die Dichtekontrolle gehört die Auswahl von Nukleierungsmitteln wie mikrolamellarem Talkum, mit dem sich Zelldichten erzielen lassen, die doppelt so hoch sind wie mit herkömmlichem lamellarem Talkum, wodurch feinere und gleichmäßigere mikrozelluläre Strukturen entstehen.
1.3. PP GF-verstärkter mikrozellulärer Schaum – Dichtebereich und Eigenschaften
Bei glasfaserverstärkten PP-Bauteilen (PP+GF), wie z. B. Motorabdeckungen, ermöglicht die Mikrozellschäumtechnologie eine Dichtereduzierung von 10 % bis 20 % bei gleichzeitiger Verbesserung der Bauteilfestigkeit um 10 % bis 20 %. In technischen Anwendungen erreichen Mikrozellschäume für PP+GF-Formulierungen typische Dichtewerte zwischen 0,72 g/cm³ und 0,82 g/cm³. Die Schaumausdehnung während des Zellwachstums ermöglicht den Wegfall des Nachdruckvorgangs im Spritzgießprozess und verkürzt die Kühlphase deutlich. Dies spart Gesamtzykluszeit bei gleichzeitig gleichmäßiger Zellstrukturverteilung.
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Schimmelbeschreibung
Produktmaterialien:
PP-Mikroschaum
Formmaterial:
S136ESR
Anzahl der Hohlräume:
1
Klebstoffzuführungsmethode:
Schnellläufer
Kühlmethode:
Wasserkühlung
Formgebungszyklus
42,5 Sekunden
- Der Formenherstellungsprozess und die Produktmaterialauswahl
Präzisionsmechanismen zur Dichteregelung
Die Dichte der mikrozellulären Schaumkomponenten von MuCell kann durch mehrere Prozessparameter präzise gesteuert werden:
Dosierung des überkritischen Fluids: Eine höhere Konzentration des überkritischen Fluids führt zu einer geringeren Dichte, erfordert jedoch eine sorgfältige Optimierung, um die mechanischen Eigenschaften aufrechtzuerhalten.
Kontrolle des Formhohlraumvolumens: Kernretraktionstechniken (CR-MIM) ermöglichen Dichtereduzierungen, die über die Möglichkeiten des herkömmlichen MIM hinausgehen, indem das Hohlraumvolumen während des Zellwachstums dynamisch erweitert wird.
Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck: Untersuchungen zeigen, dass ein kritischer Nachdruck von etwa 5 × 10⁶ Pa optimale mikrozelluläre Schaumstrukturen in PP-Materialsystemen erzeugt.
Füllstoffsynergie: Glasfaserverstärkte Materialien schäumen besser als ungefüllte Materialien, da die Füllstoffe synergistisch mit SCF wirken und so gleichzeitig eine optimale Gewichtsreduzierung und Zykluszeitvorteile bieten.
Bei ungefülltem PP sind typischerweise Gewichtsreduzierungen von etwa 10–15 % möglich, während gefüllte PP+GF-Materialien eine Dichtereduzierung von bis zu 20 % erreichen können, während die mechanischen Eigenschaften erhalten oder sogar verbessert werden.
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Branchenreferenz – Fallstudien zur mikrozellulären Schaumbildung in der Automobilindustrie
Die Validierung durch die Industrie bestätigt die Eignung der MuCell-Technologie für Anwendungen im Bereich Motorgehäuse und Zylinderkopfdeckel:
Dana Holding Corporation (Victor Reinz): Die mit MuCell® hergestellte Zylinderkopfabdeckung erreichte eine Gewichtsreduzierung von 29 % gegenüber herkömmlichen Magnesiumvarianten bei gleichbleibender Haltbarkeit und Stabilität. Die geschäumte Struktur ersetzte ein sonst notwendiges massives Kunststoffteil und ermöglichte so eine höhere Designflexibilität.
ElringKlinger für Volkswagen: MuCell wurde erfolgreich zur Herstellung von Ventildeckeln für die 1,6- und 2,0-Liter-Common-Rail-Dieselmotoren von Volkswagen eingesetzt und demonstrierte damit die bewährte Akzeptanz bei Automobilherstellern.
Inalfa Dachsysteme: Ein einteiliger, integrierter Schiebedachrahmen aus MuCell ermöglichte eine Gewichtsreduzierung von 12 %, senkte die gesamten Investitionskosten um fast 50 % und verkürzte die Montagezeit um 67 Sekunden pro Einheit.
1.6. Einfluss der Materialauswahl auf die Dichte
Das Ergebnis hinsichtlich der Dichte hängt stark von der Auswahl und Zusammensetzung des Basisharzes ab:
Materialfamilie Typische Dichte (fest) Schaumdichtebereich Gewichtsreduktion
Unausgefülltes PP 0,90–0,91 g/cm³ 0,72–0,82 g/cm³ 10–20 %
PP+GF (20–40 % GF) 1,03–1,22 g/cm³ 0,80–0,98 g/cm³ 15–25 %
Ungefülltes ABS 1,04–1,06 g/cm³ 0,83–0,95 g/cm³ 10–15 %
Unbesetzter PC 1,20–1,22 g/cm³ 0,96–1,10 g/cm³ 8–12 %
Die geschlossenzellige Struktur verbessert zudem die Dimensionsstabilität, beseitigt Einfallstellen, reduziert den Verzug und bietet hervorragende NVH-Dämpfungseigenschaften (Geräusche, Vibrationen und Rauheit) – entscheidende Leistungskriterien für Motorabdeckungen.
TEIL ZWEI: Kernnutzen – Wie Ansix Tech überlegene Mikroschaum-Formteile für Motorabdeckungen liefert
2.1. Einführung in das Mikroschaumformverfahren für Motorabdeckungen
Motorabdeckungen, die im Mikro-Schäumverfahren hergestellt werden, enthalten mikroskopisch kleine Gaszellen (typischerweise 10–100 Mikrometer Durchmesser) in der Kunststoffmatrix. Dadurch entsteht eine leichte Zellstruktur, die ein ansonsten massives Kunststoffteil ersetzt. Ansix Tech nutzt das MuCell-Mikrozell-Schäumverfahren, bei dem während der Plastifizierung überkritischer Stickstoff (N₂) in die Polymerschmelze eingespritzt wird. Der überkritische Stickstoff löst sich homogen im Polymer auf, und beim Einspritzen in den Formhohlraum löst der plötzliche Druckabfall die Blasenbildung aus. So entsteht im Bauteil eine gleichmäßige, geschlossenzellige Struktur.
Die so entstandene mikrozelluläre Schaummotorabdeckung erzielt folgende Leistungsmerkmale: verbessertes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis; verbesserte Dimensionsstabilität mit reduziertem Verzug; Vermeidung von Einfallstellen durch gleichmäßiges Zellwachstum; und überlegene NVH-Dämpfung – die Zellstruktur dämpft Motorgeräusche und Vibrationen auf natürliche Weise.
2.2. Produktionsprozess: Vom Rohmaterial zum fertigen Bauteil
Schritt 1 – Materialauswahl und -vorbereitung: Ansix Tech wählt hochfließfähige technische Thermoplaste aus, die mit dem MuCell-Verfahren kompatibel sind, darunter PP, PP+GF, PC/ABS, PA6, PBT und Hochtemperaturwerkstoffe wie PEEK und PEI. Das MuCell-Verfahren eignet sich für nahezu alle Polymere außer LCP, wobei gefüllte Materialien die größten Vorteile hinsichtlich Gewichtsreduzierung und Zykluszeit bieten.
Schritt zwei – Überkritische Fluideinspritzung: Während der Plastifizierung werden präzise dosierte Mengen überkritischer Fluide (typischerweise N₂ oder CO₂) über SCF-Injektoren, die am Plastifizierungszylinder angebracht sind, in die Polymerschmelze eingespritzt. Die Kombination aus überkritischem Fluid und spezieller Schneckenkonstruktion erzeugt eine homogene Einphasenlösung innerhalb der Polymerschmelze.
Schritt drei – Formfüllung und Zellwachstum: Das mit überkritischem Fluid gesättigte Polymer wird in den Formhohlraum eingespritzt. Durch den niedrigeren Druck im Inneren des Hohlraums bilden sich sofort Milliarden mikroskopischer Zellen. Das Zellwachstum setzt sich fort, bis der Hohlraum vollständig gefüllt ist und ersetzt die Nachdruckphase des herkömmlichen Spritzgießens.
Schritt vier – Abkühlen und Entformen: Die gleichmäßige Zellstruktur sorgt für eine konstante Wärmeleitfähigkeit und ermöglicht so eine schnellere Abkühlung. Das Bauteil wird mit minimalen Restspannungen ausgeworfen, wodurch Teile mit verbesserter Dimensionsstabilität und deutlich reduziertem Verzug entstehen.
2.3. Liefereffizienz – Produktionsgeschwindigkeit und Logistik
Das MuCell-Mikrozell-Schaumverfahren führt naturgemäß zu einer Steigerung der Produktionseffizienz, was sich direkt in einer schnelleren Lieferung niederschlägt:
Zykluszeitverkürzung: Durch die Schaumexpansion entfällt die Nachdruckphase im Formgebungsprozess, und die Kühlphase wird verkürzt. Konventionelles mikrozelluläres Schäumen ermöglicht Zykluszeitverkürzungen von bis zu 23 % bei gefüllten Materialien. Ungefüllte amorphe Materialien bieten zwar einen geringeren Zykluszeitvorteil, führen aber dennoch zu Gewichtseinsparungen. Bei Strukturbauteilen für die Automobilindustrie bedeutet dies eine höhere Teileproduktion pro Stunde bei gleicher Maschineninvestition.
Reduzierter Schließkraftbedarf: Durch die Schäumwirkung wird der Schließkraftbedarf um 20–40 % gesenkt, sodass auch Maschinen mit geringerer Schließkraft größere Teile fertigen können. Dies reduziert den Energieverbrauch der Spritzgießmaschinen und verlängert die Lebensdauer von Werkzeug und Maschine.
Produktionsumfang von Ansix Tech: Mit 260 Spritzgießmaschinen von 30 Tonnen bis 2800 Tonnen, darunter Maschinen der japanischen Hersteller Fanuc, Sumitomo, Toshiba, Nissei und Engel sowie der deutschen Firma Arburg, verfügt Ansix Tech über die Fähigkeit, ohne Verzögerungen durch Kapitalinvestitionen vom Prototypen bis zur vollen Serienproduktion zu skalieren.
2.4. Qualitätssicherung – Zertifizierungs- und Inspektionssysteme
Zertifizierungsrahmen: Ansix Tech ist nach ISO 9001, IATF 16949 (Automobilindustriestandard), ISO 13485 (Medizinprodukte) und ISO 14001 zertifiziert und verfügt über einen Reinraum der ISO 8-Klasse sowie GMP-Konformität gemäß den US-amerikanischen FDA 510K-Standards.
Dreistufiges Inspektionsprotokoll:
Wareneingangsprüfung: Rohstoffzertifikate (Validierung der Materialzusammensetzung und -qualität) und die Überprüfung der langfristigen Partnerschaft mit dem Lieferanten gewährleisten die Rückverfolgbarkeit der Rohstoffe und die Stabilität ihrer Qualität.
Prozessbegleitende Qualitätskontrolle: Alle Spritzgießmaschinen sind mit dem MES (Manufacturing Execution System) vernetzt. Die Formparameter (Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Zeit) sind im System fixiert – Änderungen sind nur durch autorisierte Ingenieure möglich. Jede Charge wird einem Erst- und Endmustervergleich unterzogen. Die mehrstufige Prüfung umfasst die Überwachung des Schussgewichts, die Sichtprüfung auf Fehler, die Rückmeldung des Kavitätsdrucks über In-Mold-Sensoren und die Temperaturmessung im Werkzeug.
Endkontrolle und CMM-Verifizierung: Koordinatenmessgeräte (KMG) und optische Inspektionssysteme überprüfen jede kritische Abmessung anhand vollständiger Maßberichte – und erreichen dabei einen CPK (Prozessfähigkeitsindex) von ≥1,33 für wichtige Abmessungen, den Benchmark der Automobilindustrie für die Prozessfähigkeit.
2.5. Wettbewerbsfähige Kostenkontrolle – Multidimensionale Kostenreduzierung
Das MuCell-Mikrozell-Schaumverfahren senkt die Kosten durch sechs verschiedene Mechanismen:
(1) Rohstoffeinsparungen: Die Reduzierung der Dichte um 10–20 % verringert den Harzverbrauch direkt um 10–20 % – wodurch Material- und Gewichtseinsparungen von oft über 20 % erzielt werden, wenn die Reduzierung der Dichte mit einer funktionalen Designoptimierung kombiniert wird.
(2) Reduzierung der Zykluszeit: Durch den Wegfall der Pack- und Haltephase und die verkürzte Abkühlung werden die Zykluszeiten um 15–25 % reduziert, wodurch der Durchsatz ohne zusätzliche Investitionen in Maschinen erhöht wird.
(3) Geringere Anforderungen an die Schließkraft: Durch die reduzierte Schließkraft wird die Lebensdauer der Form verlängert, der Energieverbrauch gesenkt und es können auch Maschinen mit geringerer Tonnage die gleichen Teile herstellen.
(4) Wegfall von Nachbearbeitungsschritten: Die gleichmäßige mikrozelluläre Struktur verhindert Einfallstellen und reduziert den Verzug erheblich, wodurch der Bedarf an manuellem Entgraten, Nachbearbeitung oder Richten minimiert oder ganz beseitigt wird.
(5) Einsatz kleinerer Spritzgießmaschinen: Das MuCell-Verfahren ermöglicht häufig den Einsatz von Polyolefin-Füllmaterialien mit geringerer Tonnage und niedrigeren Kosten sowie kleinerer Spritzgießmaschinen als bei herkömmlichen Verfahren erforderlich wären.
(6) Recyclingfähigkeit und Materialwiederverwendung: Im Gegensatz zu chemischen Treibmitteln, die Rückstände hinterlassen, hinterlässt das physikalische MuCell-Schäumen keine chemischen Rückstände im Polymer, sodass recyceltes Material wieder in den Prozessablauf eingespeist werden kann, was die Materialkosten weiter senkt.
Beispielhafte Kosteneinsparungen aus der Industrie: Die Fallstudie zum integrierten Schiebedach von Cadillac zeigte eine Gewichtsreduzierung von 12 %, eine Halbierung des gesamten Kapitalaufwands, eine Reduzierung der Montagezeit um 67 Sekunden pro Einheit und eine Verkürzung des Formzyklus um 15 Sekunden.
2.6. Qualitätssicherung im Kundendienst
24-Stunden-Reaktionsgarantie: Ansix Tech garantiert eine Antwort innerhalb von 12 bis 24 Stunden auf alle Kundenanfragen.
Werkzeugwartungsprogramm: Verschleißteile (Auswerferstifte, Kerne, Schieber) werden mit dem Werkzeug geliefert. Vorbeugende Wartung alle 200.000 Schüsse. Lebenslanger Reparaturservice zum Selbstkostenpreis.
Produktionsunterstützung: Nach der Übergabe der Form bietet Ansix Tech Unterstützung bei der Prozesseinrichtung vor Ort, um einen reibungslosen Übergang zur Serienproduktion zu gewährleisten. Dies umfasst Unterstützung bei der Erstproduktion, Schulung der Bediener und fortlaufenden technischen Support.
Dokumentation und Rückverfolgbarkeit: Ein komplettes Teilequalifizierungspaket wird mit jedem Produktionsauftrag geliefert: vollständiger Maßbericht, Materialzertifikate, Prozessparameteraufzeichnungen und CMM-Prüfergebnisse werden zur vollständigen Rückverfolgbarkeit aufbewahrt.
DREITER TEIL: Formenbau und Materialauswahl für das Spritzgießen
3.1. Kernkompetenzen im Bereich Formenbau
Die Formenfertigungsanlage von Ansix Tech ist mit modernsten CNC-Maschinen ausgestattet, darunter 5-Achs-Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren mit einer Bearbeitungsgenauigkeit von 0,002 mm. Dies gewährleistet glatte Trennlinien und gratfreie Produkte. Präzisions-Drahterodiermaschinen (EDM) ermöglichen die Bearbeitung von Mikronuten mit einer Breite von nur 0,03 mm für filigrane Details ohne Verformung der Wandstärke.
Lebensdauergarantie für die Form: Der Formgrundstahl entspricht der Güteklasse P20. Kern- und Kavitätseinsätze werden aus hochwertigen Werkzeugstählen wie S136, 2344, 2343, 8407, SKD11/SKD61/DC53, M340, 4Cr13, 9Cr18, NAK80 und H13 gefertigt. Ansix Tech garantiert für glasfaserverstärkte Werkstoffe (GF-Qualitäten) eine Lebensdauer von mindestens 500.000 Schüssen. Für Standardkunststoffe ohne Verstärkung sind 1.000.000 Schüsse garantiert. Jeder Formenlieferung liegen Materialzertifikate und Wärmebehandlungskurven bei.
Erreichbare Toleranzen: Konventionelle Strukturbauteile: ±0,05 mm. Präzisionsbauteile und Zahnräder: ±0,005 mm.
3.2. Auswahl von Spritzgussmaterialien – Portfolio technischer Thermoplaste
Polypropylen (PP)-Typen: Standard-Homopolymer- und Copolymer-PP für allgemeine Anwendungen; langglasfaserverstärktes PP (PP-LGF) für tragende Bauteile; talkumgefülltes PP für erhöhte Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit.
Polyamid (PA6/PA66): Standard PA6 und PA66; glasfaserverstärkt (PA6+GF30, PA66+GF30) mit hohem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis; wärmestabilisierte Sorten für Anwendungen im Motorraum, die Dauerbetriebstemperaturen bis zu 150°C erfordern.
Polycarbonat (PC) und PC/ABS-Mischungen: Flammhemmende Sorten gemäß UL94 V-0-Zertifizierung; PC/ABS-Legierung mit Schlagfestigkeit, Steifigkeit, Hitzebeständigkeit und halogenfreier Flammhemmung gemäß FMVSS 302-Normen; PC-Sorten mit 30 % Glasfaserverstärkung für höchste Festigkeitsanforderungen.
Hochleistungs-Kunststoffe: PPS+40%GF für Anwendungen mit hohen Temperaturen und Chemikalienbeständigkeit; PEEK, PEI und PSU für Anwendungen mit extrem hohen Temperaturen (Dauereinsatz bis 260°C), bei denen die höheren Materialkosten die Einsparungen über den Lebenszyklus ausgleichen; PBT für elektrische und elektronische Gehäuse mit hervorragenden dielektrischen Eigenschaften.
Flüssigsilikonkautschuk (LSR): Zweikomponenten-LSR-Spritzgießen auf Arburg-Maschinen für Umspritz- und Soft-Touch-Anwendungen.
Materialprüfung: Jede Materialauswahl wird hinsichtlich UL94-Flammklasse, UV-Beständigkeit (3.000-Stunden-UV-Test), Wärmeformbeständigkeit, Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Langzeitkriechverhalten validiert.
3.3. Intelligente Fertigung und Effizienzsteigerung
MES-Integration: Alle Spritzgießmaschinen sind mit einem zentralen MES-System vernetzt, das Zykluszeiten, Ausschussraten und Maschinenauslastung in Echtzeit überwacht. Die automatisierte Datenerfassung eliminiert Fehler bei der manuellen Berichterstattung und ermöglicht die sofortige Transparenz der Produktion.
Automatisierte Produktionslinien: Erreicht einen Automatisierungsgrad von 70 %, wodurch die Arbeitskosten gesenkt und menschliche Fehler bei sich wiederholenden Arbeitsgängen vermieden werden.
Digitale Prozesssteuerung: Die Formgebungsparameter sind im MES-System gesperrt und nur für autorisierte Ingenieure zugänglich. Dies verhindert unbefugte Änderungen und stellt sicher, dass jede Charge dem validierten Prozessfenster entspricht. Die Echtzeit-Überwachung des Kavitätsdrucks ermöglicht die sofortige Erkennung von Prozessabweichungen und deren automatische Kompensation.
Sensoren für vorausschauende Wartung: Spritzgießmaschinen sind mit Vibrationssensoren, Temperaturüberwachungssystemen und Energiezählern ausgestattet, um den Wartungsbedarf vor ungeplanten Ausfallzeiten zu ermitteln. Bei MuCell-Prozessen gewährleisten die Kalibrierung des SCF-Injektionssystems und die Zustandsüberwachung eine gleichbleibende Schaumqualität über alle Produktionszyklen hinweg.
3.4. Prozessbegleitende Qualitätskontrolle zur Prozesssicherung
Moldflow-Simulation: Vor der Werkzeugherstellung führt Ansix Tech eine umfassende Moldflow-Analyse durch, um Füllmuster, Schmelzfrontvorschub, Lufteinschlüsse, Schweißnahtpositionen, Volumenschwindung und Verzug – alles im Kontext des MuCell-Mikrozell-Schäumprozesses – vorherzusagen. Die Analyse identifiziert optimale Angussstellen, bestimmt die korrekte Kanalverteilung, prognostiziert den erforderlichen Einspritzdruck und schätzt die benötigten Schließkräfte. Die Simulationsergebnisse dienen als Grundlage für die Anpassung des Angussdesigns, um ein gleichmäßiges Zellwachstum zu gewährleisten und bevorzugtes Schäumen in dicken Bereichen zu verhindern.
Überwachung kritischer Abmessungen (CPK): Für jede Produktionscharge werden die wichtigsten Abmessungen gemessen und der Prozessfähigkeitsindex (Cpk) berechnet. Mindestanforderung: Cpk ≥ 1,33 für alle qualitätskritischen Abmessungen. Strukturbauteile für die Automobilindustrie erfordern einen Cpk-Wert von ≥ 1,33.
In-Mold-Sensoren und Regelung: An kritischen Stellen im Werkzeug angebrachte Kavitätsdrucksensoren liefern Echtzeit-Rückmeldungen an die Steuerung der Spritzgießmaschine. Das System kompensiert automatisch Prozessschwankungen und gewährleistet so eine Maßgenauigkeit von ±0,02 mm über die gesamte Produktionsserie hinweg.
Chargenkonsistenzprüfung: Ansix Tech stellt sicher, dass ein am Montagmorgen produziertes Produkt mit einem am Freitagnachmittag produzierten identisch ist. Drei aufeinanderfolgende Produktionschargen innerhalb einer Woche werden verglichen – die Lochabstände dürfen maximal 0,02 mm variieren. Die Farbübereinstimmung wird vor jedem Produktionslauf anhand von Standardplaketten überprüft.
TEIL VIER: Projektinitiierung – Umwandlung technischer Fähigkeiten in Kundennutzen
4.1. Hardware-Grundlage – Aufbau von Kundenvertrauen durch Geräteleistung
Anlagen zur Formenbearbeitung
Fünfachsige Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren, die eine Bearbeitungsgenauigkeit komplexer Oberflächen von 0,002 mm ermöglichen und so glatte Trennlinien und gratfreie Produkte gewährleisten – wodurch kostspielige Nachbearbeitungen entfallen.
Präzisions-EDM mit Feindrahtfähigkeit (0,1–0,2 mm Draht) zur Bearbeitung von Mikronuten mit einer Breite von nur 0,03 mm, wodurch filigrane Details ohne Dünnwandverformung möglich werden – was Konstruktionen ermöglicht, die andere nicht herstellen können.
Schnelle CNC-Bearbeitung und EDM-Integration: Vorschruppen auf 5-Achs-Fräsmaschinen verkürzt die EDM-Brennzeit und verbessert gleichzeitig die Genauigkeit – EDM erzeugt scharfe Ecken, dünne Rippen und feine Details, die mit konventionellem Fräsen nicht möglich sind.
Internes Elektrodenbearbeitungszentrum ermöglicht die Reparatur von Formen, ohne die Werkstatt verlassen zu müssen – Standardreparaturen durch Schweißen/Einsatzwechsel werden innerhalb von 24 Stunden abgeschlossen.
Flotte von Spritzgießmaschinen
260 Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von 30 bis 2800 Tonnen. Wichtigste Maschinenhersteller: Fanuc, Sumitomo, Toshiba, Nissei und Engel (Japan); Arburg (Deutschland, hauptsächlich LSR-Zweikomponentenmaschinen); Haitian und Victor Taichung (Japan).
Vollständig servo-elektrische Antriebe gewährleisten eine wiederholgenaue Schuss-zu-Schuss-Präzision von ±0,1 % – jeder Schuss entspricht dem ersten Schuss der Produktion.
Flexibilität bei kleinen Tonnagen für schnelle Probenahme und Prototypenerstellung; Kapazität bei großen Tonnagen für übergroße Bauteile und die Serienfertigung mit mehreren Kavitäten.
Spezielle MuCell-fähige Maschinen, ausgestattet mit SCF-Injektionssystemen, geschlossener Kavitätsdruckregelung und Mikroöffnungs-Formgenauigkeit (±0,01 mm).
Prüf- und Testgeräte
Koordinatenmessgeräte (KMG) – vollständige Maßprüfung anhand von CAD-Modellen. Jede Form wird vor dem Versand einem vollständigen Maßbericht unterzogen. Kritische Maße werden bis zu einem Cpk-Wert von ≥ 1,33 überwacht.
Optische Messsysteme zur schnellen Kontur-, Oberflächenprofil- und Kleinstrukturprüfung.
Prozessbegleitende Prüfstationen, die in die Produktionslinien integriert sind, ermöglichen die Qualitätsprüfung in Echtzeit.
4.2. Kernkompetenzen im Formenbau – Messbarer Kundennutzen
Was Kunden wichtig ist – übersetzt in konkrete Zusagen
Kundenanliegen Ansix-Tech-Spezifikation Gelieferter Kundennutzen
Schimmelpilzlebensdauer Glasfaserverstärkte Werkstoffe: Garantie für 500.000 Schüsse; unverstärkt: Garantie für 1.000.000 Schüsse Geringere Werkzeugabschreibungskosten pro Teil; vorhersehbare Werkzeugersatzkosten
Erreichbare Toleranzen ±0,05 mm für allgemeine Anwendungen; ±0,005 mm für Präzisionsanwendungen Reduziert Montageausschuss; eliminiert selektives Passen
Schimmelarten Heißkanalsystem (reduziert den Angussabfall um 15–30 %), Stapelformen (doppelte Ausbringungsmenge), Zweikomponenten-/Mehrkomponentenverfahren, Hochglanz (Ra Schnellerer ROI; weniger Materialverschwendung; Wegfall der integrierten Montage
Optimierung des Torsystems Die Moldflow-Analyse identifiziert Schweißnähte und Gaseinschlüsse im Voraus – optimieren Sie die Anzahl und Position der Angüsse. Kürzere Formvalidierungszeit; weniger Designiterationen
Lieferstandards Einfache Formen: 10 Tage; mittlere Komplexität: 25–45 Tage; beschleunigt: 20 Tage, Validierung nicht beeinträchtigt Schnellere Markteinführung; planbare Markteinführungstermine
Zertifizierung des Formmaterials P20-Formbasis; S136/2344/2343/8407/SKD11/61/DC53/M340/4Cr13/9Cr18/NAK80/H13-Kerne – vollständige Materialzertifikate und Wärmebehandlungskurven werden geliefert Keine Überraschungen bei Materialsubstitutionen; nachvollziehbare Qualitätsrückverfolgbarkeit
Die Philosophie „Schimmel als gewinnbringendes Gut“
Für unsere Kunden ist eine Form mehr als nur ein Stahlblock – sie ist ein wertvolles Produktionsgut. Ansix Tech entwickelt Formen mit integrierter Robustheit, Entgasungskanälen und optimierter Wärmebilanz für Ihre Produktionslinie. So ist Ihre Form sofort einsatzbereit, mit minimalem Rüstaufwand, geringer Gratbildung und langer Lebensdauer.
4.3. Prozesskontrolle beim Spritzgießen – Senkung des Qualitätsrisikos für den Kunden
Was Kunden befürchten – mit bewährten Kontrollmechanismen gelöst
Kundenanliegen: Einfallstellen und Schwindungshohlräume
Das kontrollierte Zellwachstum von MuCell verhindert Einfallstellen vollständig – die expandierten Gaszellen sorgen für einen gleichmäßigen Innendruck und eliminieren so die Materialschrumpfung, die bei Massivformteilen Oberflächenfehler verursacht. Keine Ausschussware, kein Nachschleifen, keine Kundenreklamationen.
Kundenanliegen: Grat und Spritzer
Die Trennlinienbearbeitung erfolgt mit einer Passtoleranz von 0,005 mm, kombiniert mit einer selbsthemmenden Spannkraftkompensation – der Grat wird auf ≤0,03 mm pro Charge begrenzt. Die Formen schließen Schuss für Schuss sauber. Manuelles Entgraten entfällt – dies spart 10–30 Sekunden Arbeitszeit pro Teil.
Kundenbeanstandung: Inkonsistente Abmessungen zwischen den Chargen
Alle Spritzgießmaschinen sind mit dem MES vernetzt – die Formparameter sind gesperrt und nur für Ingenieure zugänglich. Echtzeit-Überwachung des Schussgewichts; automatische Rückmeldung von Sensoren im Werkzeug; Regelung von Druck und Temperatur im geschlossenen Regelkreis (±2 °C-Konstanz an Kern- und Kavitätsoberflächen). Was Sie am Montag freigegeben haben, erhalten Sie am Freitag.
Kundenanliegen: Farbabweichungen und kosmetische Mängel
Prozessgesicherte Farbdosiersysteme und spektrophotometrische Überprüfung anhand freigegebener Plaketten vor jedem Produktionslauf. Für Oberflächen der Klasse A, metallfreie Außenpaneele und transparente optische Komponenten – durch optimale Angussgestaltung und Prozessoptimierung sind keine sichtbaren Defekte erreichbar.
Erreichbare Oberflächenqualitätsstandards
Transparente Linsen: Keine Blasen, keine Fließspuren, kein Schleier
Verchromte Bauteile: Keine Gaseinschlüsse, keine Oberflächenporosität – die glatte, feste Deckschicht der MuCell-Schaumteile bietet ein hervorragendes Substrat für die Verchromung.
Hochglänzende lackierte Oberflächen: Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,2 µm erreichbar
Bedruckte/dekorierte Bauteile: Verformungskompensation im Werkzeugdesign vorkalkuliert – Druckpassgenauigkeit ±0,1 mm
4.4. Umfassender Service-Lebenszyklus – Reduzierung der Kosten für das Kundenmanagement
Frühes Engagement: DFM-Bericht vor der Verpflichtung
Vor Vertragsunterzeichnung erstellt Ansix Tech einen umfassenden DFM-Machbarkeitsbericht (Design for Manufacturability). Dieser beinhaltet: Empfehlungen zum Entformungswinkel für eine optimale Entformung; Optimierung der Wandstärke für eine gleichmäßige Füllung; Planung der Angussposition (einschließlich Angussresten und zulässigen Markierungen); Freigabe der Auswerferstiftmarkierung – wo die Stifte das Formteil berühren und welche Markierungen zulässig sind. Dadurch wird vermieden, dass die Form geöffnet werden muss, nur um festzustellen, dass das Formteil nicht herstellbar ist.
Probenahme und Validierung: T0 bis T3
T0 (Erstschuss): Erstmusterprüfbericht; keine versteckten Kosten für Probeläufe.
T1–T3-Iterationen: Jeder Testrunde werden Verbesserungsberichte beigefügt. Schnellwechseleinsätze ermöglichen die Validierung alternativer Designs, ohne dass die gesamte Form neu gebaut werden muss – 50–70 % Kostenersparnis im Vergleich zum Formenneubau.
Validierung kleiner Losgrößen: Nachweis vor der Serienproduktion
Vor dem Serienstart bietet Ansix Tech einen Vorserienversuch mit 100–500 Schüssen an. Die statistische Auswertung umfasst: die Ausbeute des ersten Durchgangs (Anteil der Gutteile aus dem ersten Schuss), den Prozessfähigkeitsindex (Cpk) für jede kritische Abmessung sowie die Definition des optimalen Prozessparameterbereichs. Die Serienproduktion wird erst freigegeben, wenn beide Parteien bestätigen, dass das Bauteil alle Qualitätsanforderungen erfüllt.
Wartung und Ersatzteile
Ersatzteile inklusive: Kritische Verschleißteile (Auswerferstifte, kleine Kerne, Schieber) werden mit der Form geliefert – eine Notfallbeschaffung ist nicht erforderlich.
Planmäßige vorbeugende Wartung: Wartungsbesuch alle 200.000 Schüsse – Kühlkanäle reinigen, Verschleißflächen prüfen, Dichtungen bei Bedarf austauschen.
Lebenslanger Reparaturservice: Notfallreparatur? Gängige Reparaturen werden innerhalb von 24 Stunden erledigt. Dauerhafte Reparatur? Kostenbasierte Preise für alle Arbeiten außerhalb der Garantie. Umfassende Schimmelpilzsanierung zur Wiederherstellung der neuwertigen Leistung nach Millionen von Zyklen.
4.5. Wie man auf häufige Kundenbeschwerden reagiert – Direkte Lösungen
Häufige Beschwerde Antwort von Ansix Tech
„Unsere Formen müssen ständig repariert werden – das unterbricht die Produktion.“ Ansix Tech führt vor Auslieferung einen Alterungstest mit 2.000 Schüssen durch und erstellt einen Verschleißbericht. Drei Jahre Garantie auf die Formkonstruktion (ausgenommen Verschleißteile).
„Wir geben ein Vermögen aus, um den Blitz nach jeder Aufnahme zu entfernen.“ Die Trennfuge ist mit einer Toleranz von 0,005 mm und einer selbstsichernden Spannkraftkompensation passgenau gefertigt – der Grat beträgt ≤ 0,03 mm pro Charge. Der Grat wird prozessseitig vermieden und nicht nachträglich entfernt.
„Die Abmessungen können zwischen den Produktionsläufen variieren.“ Ultraschall-Wanddickenüberwachung in Echtzeit mit automatischer Nachdruckkompensation. Temperatur- und Drucksensoren im Werkzeug ermöglichen eine geschlossene Regelung.
„Die Schimmelpilzsanierung dauert Wochen.“ Eigenes Elektrodenbearbeitungszentrum und EDM-Werkstatt – die meisten Reparaturen werden direkt im Haus durchgeführt. Standardreparaturen durch Schweißen/Einsatzwechsel sind innerhalb von 24 Stunden abgeschlossen.
Schlussstatement (für Kundenbindung)
„Für uns ist eine Form nicht einfach nur ein Stück Stahl. Sie ist ein gewinnbringendes Anlagegut. Bei der Konstruktion einer Form planen wir gleichzeitig die Entgasungswege, den Wärmehaushalt und die Robustheit – damit sie in Ihrer Produktionslinie mit minimalem Rüstaufwand, minimalem Grat und maximaler Verfügbarkeit läuft. Dürfen wir Ihnen eine DFM-Begehung an einem Ihrer bestehenden Teile durchführen? Sie werden direkt sehen, wie wir proaktiv die Schweißnähte, Gaseinschlüsse und Schwindungen eliminieren, die Sie derzeit Geld kosten.“
TEIL FÜNF: Umfassende Fertigungslösung – Mikroschaumformung für Motorabdeckungen bei Ansix Tech
5.1. Warum Mikroschaum-Formteile für Motorabdeckungen?
Die Herausforderung für die Branche
Die globale Automobilindustrie steht unter enormem Druck, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Elektrofahrzeuge benötigen eine größere Reichweite pro Ladung; Verbrennungsmotoren erfordern einen geringeren Kraftstoffverbrauch und reduzierte Emissionen. Traditionelle Motorabdeckungen aus Metall (Aluminium, Magnesium) sind schwer und teuer. Konventionelle, massive Kunststoffabdeckungen sind zwar leichter, bieten aber dennoch Potenzial zur Gewichtsreduzierung.
Die Mikroschaumlösung
Das mikrozelluläre Schaumspritzgießen löst die Herausforderung des geringen Gewichts und verbessert gleichzeitig die Bauteileigenschaften. Beim MuCell-Verfahren wird überkritischer Stickstoff unter hohem Druck in die Polymerschmelze eingeleitet. Beim Einspritzen in den Formhohlraum löst der plötzliche Druckabfall die Keimbildung von Milliarden mikroskopisch kleiner Gasbläschen (typischerweise 10–100 Mikrometer) aus. Diese Bläschen dehnen sich gleichmäßig in der Polymermatrix aus und ersetzen festes Material durch Gas, wodurch Dichte und Gewicht reduziert werden. Das resultierende Bauteil besitzt eine feste Außenschicht (für Oberflächenqualität, chemische Beständigkeit und Ästhetik) und einen mikrozellulären Kern (für geringes Gewicht und Energieabsorption).
Warum Motorabdeckungen speziell von Vorteil sind
Motorabdeckungen eignen sich aus vier Gründen ideal für das Mikroschaumformverfahren:
1. Große Oberfläche, moderate Dicke – Die Gewichtsreduzierung ist signifikant; 10–20 % Gewichtsersparnis bedeuten nennenswerte Gramm pro Fahrzeug.
2. Anforderungen an die Geräuschdämpfung – Die Zellstruktur dämpft Motorgeräusche, Vibrationen und Rauheit (NVH) von Natur aus besser als ein massiver Polymerkörper und ersetzt oder ergänzt separate Akustikpolstermaterialien.
3. Mäßige mechanische Anforderungen – Motorabdeckungen tragen keine primären strukturellen Lasten, wodurch sie sich perfekt für die Mikroschäumung eignen, bei der eine geringfügige Reduzierung des Elastizitätsmoduls im Austausch für eine Gewichtsersparnis akzeptabel ist.
4. Thermische Belastung im Motorraum – Glasfaserverstärktes PP und technische Thermoplaste behalten ihre Dimensionsstabilität bei kontinuierlichen Betriebstemperaturen von 120–150 °C – vollständig kompatibel mit den Bedingungen im Motorraum.
5.2. Projektinitiierung – Fünf grundlegende Säulen des Kundennutzens
Säule Eins: Harte Infrastruktur – Kundenvertrauen durch solide Ausrüstung
Werkzeugherstellungsanlagen:
5-Achs-Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren (0,002 mm komplexe Oberflächengenauigkeit) – gewährleisten glatte Trennlinien und gratfreie Produkte
Langsames Drahterodieren für 0,03 mm Mikroschlitze und schmale Nuten – ermöglicht filigrane Details ohne Dünnwandverformung
Präzisions-EDM für scharfe Ecken, dünne Rippen und Strukturen, die mit konventionellem Fräsen nicht möglich sind
Elektrodenbearbeitung und EDM im eigenen Haus – Werkzeugreparaturen bleiben im Haus; Standardreparaturen werden innerhalb von 24 Stunden abgeschlossen
Flotte von Spritzgießmaschinen:
Insgesamt: 260 Maschinen, 30 bis 2800 Tonnen – Komplettversorgung von Mikrokomponenten bis hin zu großen Motorabdeckungen
Vollständig servo-elektrische Antriebe – ±0,1 % Wiederholgenauigkeit; jeder Schuss identisch mit dem ersten
MuCell-fähige Maschinen mit SCF-Injektionssystemen – geschlossene Kavitätsdruckregelung, Mikroöffnungsgenauigkeit der Form ±0,01 mm
Qualitätsprüfungsgeräte:
Vollständige Maßprüfung mittels Koordinatenmessmaschine – jede Form wird vor dem Versand vollständig geprüft; kritische Maße Cpk ≥1,33
Optische Messsysteme zur schnellen Kontur- und Oberflächenprüfung
In die Produktionslinien integrierte Prüfstationen für den Produktionsprozess
Zweite Säule: Kernkompetenz im Formenbau – Messbare Kundenkennzahlen
Was Kunden wichtig ist – Konkrete Zusagen:
Dimension Spezifikation Kundennutzen
Schimmelpilzlebensdauer GF-Materialien: 500.000 Schüsse; unverstärkt: 1.000.000 Schüsse Geringere Werkzeugamortisation pro Teil; vorhersehbare Werkzeugkosten
Erreichbare Toleranzen Allgemein: ±0,05 mm; Präzision: ±0,005 mm Reduziert Montageausschuss; eliminiert selektives Passen
Schimmelarten Heißkanalsystem, Stapelformen, Zweikomponenten-Spritzguss, Hochglanz (Ra Schnellerer ROI; reduzierter Materialverbrauch; Eliminierung von Nachbearbeitungsschritten
Toranlage Die Moldflow-Analyse identifiziert Schweißnähte, Gasfallen und Entlüftungsöffnungen im Voraus. Kürzere Validierungszyklen; weniger Designiterationen
Lieferung Einfach: 10 Tage; mittel: 25–45 Tage; beschleunigt: 20 Tage Schnellere Markteinführung; planbare Markteinführungstermine
Materialzertifizierung P20-Basis; S136/2344/NAK80/H13-Kerne – vollständige Zertifikate + Wärmebehandlungskurven geliefert Prüfbare Qualitätsrückverfolgbarkeit; keine Überraschungen bei Materialsubstitutionen
Dritte Säule: Prozesskontrolle beim Spritzgießen – Reduzierung des Qualitätsrisikos
Prozessstandardisierung:
Alle Maschinen sind mit dem MES vernetzt – die Formparameter sind gesperrt und nur für Ingenieure zugänglich. Erst- und Endprodukt werden bei jeder Charge verglichen. Die Temperatur an Kern- und Kavitätsoberflächen wird auf ±2 °C genau geregelt – dies minimiert Verzug und gewährleistet gleichmäßige Schwindung.
Validierung der Dimensionsstabilität:
Für Strukturhalterungen: drei aufeinanderfolgende Produktionschargen innerhalb einer Woche – kritische Lochabstandsabweichung ≤ 0,02 mm. Prozess auf Freigabeeinstellungen fixiert – reproduzierbarer Durchlauf.
Erreichbare Oberflächenqualitätsstandards:
Transparente Teile: Keine Blasen, keine Fließspuren
Verchromte Teile: Keine Gasstreifen, keine Oberflächenporosität
Lackierte Oberflächen der Klasse A: Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,2 µm
Bedruckte/dekorierte Bauteile: Passgenauigkeit ±0,1 mm nach Verformungskompensation
Spezielle Materialexpertise:
Nachgewiesene praktische Erfahrung mit PC/ABS, PC, PPS+40%GF, PEEK, PTFE/PFA, PA6+GF30, PBT, PEI/PPS/LCP und LSR. Flammhemmende Ausführungen gemäß UL94 V-0 (z. B. PC/ABS FR3030 zertifiziert V-0 und FMVSS 302). UV-Test über 3.000 Stunden ohne Farbveränderung validiert.
Säule vier: Vollständiger Service über den gesamten Lebenszyklus hinweg – Senkung der Verwaltungskosten
DFM-Vorvertragsbericht:
Machbarkeitsanalyse mit Empfehlungen zum Entformungswinkel, Optimierung der gleichmäßigen Wandstärke, Positionierung des Angusses (einschließlich zulässiger Angussreste) und Genehmigung der Auswerferstiftmarkierung – zur Vermeidung kostspieliger Werkzeugneukonstruktionen.
Probenahme T0 bis T3:
Erstmusterprüfung; Verbesserungsberichte werden jeder Testrunde beigefügt. Schnellwechseleinsätze ermöglichen die Validierung alternativer Designs ohne Werkzeugneubau – eine Kostenersparnis von 50–70 % gegenüber einem kompletten Neubau.
Validierung der Vorproduktion kleiner Losgrößen:
Vor der Serienproduktion werden 100–500 Schüsse in einem Probelauf durchgeführt – inklusive Ausbeuteanalyse, Cpk-Wert-Berechnung und Definition des optimalen Prozessfensters. Die Produktion wird erst freigegeben, wenn alle Qualitätsanforderungen erfüllt sind.
Wartung und Ersatzteile:
Verschleißteile werden mit der Form geliefert. Vorbeugende Wartung alle 200.000 Schüsse. Lebenslanger Reparaturservice zum Selbstkostenpreis – Notfallreparatur innerhalb von 24 Stunden bei gängigen Problemen.
Fünfte Säule: Direkte Antworten auf häufige Kundenbeschwerden
Beschwerde Antwort
„Schimmelpilze müssen ständig repariert werden.“ Ansix Tech liefert einen Alterungstest mit 2.000 Schüssen + Verschleißbericht; dreijährige Strukturgarantie
„Die Entfernung von Blitzlicht ist teuer.“ Trennfuge mit einer Toleranz von 0,005 mm passgenau – Grat ≤ 0,03 mm; Grat konstruktionsbedingt entfernt, nicht beseitigt
„Die Abmessungen können zwischen den Chargen variieren.“ Echtzeit-Wanddickenmessung + automatische Nachdruckkompensation; In-Mold-Sensoren für die Regelung im geschlossenen Regelkreis
„Schimmelreparatur dauert Wochen.“ EDM- und Elektrodenbearbeitung im eigenen Haus – normale Reparatur innerhalb von 24 Stunden
5.3. Zusammenfassung des Kundennutzens – Was Ansix Tech bietet
Welche Probleme löst Ansix Tech?
Kundenproblem Ansix Tech Solution
Die Gewichtsziele können nicht erreicht werden Die MuCell-Mikroschaumung erzielt eine Gewichtsreduzierung von 10–20 % ohne Materialänderung; Schwermetalle (Magnesium) werden durch einen 29 % leichteren Kunststoff ersetzt.
NVH (Geräusch) zu hoch Die mikrozelluläre Struktur dämpft Motorgeräusche von Natur aus – sie kann separate Akustikdämmung ersetzen und so die Materialkosten senken.
Einfallstellen auf kosmetischen Oberflächen MuCell beseitigt Einfallstellen vollständig – gleichmäßiges Zellwachstum verhindert Oberflächenfehler
Teile verziehen sich nach dem Formen Geringere Eigenspannungen durch Wegfall der Haltephase + gleichmäßige Abkühlung = ebene Teile ohne Richten
Formen verschleißen zu schnell Hochwertiger Werkzeugstahl + fachgerechte Wärmebehandlung + Garantie für 500.000/1.000.000 Schuss
Dünnwandige Teile können nicht hergestellt werden MuCell verbessert die Fließlänge durch Reduzierung der Viskosität – dünne Abschnitte füllen sich vollständig vor dem Zellwachstum.
Sekundäroperationen zu kostspielig Grat ≤ 0,03 mm erübrigt das Entgraten; keine Einfallstellen erübrigen Spachteln/Schleifen; minimaler Verzug erübrigt das Richten
Welchen konkreten Kundennutzen bietet Ansix Tech?
Für Konstruktionsingenieure:
Gestaltungsfreiheit für Funktionalität statt Prozessbeschränkungen – Rippen-Wandstärkenverhältnis von 1:1 möglich (gegenüber 2:1 oder 3:1 bei konventionellem Spritzgießen).
Die Moldflow-Simulation erkennt Schweißnähte, Gaseinschlüsse und Schwindung – diese Probleme lassen sich vor dem Schneiden des Stahls beheben.
Der DFM-Bericht beugt Überraschungen in der Fertigung vor.
Für Qualitätsmanager:
Prozess im MES-System gesperrt – keine unautorisierten Änderungen.
Cpk ≥1,33 für alle kritischen Dimensionen – Prozessfähigkeit in Automobilqualität
Vollständige Rückverfolgbarkeit – Materialzertifikate, Wärmebehandlungskurven, Maßprüfprotokolle
Für Betriebsleiter:
Reduzierte Zykluszeiten (15–25 %) – mehr Teile pro Schicht ohne neue Maschinen
Geringerer Energieverbrauch (20–40 % reduzierte Klemmkraft) – niedrigere Energiekosten
Konsistenter Prozess – weniger Ausschuss, weniger Störungen, geringere Ausfallzeiten
Für Kosten-/Finanzmanager:
Rohstoffeinsparungen von 10–20 % direkt durch Dichtereduzierung
Eine Gewichtsreduzierung von bis zu 20 % senkt die Versand- und Logistikkosten.
Eine geringere Schließkraft ermöglicht den Einsatz von Maschinen mit kleinerer Schließkraft und reduziert so die Investitionskosten.
Für Einkaufsleiter:
Reduzierte Werkzeugkosten (Branchenbeispiel: fast 50 % niedriger) durch weniger Werkzeuge und die Zusammenfassung mehrerer Teile zu einzelnen Formteilen
Zentrale Verantwortung – ein einziger Lieferant für Formenbau, Spritzguss und Montage, nicht drei separate Lieferanten
Ersatzteile inklusive Form geliefert – keine Kosten für Notfallbeschaffung
Wie senkt Ansix Tech die direkten Kosten für Kunden?
Materialkostenreduzierung (10–20 % Einsparungen):
Durch die Reduzierung der Dichte wird der Harzverbrauch direkt verringert – bei gleichem Bauteil werden 10–20 % weniger Rohmaterialien benötigt.
Bei hochpreisigen technischen Kunststoffen (PEEK, PEI, PSU) verstärken sich die preisbedingten Einsparungen noch weiter.
Reduzierung der Arbeitskosten (Einsparungen von 15–30 %):
Minimaler Grat macht manuelles Entgraten überflüssig – typische Kostenersparnis beim Entgraten: 10–30 Sekunden pro Teil × Jahresvolumen
Keine Einfallstellen – kein Spachteln und Schleifen mehr – Kostenersparnis von 30–60 Sekunden pro Einheit.
Minimale Verformung macht Richtvorgänge überflüssig.
Werkzeugkostenreduzierung (30–50 % Einsparungen):
Die Form vereint mehrere Komponenten zu einem einzigen Bauteil (Beispiel aus der Industrie: 4-teilige Baugruppe → 1 Formteil) – dadurch werden weniger Werkzeuge für Herstellung und Wartung benötigt.
Geringere Schließkräfte verlängern die Lebensdauer der Form – weniger Verschleiß, weniger Nachbesserungen.
Zykluszeitverkürzung (15–25 % Einsparung):
Weniger Zeitaufwand pro Teil = höherer Durchsatz = geringere Gemeinkosten pro Teil
Mehr Teile pro Schicht ohne zusätzliche Maschineninvestitionen
Energiekostenreduzierung (20–40 % Einsparungen):
Reduzierter Klemmkraftbedarf
Geringerer Energieverbrauch pro Teil
Reduzierung der Logistikkosten (Einsparungen von 10–15 %):
10–20 % geringeres Teilegewicht = mehr Teile pro Palette = niedrigere Versandkosten pro Teil
Besonders wertvoll für große, sperrige Motorabdeckungen
Reduzierung der Ausschussquote (50–70 % Verbesserung):
Cpk ≥1,33 typisch für MuCell-Teile im Vergleich zu Cpk ~1,0 für konventionelles Spritzgießen.
Weniger Ausschussteile = geringerer Materialabfall = niedrigere Gesamtkosten
5.4. DFM/Moldflow-Analyse für das Mikroschaumformen von Motorabdeckungen
Simulationsziele
Vor der Werkzeugherstellung führt Ansix Tech eine umfassende Computersimulation des MuCell-Mikrozell-Schaumspritzverfahrens durch. Die Analyse simuliert den Einfluss der Angussgestaltung auf Verzug und Volumenschrumpfung des Formteils.
Wichtige Analyseparameter
Optimierung der Angusspositionierung: Bestimmt die Angusspositionen und -größen, die die Verzugsverformung minimieren, was für große, flache Motorabdeckungen mit einer Länge von über 800 mm entscheidend ist.
Schweißnahtvorhersage: Erkennt, wo Schmelzfronten aufeinandertreffen, wo die Festigkeit beeinträchtigt sein könnte und wo die Oberflächenästhetik gestört sein könnte – positioniert Schweißnähte in unkritischen Bereichen oder eliminiert sie durch Angussanpassung.
Gasfallenvorhersage: Lokalisiert Lufteinschlusszonen vor Schimmelbildung – gewährleistet die korrekte Platzierung der Entlüftungsöffnungen, um Brandflecken und unvollständige Füllung zu vermeiden.
Schwindungskompensation: Berechnet die volumetrische Schwindung für die feste Deckschicht und den mikrozellulären Kern separat – ermöglicht die Kompensation des Formhohlraums vor dem Schneiden des Stahls
Analyse der Kernausformung und Dünnwandfüllung: Bei MuCell ermöglicht die verbesserte Fließfähigkeit die Dünnwandfüllung von dünnen zu dicken Abschnitten – eine Fähigkeit, die beim herkömmlichen Spritzgießen nicht gegeben ist.
Konstruktionshinweise für die Mikroschaumbildung
Gleichmäßige Wandstärke: Essentiell für ein ausgewogenes Zellwachstum und eine gleichmäßige Dichteverteilung – dickere Bereiche schäumen stärker als dünnere Bereiche, wodurch Dichtegradienten entstehen, wenn dies nicht ordnungsgemäß gesteuert wird.
Platzierung der Anschnitte: Entscheidend für die Mikroschäumung – die Anschnitte sollten so positioniert werden, dass der Hohlraum vollständig ausgefüllt ist, bevor es zu signifikantem Zellwachstum kommt. Die Position der Anschnitte beeinflusst die Zellgrößenverteilung, die Dicke der Hautschicht und die Oberflächenqualität.
Rippen-zu-Wand-Verhältnis: MuCell ermöglicht ein Rippen-zu-Wand-Dickenverhältnis von 1:1 (gegenüber 2:1 oder 3:1 bei herkömmlichen Formteilen), da das Zellwachstum die Einfallstellen kompensiert, die sich normalerweise an den Rippenübergängen bilden.
Entlüftung: Das beim mikrozellulären Schäumen entstehende expandierende Gas erfordert eine ausreichende Entlüftung – unzureichende Entlüftung führt zu Oberflächenfehlern und unvollständiger Füllung. Entlüftungstiefe und -position werden durch Moldflow-Simulation ermittelt.
Leitfaden zur Materialauswahl auf Basis von Simulationsergebnissen
Erfordernis Empfohlenes Material Schaumeignung
Universell einsetzbar, kostensensibel PP + 20–30 % Talkum Hervorragend — Füllstoff-Synergie
Hohe Steifigkeit, Hitzebeständigkeit PP + 30–40 % Glasfaser Hervorragend – beste Zykluszeitreduzierung
Hohe Schlagfestigkeit, Lackierbarkeit PC/ABS Gut – gute Gewichtsreduktion, weniger Zyklus-Nutzen
Flammhemmend (UL94 V-0) PC/ABS FR3030, PA6+GF30 V0 Gut bis ausgezeichnet
Hohe Temperatur (120–150 °C) PA6+GF30, PBT Exzellent
Ultrahohe Temperatur (>200°C) PPS, PEEK, PEI Hervorragend – erhebliche Materialkosteneinsparungen
Kühlsystemkonstruktion für Motordeckelformen
Das Kühlsystem ist für die Produktionseffizienz und die Teilequalität bei Motordeckelformen von entscheidender Bedeutung:
Konforme Kühlkanäle, die direkt in die Formeinsätze eingefräst werden, folgen den Konturen des Bauteils – dies reduziert die Kühlzeit um 15–30 % im Vergleich zu geradlinig gebohrten Kanälen.
Zonentemperaturregelung (maximale Temperaturdifferenz 2 °C) an den Oberflächen von Kern und Hohlraum – gewährleistet gleichmäßige Schrumpfung und minimalen Verzug
Prallblech- und Blasenkühlung für tiefe Rippen und Vorsprünge, die mit Standardkanälen nicht erreichbar sind.
Validierung mittels Wärmebildkamera während der Probenahme zur Bestätigung der Kühlgleichmäßigkeit vor der Produktionsfreigabe
Dank der 28-jährigen Erfahrung kann Ansix Tech die Platzierung, den Durchmesser und die Durchflussrate der Kühlkanäle für jede spezifische Geometrie der Motorabdeckung optimieren – wodurch das häufig auftretende Problem von Hotspots, die zu lokalem Zellkollaps oder Dichteschwankungen in geschäumten Teilen führen, vermieden wird.
Strömungspfad- und Ausstoßsystemdesign
Läufersystem-Design:
Für MuCell werden Heißkanalsysteme bevorzugt, um die überkritische Flüssigkeit bis zum Anguss in Lösung zu halten – dies verhindert vorzeitiges Schäumen in den Angusskanälen.
Kaltkanalsysteme mit überdimensionierten Anschnitten für kürzere und kostengünstigere Anwendungen
Ausgewogene Kanallängen für Mehrkavitätenwerkzeuge gewährleisten eine gleichmäßige Füllzeit und Schaumbildung in allen Kavitäten.
Entwurf eines Auswurfsystems für MuCell-Bauteile:
Geschäumte Teile sind flexibler als Vollteile – die Positionierung des Auswerferstifts ist daher kritischer.
Größere Auswerferstiftdurchmesser als bei herkömmlichen Spritzgussverfahren, um ein Durchdrücken des Stifts durch den weichen Schaumkern zu verhindern
Luftunterstütztes Auswerfen großer, dünnwandiger Triebwerksabdeckungen, bei denen Nadelstiche unerwünscht sind
Positionssensoren der Auswerferplatte bestätigen den vollständigen Rückzug vor dem Schließen der Form – dies verhindert das Verklemmen von Teilen und Beschädigungen der Form.
5.5. Die Philosophie „Schimmel als Wertanlage“ – Abschließende Erklärung an die Kunden
Für uns ist eine Form mehr als nur ein Stahlblock. Sie ist ein gewinnbringendes Asset für Ihr Unternehmen. Wir entwickeln Formen unter Berücksichtigung des gesamten Produktionsprozesses – von Entgasungswegen über Wärmebilanz und Auswerfstrategie bis hin zu Angussplatzierung und Stahlauswahl – alles optimiert für Ihre spezifische Produktionslinie. Das Ergebnis ist eine Form, die sofort einsatzbereit ist und sich durch minimalen Rüstaufwand, minimalen Grat und maximale Verfügbarkeit auszeichnet. Über 30.000 gelieferte Formen. 28 Jahre kontinuierliche Produktion. Zertifiziert nach ISO 9001, IATF 16949 und ISO 13485. Vier Produktionsstandorte in China und Vietnam. 260 Spritzgießmaschinen von 30 bis 2800 Tonnen. Wir sind bereit für Ihr nächstes Motorabdeckungsprojekt.
Lassen Sie uns Ihnen dieses Engagement anhand einer DFM-Begehung an einem Ihrer bestehenden Bauteile demonstrieren. Sie werden direkt sehen, wie wir proaktiv Schweißnähte, Gaseinschlüsse und Lunker identifizieren und beseitigen, die Sie derzeit Zeit und Geld kosten.
Ansix Tech Co Ltd
Wenn Sie Pläne im Bereich der Mikroschaumformung von Motorabdeckungen haben, können Sie uns jederzeit kontaktieren. Wir setzen Ihre Ideen in die Tat um, helfen Ihnen, Ihre Ziele zu erreichen und Großaufträge zu generieren. Sie erreichen uns unter info@ansixtech.com oder direkt unseren CTO unter stephen@ansixtech.com.
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