Schnell & effizient: Software im Formenbau

Das Formenbauunternehmen iMFLUX wurde 2013 mit dem Zweck gegründet, die Herstellung von Formen für Kunststoffprodukte soweit wie möglich zu beschleunigen. Mit Software aus dem Xcelerator-Portfolio von Siemens ist es dem Unternehmen gelungen, diese Aufgabe zu meistern.

Was sehen Sie vor Ihrem inneren Auge, wenn Sie an das Duschgel denken, das Sie jeden Morgen verwenden, oder an das Spülmittel, mit dem Sie den Abwasch erledigen? Vermutlich die Verpackung, die wahrscheinlich aus Kunststoff besteht. Die Designer, die diese Verpackung entwickeln, machen sich Gedanken über den geeigneten Kunststoff, die Farbe, die Form und den vorgesehenen Inhalt des Behälters; aber auch darüber, wie sich der ökologische Fußabdruck verbessern lässt. Industrieingenieure bei iMFLUX hingegen denken bei Kunststoffverpackungen an die Formen zu ihrer Herstellung.

Präzisionsformen für einen hochpräzisen Prozess

Und das sind bei iMFLUX nicht irgendwelche Formen. Sie werden in einem Prozess eingesetzt, der auf einen niedrigen, konstanten Spritzdruck, statt auf Schnelligkeit oder Geschwindigkeit setzt. Das Spritzgießen erfordert präzise Toleranzen, denn das Werkzeug muss beim Einspritzen der Kunststoffmasse einem Druck von bis zu rund 1.400 Bar standhalten, ohne dass die Masse aus dem Werkzeug austritt.

Fokus auf die Erfüllung der Kundenerwartungen

Der Herstellungsprozess einer Form beginnt in der Regel damit, dass iMFLUX von einem Kunden einen Designentwurf oder ein Konzept erhält. „Wir setzen das Konzept des Kunden von der Entwurfsskizze bis hin zur abschließenden Qualifizierung der Form und des Teils selbst um“, erläutert Brent Huxel, Director of Mold Design & Project Management bei iMFLUX. Der schnelllebige Konsumgütermarkt steht unter dem Druck, Kundenaufträge schnellstmöglich zu erledigen, um die erwartete Schnelligkeit zu gewährleisten und das nächste Projekt beginnen zu können. Die Nachfrage nach Formen von iMFLUX ist hoch. Das gilt für die Muttergesellschaft P&G ebenso wie für die externen Kunden.

Trotz enger Termine strebt iMFLUX höchste Genauigkeit an, denn im Formenbau sollte nach Möglichkeit der erste Versuch erfolgreich sein. Muss die Form nachträglich korrigiert werden, weil etwa in der Entwurfsphase etwas übersehen oder der Herstellungsprozess nicht umfassend überprüft wurde, steigen die Kosten schnell an.

Nur die besten Werkzeuge 

„Entwürfe müssen so schnell wie möglich in Produktion gehen, damit wir P&G die gewünschten Schnelligkeitsvorteile bieten können und unsere externen Partner die Qualität erhalten, die sie von uns erwarten“, sagt Dan Lumpkin, Vice President of Manufacturing Tooling and Design bei iMFLUX. Weil sich diese Anforderungen nur mit den besten Konstruktionstools erfüllen lassen, nutzt iMFLUX Software aus dem Xcelerator-Portfolio, einem umfassenden, integrierten Software- und Serviceportfolio von Siemens Digital Industries Software.

Am Anfang steht ein validiertes digitales Modell

Ständiger Begleiter der Designer bei iMFLUX ist NX Mold Design. Die Softwarelösung automatisiert und optimiert den gesamten Formentwicklungsprozess einschließlich Teile- und Werkzeugkonstruktion sowie Validierung der Bewegungsabläufe. „Die Standardform-Komponenten in der „Mold Wizard“-Bibliothek ermöglichen Formenkonstrukteuren ein schnelleres und effizienteres Arbeiten. Mit den Tools zur Vorabvalidierung von NX Mold Design lassen sich Maßfehler korrigieren und die Fertigungsfähigkeit sicherstellen. Unsere Kunden konnten ihren Formentwicklungsprozess um bis zu 50 Prozent beschleunigen“, betont Bob Haubrock, Senior Vice President of Product Engineering Software bei Siemens Digital Industries Software. 

 

Mit NX CAD verfügen die Konstrukteure über ein Tool zur Erstellung virtueller Produktmodelle. Die Möglichkeit zur Simulation des fertigen Produkts macht physische Prototypen überflüssig, deren Erstellung hohe Kosten verursacht und viel Zeit in Anspruch nimmt. Für die NC-Programmierung wird NX CAM verwendet. Mit dieser umfassenden Softwarelösung lassen sich CNC-Maschinen und Roboter für die Fräs- und Drehbearbeitung sowie für Funkenerodieren und Senkerodieren in der Fertigung steuern und vernetzen.

Mehr Nachhaltigkeit in der Fertigung

Mithilfe von Softwarelösungen aus dem Xcelerator-Portfolio erzielt iMFLUX eine Erstausbeute (First-Time Yield) im Bereich des 90. Perzentils. „Die leistungsfähigen und genauen NX CAM-Tools für die Bearbeitungssimulation haben daran den größten Anteil“, sagt Siemens Senior Account Executive Brad Fleming. „Ein genauer digitaler Zwilling des gesamten Bearbeitungsprozesses – einschließlich Teilen, Spannmitteln und Bearbeitungskinematik – macht es für Teilehersteller einfacher, schnell optimale Produktionsmethoden zu definieren.“ Ein besonderer Vorteil für iMFLUX besteht darin, dass die hohe Qualität der bearbeiteten Teile Nacharbeit überflüssig macht. Weitere Vorteile sind die fast komplette Eliminierung von Ausschuss und die längere Werkzeuglebensdauer, die beide einen Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen in der Fertigung leisten.

 

Huxel fasst zusammen: „Mit der Software von Siemens sind unsere Prozesse schneller geworden. Wir nutzen vorkonstruierte Basisformen und Hardware aus der „Mold Wizard“-Bibliothek und konnten auf diese Weise die Formenkonstruktion und -herstellung beschleunigen.“

Wenn der Faktor Zeit entscheidend ist

Mit seinen schnellen Lösungen kann iMFLUX auch aus der COVID-19-Pandemie resultierende Kundenanforderungen erfüllen. So hat iMFLUX z. B. Formen für die Plastikverschlüsse von COVID-19-Teströhrchen und für die Kopfbänder von Gesichtsvisieren hergestellt. Ein anderer Kunde beauftragte iMFLUX damit, aus Formen für Dentaltupfer Formen für die Herstellung von Abstrichtupfern für COVID-19-Tests zu entwickeln. „Wir können Formen in nur zwei Wochen bauen und reduzieren den Zeitaufwand dadurch um 30 bis 50 Prozent “, sagt Lumpkin. Von besonderem Nutzen war in diesem Zusammenhang die in der Siemens-Software enthaltene Funktion zur Erstellung eines digitalen Zwillings des Produkts. Mit dieser Funktion können Konstrukteure die Form und alle zugehörigen Schritte mit minimalem manuellen Aufwand simulieren.

 

Bei der Fertigung von Kopfbändern für Gesichtsvisiere und von Plastikverschlüssen für Teströhrchen wurde Lumpkin nach eigener Aussage klar, dass „diese neue Welt der Diagnostik für COVID-19 und auch für einfache Erkältungen von Dauer sein wird“. iMFLUX steht vor der neuen Herausforderung, die Anforderungen seiner Stammkunden mit neuen Geschäftsaktivitäten in Einklang zu bringen, die derzeit leider unverzichtbar sind. Lumpkin ist jedoch zuversichtlich, dass iMFLUX die Herausforderung mit dem Xcelerator-Portfolio bewältigen kann und dass es bei Qualität, Schnelligkeit und Service keine Einbußen geben wird.

Januar 2021

2010 beauftragte der Verbrauchsgüterriese Procter & Gamble (P&G) ein Team interner Kunststoffexperten mit der Entwicklung einer Technologie, mit deren Hilfe Kosten und Vorlaufzeit für die Einführung neuer Kunststoffteiledesigns reduziert werden können. Das Ergebnis war eine neue, bahnbrechende Technologie, die auf einem niedrigem, konstanten Spritzdruck basiert. Dies führte 2013 zur Gründung von iMFLUX, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft von P&G. iMFLUX beliefert neben der Muttergesellschaft auch eine Reihe externer Kunden. iMFLUX bezeichnet sich selbst als Software- und Innovationsunternehmen, ein Anspruch, der durch mehr als 100 weltweite Patente und weitere Patentanmeldungen untermauert wird.

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