Automation für die Kunststoffverarbeitung Deutlich schnellere Auftragsbearbeitung und mehr Flexibilität 09. Oktober 2024
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apra-plast versteht sich als Lösungsanbieter für Gehäuse, Verkleidungen und Teile aller Art. Genauso individuell wie die Produkte sind auch die Anlagen, mit welchen das Unternehmen selbige herstellt. Besonderes Know-how ist also auch hier gefragt. Deshalb setzt man seit vielen Jahren auf MiniTec als Partner und Sondermaschinenbauer – so auch bei einer halbautomatischen Nut-Fräs-Anlage.

Kunststoffgehäuse fertigen, mit runden oder eckigen Kanten, mit großen oder kleinen Radien – das ist die Kernkompetenz von apra-plast. Das Unternehmen mit Sitz in Daun-Pützborn in der Eifel gehört zur apra-gruppe, welche anmehreren Standorten insgesamt rund 470 Mitarbeiter beschäftigt, davon etwa 85 bei der apra-plast. Individualität ist bei den Produkten Trumpf, so Geschäftsführer Jürgen Könen:  „Wir haben keine Standardartikel, sondern fertigen die Gehäuse individuell nach den Anforderungen der Kunden.

Überall da, wo Kunststoffgehäuse oder -verkleidungen in kleineren bis mittleren Stückzahlen gebraucht werden,´sind wir der passende Partner – auch, weil wir zumeist ohne Werkzeugkosten auskommen.“ Die Einsatzfelder der Gehäuse sind vielfältig und reichen von Verkleidungen für Dentallaborfräsen über Anzeigegehäuse, Ticketlesegeräte einer Airline, Tensoder EEG-Geräte bis hin zu Messgeräten aller Art. Vielfach werden sie auch für Steuerungen oder Bedieneinheiten von Anlagen oder Geräten benötigt.

Die Gehäuse von apra-plast kommen in ganz unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz.

Unterschiedliche Fertigungstechniken
Abhängig von den Anforderungen kommen neben der Fräs-/ Biege-Technik bei Bedarf auch Thermoformen oder Vakuumguss zum Einsatz. Daneben spielt der 3D-Druck eine wichtige Rolle. Ein Vorteil der Fräs-/Biege-Technik ist, dass sie ohne Werkzeugkosten auskommt. Hier werden die Gehäuse aus einer Kunststoffplatte über verschiedene Bearbeitungsschritte gefertigt. Entsprechend bietet sie gerade bei kleineren Stückzahlen, bei Variantenfertigung oder wenn es um eine unterschiedliche Bedruckung geht, eine hohe Flexibilität – von welcher die Kunden von apra-plast profitieren.

Das Unternehmen ist aber nicht darauf festgelegt, so Könen: „Mit der Tiefziehtechnik, dem 3D-Druck oder dem Vakuumguss haben wir weitere Fertigungstechnologien, die wir auch kombiniert für die Lösungen unserer Kunden einsetzen. Zusätzlich können wir über unsere Muttergesellschaft, die apranorm, auch Metallbauteile wie Montageplatten, Bodenplatten, Rückwände, Versteifungsprofile und Ähnliches mit anbieten.“

Langjährige Zusammenarbeit mit MiniTec
MiniTec hat bereits zahlreiche Anlagen gebaut, die in der Produktion von apra-plast zum Einsatz kommen. „Die Zusammenarbeit gibt es schon seit über zehn Jahren“, so Könen. Und ergänzt: „Das sind verschiedenste Projekte gewesen, beispielsweise eine Nut-Fräs-Anlage, eine automatische Biege-Einheit oder aktuell eine Erwärm-Einheit für unsere Rundbiegetechnik, an welcher wir gemeinsam entwickeln.“

Es ergeben sich auch immer wieder Ansätze für neue Anlagen, da es für die speziellen Anforderungen keine Maschinen von der Stange gibt, sagt er. „Wir haben eine ganz individuelle Fertigungsart und somit sind auch die Maschinen und Werkzeuge fast alles Eigenentwicklungen oder Sonderteile.“

Nut-Fräs-Anlage zur Gehäusebearbeitung
Ein interessantes Beispiel für eine solche Automationslösung von MiniTec ist die erwähnte Nut-Fräs-Einheit. Aufgabe dieser Maschine ist es, in Kunststoffplatten eine präzise Nut zu fräsen, die bezüglich Breite, Tiefe und Länge exakt den Vorgaben für das jeweilige Bauteil entspricht. Die Nut kann später etwa dazu dienen, die Biegelinie für ein Gehäuseteil vorzugeben – also die Linie, an welcher das Bauteil im nächsten Arbeitsschritt gebogen wird. Für diese Aufgabenstellung hatte apra-plast bereits seit langem eine Anlage im Einsatz. Hier gab es zunehmend Probleme bei der Ersatzteilbeschaffung.

Vor allem aber war die Maschine bezüglich der Performance und den Möglichkeiten stark veraltet. Sämtliche Verstell-Möglichkeiten etwa erfolgten noch von Hand. „Wir wussten, dass mittlerweile ganz andere Geschwindigkeiten realisierbar sind, entsprechend erhofften wir uns von einer neuen Anlage mehr Automation und damit einen höheren Durchsatz“, erklärt der Geschäftsführer.

Konzeptstudie als Vorlage
apra-plast beauftragte zunächst zwei Studenten der Hochschule Kaiserslautern mit einem Grobentwurf einer solchen Maschine, quasi als Projektarbeit. Auf dieser Grundlage sollte später eine entsprechende Anlage realisiert werden. Bei der Suche nach einem passenden Partner wurde man schnell bei MiniTec fündig. Aus dem Konzept wurde ein Anforderungsprofil abgeleitet, anhand dessen MiniTec dann die neue Maschine entwarf, konstruierte und baute, einschließlich der Steuerung.

Beim Einlegen der Bauteile stellt ein Anschlag deren präzise Ausrichtung sicher.

Das Gehäuse für die Steuerung kam selbstredend aus der apra-gruppe – konkret von der apra-Gerätebau, da es sich um einen Metall-Schaltschrank handelte. Das Bedienelement für die Eingabe der Eckdaten und Verfahrwege wiederum wurde von apra-plast selbst beigesteuert. Nach der Abnahme im Werk bei MiniTec wurde die Maschine ausgeliefert. Die Anlage lief von Beginn an stabil, so Könen: „Bis auf einige wenige Feinjustierungen war gleich alles in Ordnung, und so ist sie auch heute, nach etwa fünf Jahren, noch erfolgreich im Einsatz.“

In der Anlage können zwei verschiedene Nutfräser zeitgleich montiert werden.
 

NC-Ansatz erspart Werkzeugwechsel
Bei der Nut-Fräs-Maschine von MiniTec handelt es sich um eine NC-Anlage. „Wir haben verschiedene Form-Geometrien als Nutfräser, die über komplette Bauteillängen benötigt werden. Auf der Anlage können wir auf zwei Antriebseinheiten verschiedenste Nutfräser einsetzen, um diese Profilkonturen dann im Material widerzuspiegeln. Wir haben zum Beispiel einen Biegenutfräser, der eine 90 Grad-Nut erzeugt, die sehr scharf sowie grat- und spanfrei sein muss“, erläutert Könen. Zudem verfügt die Anlage über Verschluss- oder Befestigungssysteme, wo Nutfräser mit verschiedenen Werkzeugen kombiniert verwendet werden können.

Grundsätzlich könnte das Ganze auch mit einer CNC-Maschine realisiert werden, diese müsste dann aber zwei bis drei Werkzeuge im Einsatz haben. „So haben wir den Vorteil, dass wir die Aufgabenstellung mit einem speziellen Nutfräser in nur einem Arbeitsgang und auch mit sehr viel höheren Vorschüben realisieren können“, ergänzt er. Die MiniTec-Anlage arbeitet teilautomatisch. Ein Mitarbeiter rüstet die Maschine, indem er den passenden Nutfräser montiert. Es gibt zwei Antriebseinheiten, das heißt er kann bis zu zwei verschiedene Nutfräser auf der Maschine montieren. Dann stellt er über die Bedieneinheit die Tiefe und die Anschläge ein. Im Anschluss legt er die Bauteile im Stapel auf und startet die Maschine. Die Teile werden dann in die Anlage eingezogen, bearbeitet und kommen auf der Rückseite wieder heraus. Am Ende entnimmt der Mitarbeiter die fertigen Teile und legt sie auf einem Stapelwagen ab.

Zahlreiche Verbesserungen
Im Rahmen der Einführung der neuen Anlage wurde eine Rüstzeit-Optimierung durchgeführt, zudem gab es Optimierungen im Bereich der Späne-Absaugung. Könen erläutert weitere Verbesserungen: „Heute können wir einen größeren Teilequerschnitt einsetzen und es kann auch dickeres Material bearbeitet werden. Die alte Anlage konnte Material bis 3 mm verarbeiten, jetzt können wir bis 8 mm gehen. Die alte Anlage arbeitete zudem komplett manuell. Heute kann alles elektronisch eingegeben werden, was für eine höhere Präzision und auch für eine deutliche Rüstzeitminimierung sorgt.“

Schnellerer Durchsatz
Die Auftragsbearbeitung geht mit der MiniTec-Anlage deutlich schneller als früher. Dabei hänge der Durchsatz stark von der Teilegröße ab, so der Geschäftsführer: „Die Maschine hat eine gewisse Vorschubgeschwindigkeit, welche letztlich die Taktzeit vorgibt. Aber es gibt eben Bauteile mit einer Länge von 100 mm und solche, die 600 mm messen. Und dementsprechend ergeben sich andere Stückzeiten.“

Vorteil MiniTec
Der apra-plast-Chef lobt neben dem Engineering-Know-how von MiniTec auch die Vorteile des Profilbaukastens: „Weil unsere Anlagen ja wirklich Einzelstücke sind, ist man durch die Profilbauweise sehr flexibel und kann relativ schnell Veränderungen oder weitere Optimierungen vornehmen.“ Entsprechend sieht er weiteren Anlageprojekten mit MiniTec positiv entgegen: „Wir haben quasi nur individuelle Maschinen, die speziell für uns gebaut wurden. Und es wird auch künftig immer Anwendungen geben, wo wir Sonderlösungen benötigen. Da werden wir sicher wieder auf MiniTec als verlässlichen Partner setzen.“

Die Nut-Fräs-Anlage bietet für apra-plast- Geschäftsführer Jürgen Könen viele Vorteile.

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