Firma Tollcraft z Georgensgmünd w Bawarii zajmuje się m.in. formowaniem wtryskowym i wytwarzaniem form, a specjalizuje się w produkcji małych kształtek i mikrokształtek wtryskowych. Przedsiębiorstwo współpracuje z firmą Unitron Hearing GmbH – producentem aparatów słuchowych, dla którego w procesie formowania wtryskowego wytwarza elementy aparatów słuchowych. Wymogi stawiane przez Unitron są wysokie – zarówno w odniesieniu do wykorzystywanych form, jak również procesów produkcji i montażu. Korpus aparatu słuchowego składa się z zaawansowanej twardo-miękkiej struktury. Komponent twardy to PA12, a komponent miękki tworzy termoplastyczny elastomer. Oprócz niego Tollcraft wytwarza jeszcze zasobniki na baterię oraz przyciski włączające. Unitron jest zaangażowany w cały proces wytwórczy elementów produkowanych przez Tollcraft – poczynając od modelowania danych 3D, przez budowę formy i formowanie wtryskowe, a na kontroli jakości kończąc.

20 tygodni na opracowanie technologii
Zaangażowanie firmy Unitron nie wynikało tylko z konieczności opracowania bezpiecznych dla procesu narzędzi do zintegrowanej produkcji części. Jeszcze istotniejsze było uzyskanie mikromasy szczelinowej zapewniającej bezkompromisową dokładność dopasowania i precyzyjną powtarzalność wtryskiwania najlżejszych porcji materiału z zachowaniem idealnych proporcji twardego i miękkiego komponentu. Dostawca musiał dokonać niemożliwego także w kwestii czasu opracowania projektu, który wynosił 20 tygodni. Koncepcji zautomatyzowanej produkcji w dwukomponentowym procesie formowania wtryskowego towarzyszyła budowa obrabiarki precyzyjnej oraz opracowanie i zaprogramowanie wtryskarki 2K. Zastosowano maszynę Arburg A470S 2 ze zintegrowanym systemem zarządzania jakością, układem kamer oraz robotem, który automatycznie odstawia części na przenośnik taśmowy, a jednocześnie rozdziela pojemniki, aby wyspecjalizowany personel mógł zająć się pakowaniem części.

Proces produkcyjny realizowano w ścisłej współpracy zespołów inżynierskiego i narzędziowego oraz działów formowania wtryskowego firm Toolcraft oraz Arburg –producenta wtryskarki. Dzięki temu proces formowania wtryskowego przebiega stabilnie i umożliwia wytwarzanie dużej liczby sztuk.

Natrysk dwoma tworzywami sztucznymi
Proces 2K odgrywa także znaczącą rolę przy produkcji systemów monitorowania ciśnienia opon wytwarzanych przez firmę Weiss Kunstoffbearbeitung z Illertissen dla fabryki zaworów Alligator Ventilfabrik w Giengen. Obudowa czujnika odlewana jest w procesie dwuskładnikowym (2K), a następnie integrowana z anteną nadawczą, która przekazuje drogą radiową dane pomiarowe. Pod względem technologii produkcji cały proces został starannie przemyślany, o czym świadczy fakt, że podczas montażu i demontażu opon obudowa chroni elektronikę pomiarową.

Weiss już na etapie składania oferty rozwinął koncepcję produkcji, która uwzględniła tę szczególną cechę. Proces rozpoczyna się od przygotowania granulatu z tworzywa sztucznego, a także anteny – filigranowego elementu tłoczonego. Jest ona automatycznie oddzielana i przekazywana do robota, który przenosi część tłoczoną do instalacji 2K wyposażonej w mechanizm obrotowy. Wtryskarka 2K w pierwszej kolejności natryskuje antenę tworzywem PBT, z którego składa się właściwa obudowa czujnika, a w drugim etapie procesu miękkim TPE, który zamyka otwory montażowe i formuje uszczelnienie.

Twardo-miękkie struktury tworzone są w całości bez narzędzi dzięki wykorzystaniu urządzenia Freeformer. Maszyna ta – pierwszy produkt firmy Arburg pracujący w technologii druku 3D, umożliwia wytwarzanie na podstawie danych 3D CAD w pełni funkcjonalnych części z tworzyw sztucznych bez form wtryskowych z uzupełnieniem ze standardowego granulatu. Granulat – podobnie jak przy formowaniu wtryskowym – roztapia się w pierwszej kolejności w cylindrze plastyfikującym. Bardzo małe kropelki tworzywa sztucznego nanoszone są warstwowo na ruchomą paletę przez nieruchomą dyszę zespołu nanoszącego, która taktowana jest za pomocą elementu piezoelektrycznego. Drugą dyszę można wykorzystać do wytworzenia dodatkowego komponentu, np. podzespołu o twardo-miękkiej strukturze.