Groth Kunststofftechnik gebruikt producten van KNARR voor het ontvormen van complexe onderdelen

Om complexe onderdelen met ondersnijdingen te ontvormen, worden door matrijzenbouwers in veel gevallen meerdelige matrijzen ingezet voor het ontvormen van onderdelen die niet overeenkomen met de openingsrichting van de matrijs. Voor het uitvoeren van dergelijke oplossingen maken de matrijzenbouwers van Groth uit Vlotho (Duitsland) gebruik van trekklinken van de hoogste kwaliteit, die afkomstig zijn van de leverancier van matrijsonderdelen KNARR.

Het bedrijf Claus Groth is gevestigd in Vlotho, in het Duitse Oost-Westfalen, en specialiseert zich sinds 1948 in de productie van complexe spuitgietmatrijzen die aan de hoogste eisen voldoen. Daarnaast produceert het bedrijf kunststof spuitgietproducten in de eigen spuitgietfabriek. Dit familiebedrijf is een betrouwbare partner voor klanten uit de autobranche, machinebouw, meubelindustrie en transporttechnologie.

De specialisten van de productieafdeling kunnen zeer flexibel ingaan op de eisen van hun opdrachtgevers en bieden een breed scala aan kosteneffectieve oplossingen voor de uitvoering van bestellingen met een omvang variërend van een paar honderd tot wel twee miljoen geproduceerde onderdelen per jaar. “We produceren spuitgietmatrijzen met afmetingen tot 800 x 600 mm”, legt Jens Strate uit, algemeen directeur van Claus Groth uit de regio Lipper Bergland. “Onze spuitgietmachines bieden een sluitkracht van tot wel 300 ton. Daarnaast leveren we onze klanten al meer dan 30 jaar afgewerkte onderdelen of samengestelde onderdelen bestaande uit kunststof en metalen elementen.”

De meeste van onze producten
zijn technische onderdelen

Jens Strate, algemeen directeur van Claus Groth: “Wij werken nauw samen met KNARR. We kunnen er altijd zeker van zijn dat de producten van goede kwaliteit zijn en lang meegaan. We zijn er zeker van dat de geleverde trekklinken niet snel zullen slijten.” – Foto: Pergler Media

Groth heeft op dit moment 32 werknemers in dienst. Op de productieafdeling werkt een team van zes specialisten die samen twintig machines bedienen en zij werken volgens een tweeploegenstelsel. Daarnaast werken er vier specialisten in de matrijzenmakerij en vijf medewerkers op de assemblageafdeling. Twee andere medewerkers zijn verantwoordelijk voor de controle van geleverde materialen, voorraadbeheer en verzending. De overige werknemers vervullen taken op het gebied van verkoop, management en administratie. Het ontwerp van de matrijzen wordt door het bedrijf aan externe gespecialiseerde ontwerpers uitbesteed en ook de productie van de elektroden wordt toevertrouwd aan betrouwbare externe leveranciers.

Over het algemeen worden er in de matrijzenmakerij typische soorten gereedschapsstaal gebruikt, maar daarnaast wordt ook gebruik gemaakt van bepaalde soorten gehard staal en af en toe ook van roestvrij staal. De matrijzen die het vaakst worden geproduceerd zijn die met vier of acht caviteiten, waar altijd een grote vraag naar is en die bijna uitsluitend in de eigen spuitgietfabriek worden gebruikt. De matrijzen zijn ontwikkeld voor een hoge procesbetrouwbaarheid en processtabiliteit en voldoen aan hoge kwaliteitsnormen. De standaard toleranties bedragen 10 µm of minder.

De meeste spuitgietproducten zijn technische onderdelen, vaak gemaakt van POM. Dit zijn thermoplastische materialen die vaak voor de productie van precisieonderdelen gebruikt worden vanwege de hoge stijfheid, lage wrijvingscoëfficiënt en goede maatvastheid. – Foto: Pergler Media

Creatieve oplossingen voor complexe productietaken

De meeste spuitgietproducten zijn technische onderdelen. Een groot deel daarvan wordt gemaakt van polyoxymethyleen (POM). Dit is een hoogmoleculair, gedeeltelijk kristallijn en thermoplastisch materiaal dat vaak voor precisieonderdelen wordt gebruikt vanwege de hoge stijfheid, lage wrijvingscoëfficiënt en goede maatvastheid. In de vestiging in Vlotho worden ook andere technische kunststoffen op grotere schaal verwerkt.

Het team van specialisten dat hier werkt komt vaak met creatieve oplossingen om aan de wensen van de klant te voldoen. Dit is met name nodig als de geometrie van de matrijs aan hoge eisen moet voldoen, zowel wat betreft de vorm als het ontvormingsproces. Denk hierbij aan gevallen waarbij geometrisch complexe onderdelen geproduceerd moeten worden met ondersnijdingen die in een richting liggen die tegengesteld is aan de ontvormingsrichting. In zulke gevallen kan het een echte uitdaging zijn om het onderdeel op een snelle en veilige manier te ontvormen zonder dat het beschadigd raakt. Fabrikanten van gereedschappen en matrijzen zetten meestal schuiven of grijpers in wanneer inkepingen, pallen of gaten in spuitgegoten onderdelen verhinderen dat onderdelen op een veilige manier met een matrijs met conventionele scheidingsvlakken ontvormd kunnen worden.

Project met drie verschillende diameters

Bij een lopend project maken de specialisten op het gebied van kunststofverwerking drie sterk op elkaar lijkende onderdelen voor een autochassis, die alleen qua afmetingen van elkaar verschillen. Hun diameters bedragen respectievelijk 62, 67 en 68 mm.

Voor het project maakten de matrijzenbouwers drie matrijzen met vier caviteiten en meerdere scheidingsvlakken, waardoor in elke matrijs tegelijkertijd vier zwarte POM-onderdelen met identieke diameters spuitgegoten kunnen worden. Het is nog onduidelijk hoe groot de uiteindelijke bestelling van de klant zal zijn. De spuitgietfabriek van Groth is geschikt voor serieproductie en is bovendien zeer goed uitgerust.

Ontvormen is een uitdaging

Het chassisonderdeel van zwart POM heeft diepe ribbels en meerdere ondersnijdingen. De specialisten van de afdeling kunststoffen bij Groth produceren deze onderdelen binnen één project in drie verschillende diameters. – Foto: Pergler Media

“Na het spuitgietproces wordt in de assemblageafdeling een O-ring van het zachtere, flexibelere materiaalsoort TPE op de onderdelen aangebracht, die op het onderdeel van POM wordt vastgelijmd”, vertelt Strate over het geproduceerde onderdeel. “De O-ring sluit aan op de metalen onderdelen van het chassis en absorbeert minimale verplaatsingen van de onderdelen ten opzichte van elkaar, die bijvoorbeeld veroorzaakt kunnen worden door trillingen tijdens het rijden. Dit voorkomt ongewenst geluidsoverlast.”

De echte uitdaging bij het spuitgieten en het daaropvolgende ontvormingsproces wordt onder meer gevormd door de diepe ribbels in het onderdeel, maar ook door de ondersnijdingen, die niet ontvormd kunnen worden in een matrijs die op de klassieke manier opent en sluit. “Deze gebieden liggen gedeeltelijk diep in de caviteit van de spuitgietmatrijs”, vertelt Strate over de uitdagingen die door de matrijsbouwers overwonnen moesten worden. “Daarom hebben we besloten om schuifregelaars te gebruiken voor het ontvormen van onderdelen met ondersnijdingen. Bovendien moet bij het ontvormen de binnenkern worden verwijderd.”

Onderdelen voorafgaand aan uitwerping. Voorafgaand aan deze stap moeten eerst de ondersnijdingen worden losgemaakt en de kernen worden verwijderd. Om dit te doen, wordt de plaat vanaf de spuitmondzijde bewogen, waarbij de sleuf aan de rechterkant van de matrijs de schuifrichting aangeeft voor het openen van het scheidingsvlak. – Foto: Pergler Media

De chassisonderdelen kunnen bij het openen van de matrijs uit de matrijs vallen of door een robot worden opgepakt – Groth voorziet in beide opties. Op de foto is te zien hoe een werknemer een speciale grijper bevestigt. – Foto: Pergler Media

Veilige ontvorming van complexe details

Schuifregelaars zijn zowel schuiven als kerntrekkers, die door de matrijzenbouwers onder het scheidingsvlak zijn geplaatst. Ze zorgen ervoor dat de ondersnijdingen vlak voor het openen van de matrijs al vrijkomen. Vooral bij grotere matrijzen worden hydraulische cilinders ingezet die de schuifregelaars verschuiven. Voor kleinere matrijzen is dit type aandrijving echter te complex en bovendien te foutgevoelig. Hiervoor worden andere oplossingen gebruikt.

“De beproefde methode die het mogelijk maakt om de speciale schuifregelaars voorafgaand aan de ontvorming weg te schuiven, berust op het gebruik van een extra plaat in de matrijs”, legt Strate uit. “Deze wordt voorafgaand aan het openen van het scheidingsvlak geactiveerd en door de resulterende beweging kan de schuif het kunststof onderdeel loslaten. Zo kunnen de onderdelen gemakkelijk uit de matrijshelft aan de spuitmondzijde verwijderd worden wanneer de matrijs bij het scheidingsvlak geopend wordt.”

De beweging wordt door twee trekklinken gestuurd

In elke matrijs ontstaan er tijdens één injectiecyclus vier identieke onderdelen. De cyclus duurt ongeveer 55 seconden. In het project waarbij drie matrijzen ontworpen zijn voor de productie van chassisonderdelen, wordt de bewegende plaat nauwkeurig door twee trekklinken bestuurd die centraal aan de boven- en onderkant van de spuitgietmatrijs gemonteerd zijn.

“Dankzij de twee trekklinken blijven de scheidingsvlakken van de matrijs gesloten tot het moment dat de schuifplaat, die door de schuifregelaar wordt aangedreven, zijn eindpositie heeft bereikt”, verduidelijkt Strate. “Pas op dat moment zorgen beide trekklinken ervoor dat het juiste scheidingsvlak van de matrijs geopend wordt, zodat het spuitgegoten onderdeel via de spuitmondzijde ontvormd kan worden en door de uitwerper naar buiten kan worden geduwd en door de robot kan worden opgepakt.”

De onderdelen van de trekklinken zijn nauwkeurig vervaardigd en, indien mogelijk, voorgemonteerd. Dit vergemakkelijkt het voor matrijsbouwers, in het bijzonder bij complexe assemblagetaken, om de trekklinken correct en probleemloos op de matrijs te monteren. – Foto: Pergler Media

Bedieningsplaat van de KNARR trekklink. De vergrendelingen zijn duidelijk zichtbaar en zorgen ervoor dat het openen van het scheidingsvlak van de matrijs pas door de trekstang wordt vrijgegeven als de bedieningsplaat van de schuiven en kerntrekkers zijn eindpositie heeft bereikt. – Foto: Pergler Media

KNARR staat in Oost-Westfalen uitstekend bekend

De trekklinken voor alle drie de matrijzen zijn gemaakt door KNARR, de specialist op het gebied van matrijsonderdelen, gevestigd in Helmbrechts in de Duitse deelstaat Oberfranken. Sinds de oprichting heeft KNARR zich gespecialiseerd in de productie van uitwerpers en op dit gebied is het bedrijf nog steeds de toonaangevende fabrikant, al heeft het in de tussentijd zijn productportfolio uitgebreid en talrijke klanten voor zich gewonnen, vooral in de regio Oost-Westfalen.

“We werken al vele jaren samen met deze leverancier van matrijsonderdelen”, benadrukt Strate. “Hun uitstekende dienstverlening is belangrijk voor ons, maar nog belangrijker zijn de hoge kwaliteit en duurzaamheid van al hun componenten. Daar kun je echt op vertrouwen. We kunnen er zeker van zijn dat de geleverde trekklinken niet snel zullen slijten.”

Snelle en eenvoudige installatie

De hoogwaardige trekklinken van KNARR zijn een belangrijke factor in de nauwkeurige controle van de volgorde van de matrijsbewegingen. De compacte eenheid is door de fabrikant voorgemonteerd, zodat de matrijzenbouwers ze snel en eenvoudig op de spuitgietmatrijs kunnen installeren. Afhankelijk van het toepassingsdoel zijn bedieningselementen verkrijgbaar in de volgende installatievarianten: opbouw, verzonken of ingezet. In het geval van de drie genoemde matrijzen kozen de matrijzenbouwers van Groth voor de opbouwvariant.

Op de afdeling productontwikkeling van KNARR hebben de ontwikkelaars veel aandacht geschonken aan verantwoorde installatiematen en een praktische definitie van standaardmaten. De bedieningsplaat en trekstang worden door KNARR op verzoek van de klant in de gewenste lengte en met de vereiste montagegaten geproduceerd. De fabrikant van de matrijsonderdelen levert trekklinken in standaardmaten die volledig klaar zijn voor installatie.

Op maat gemaakte componenten

Alle onderdelen werden verpakt en montageklaar bij de matrijzenbouwers afgeleverd. De in opdracht van Groth werkende matrijzenbouwer downloadde alle benodigde 3D-gegevens over de trekklink van het portaal van KNARR en stemde deze exact af op het toepassingsdoel. De specialisten van de bewerkingsafdeling kortten vervolgens de trekstang van 1.2312 genitreerd staal tot de juiste lengte in en zorgden ook voor de exacte afstelling.

“Tijdens het bewerken voel je gewoon dat KNARR onderdelen van topkwaliteit levert die door ons vervolgens met plezier worden bewerkt,” vertelt Strate. “De kwaliteit is gewoon voelbaar. Dat geldt zowel voor het materiaal zelf als voor de afwerking. De verstrekte gegevens zijn ook heel nauwkeurig. En dan hebben we het nog niet eens over de eenvoud van de montage, want omdat het onderdeel al is voorgemonteerd, hoeven we ons dankzij KNARR niet meer bezig te houden met de vermoeiende assemblage van de zogenaamde “trekklinkset”.

Claus Groth GmbH Innovatieve kunststoftechnologie
De besloten vennootschap Claus Groth GmbH produceert sinds 1948 spuitgietmatrijzen die aan hoge technische eisen voldoen en het bedrijf houdt zich bezig met de serieproductie van spuitgietproducten. Dankzij meer dan 75 jaar ervaring in spuitgieten en matrijzenbouw is dit familiebedrijf een betrouwbare partner voor bedrijven uit de autobranche, machinebouw, meubelindustrie en transporttechnologie. Dit bedrijf verzekert zijn klanten van maximale flexibiliteit, niet alleen in het ontwerp en de productie van spuitgietmatrijzen, maar ook in de productie- en ordervolumes. Of de klant nu een paar honderd of 2 miljoen onderdelen per jaar nodig heeft, er wordt voor elk volume een kosteneffectieve oplossing geboden. Ze zijn al meer dan 30 jaar actief op de markt, ook op het gebied van de productie van onderdelen en samengestelde onderdelen bestaande uit kunststof en metalen elementen.

Hoogwaardige componenten leiden tot optimale prestaties

Dankzij de zorgvuldig geselecteerde materialen en gecoate onderdelen garandeert KNARR duurzame trekklinken met een geoptimaliseerde levensduur en daardoor aanzienlijk lagere onderhoudskosten. Bovendien kan de cyclusduur geminimaliseerd worden dankzij het snelle openen en sluiten van de matrijs, dankzij de puur mechanisch aangedreven matrijsoplossing. Het vergrendelingssysteem op de trekklink, waarmee de tussenliggende matrijsplaat in een precieze positie vergrendeld kan worden, sluit het risico op botsingen uit en zorgt voor een stabiel productieproces.

“We kunnen vertrouwen op de hoge kwaliteit van de matrijsonderdelen, de betrouwbare leveringen en het professionele advies van KNARR, onze leverancier van matrijsonderdelen,” besluit Strate. “Ik maak er geen geheim van dat we ook onderdelen van andere leveranciers aankopen, maar in het geval van de kleinere matrijzen hebben we volledig voor KNARR gekozen. Daardoor zijn we er zeker van dat alles past. We weten dat deze leverancier van matrijsonderdelen altijd zijn uiterste best doet om aan onze verwachtingen te voldoen.”

Trekklink
Een trekklink is een mechanisch bedieningselement. Hiermee kan tijdens het openen van de matrijs de volgorde van bewegingen van de matrijsplaten afzonderlijk geregeld worden om het onderdeel te ontvormen. Dankzij de stabiele vergrendelingen in de trekklinken garandeert KNARR de gebruiker van een hoge processtabiliteit, aangezien de trekklink de tussenliggende matrijsplaat in een nauwkeurig gedefinieerde positie vergrendelt. Het ontwerp van het systeem sluit het risico op botsingen uit. Het feit dat KNARR ervoor zorgt dat alle onderdelen in de trekklinkbehuizing zijn ingebouwd, levert een groot voordeel op bij het monteren en demonteren van het onderdeel, omdat er daardoor niet ongemerkt een onderdeel uit kan vallen en er niet eerst aan de trekklink “gesleuteld” hoeft te worden. Dit is een belangrijk voordeel, vooral bij complexe assemblagetaken.

Een veilige oplossing voor schuifregelaars
Er zijn veel verschillende oplossingen om de schuiven en kerntrekkers in spuitgietmatrijzen te laten bewegen. Deze variëren van directe aandrijving met hydraulische cilinders of servoaandrijvingen tot puur mechanische varianten. Oplossingen waarbij de openingsslag van de spuitgietmachine benut wordt om de onderdelen eruit te trekken, zijn vooral gunstig voor kleinere matrijzen. In dat geval kan in de matrijs een extra beweegbare plaat worden aangedreven. Een trekklink kan een uitstekende oplossing zijn om de volgorde van de bewegingen van zo’n plaat te regelen. Deze functie, die het mogelijk maakt om een extra scheidingsvlak in de matrijs te plaatsen, benut een deel van de openingsbeweging van de spuitgietmachine, die bepaald wordt door een passende instelling van de trekklink waarmee eerst de plaat, en dus de schuiven en trekkers, kan bewegen. Hierdoor kan het kunststof onderdeel in de ontvormingsrichting loskomen. Pas na deze eerste verschuiving zal de trekklink helemaal ontgrendelen en kan het scheidingsvlak van de matrijs geheel geopend worden en kan het onderdeel worden ontvormd.

WEBSHOP

etagematrijzen