Spritzguss/Automation Wittmann: Effiziente Produktion trifft flexible Automation

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Auf der Fakuma 2026 zeigt Wittmann, wie sich Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und einfache Bedienung verbinden lassen: mit einer platzsparenden Produktionszelle für PCR-Pflanzgefäße und der leistungsstarken R9-Robotersteuerung mit dem neuen Linearroboter WX253.

Leicht, materialsparend, energieeffizient – und aus Post-Consumer-Rezyklat (PCR). Genau solche Anwendungen bringen die Kreislaufwirtschaft nach vorne. Wie sich Nachhaltigkeit mit einer hohen Wirtschaftlichkeit vereinen lässt, demonstriert die Wittmann Gruppe auf der Fakuma mit der Herstellung von stapelbaren Pflanzgefäßen. Die Produktionszelle spart Platz, Energie und Material ein und reduziert damit die Stückkosten.

Für einen kleinen CO₂-Fußabdruck – mit höchster Kosteneffizienz

Die SmartPower Spritzgießmaschine mit 300 t Schließkraft arbeitet mit einem Werkzeug von Schicktanz und der Cellmould Schaumspritzgießtechnologie. Verarbeitet wird ein Recycling-Polypropylen von Borouge, das aus Post-Consumer-Sammlungen stammt. Auf diese Weise punkten die Pflanzgefäße, die über das Förderband die integrierte Produktionszelle verlassen, mit einem besonders kleinen CO₂-Fußabdruck. Hierzu tragen die fossilfreie Rohstoffquelle und die sehr hohe Energieeffizienz der servohydraulischen SmartPower Spritzgießmaschine ebenso bei wie das physikalische Schäumen mittels Cellmould. Im Cellmould Verfahren wird beim Plastifizieren Stickstoffgas in die Kunststoffschmelze injiziert, das beim Einspritzen der Schmelze in die Kavität entweicht. Auf diese Weise entsteht eine mikrozelluläre Schaumstruktur im Inneren des Bauteils. Es wird weniger Rohmaterial benötigt und das Bauteilgewicht sinkt. In vielen Fällen weisen im Schaumspritzguss produzierte Bauteile bessere mechanische Eigenschaften auf als kompakt produzierte Teile. Da beim Schaumspritzgießen gegenüber dem Kompaktspritzguss ein geringerer Einspritzdruck ausreicht und zudem die Schließkraft reduziert werden kann, sinkt der Energieaufwand.

Ein weiteres Augenmerk bei der Entwicklung der Cellmould Technologie lag auf der sehr einfachen Anwendbarkeit. So lässt sich der gesamte Prozess über die B8X Steuerung der Spritzgießmaschine bedienen. Der Anwender bleibt innerhalb der gewohnten Wittmann Steuerungslogik, die ein sehr intuitives Arbeiten unterstützt.

PCR sicher im Schaumspritzguss verarbeiten

In umfangreichen Versuchsreihen konnte das Unternehmen zeigen, dass sich recycelte Kunststoffmaterialien ebenso effizient und stabil im Cellmould Verfahren verarbeiten lassen wie Neuware. Die Herstellung der Pflanzgefäße auf der Fakuma 2026 belegt die hohe Präzision und Maßhaltigkeit beim Verarbeiten des Recycling-PPs. Die hohe Abformpräzision ist hier besonders wichtig, damit sich die Pflanzgefäße zum Gestalten vertikaler Gartenelemente stabil stapeln lassen. Geometrische Abweichungen würden schnell zu Ausschuss führen. Da sich das Stickstoffgas beim Ausdehnen der Schmelze innerhalb der Kavität quasi explosionsartig verteilt, werden mittels Cellmould auch geometrisch anspruchsvolle Formen mit sehr kleinen Wanddickenbereichen und Hinterschnitten zuverlässig gefüllt.

Wittmann hat gezielt für das physikalische Schäumen eine eigene Plastifiziereinheit entwickelt. Die patentierte Cellmould 3-Zonen-Schnecke wird für alle Anwendungen im eigenen Haus produziert. Sie eignet sich für ein breites Spektrum an Kunststoffmaterialien und führt auch bei schwer homogenisierbaren Polymeren zu einer reproduzierbaren Bauteilqualität. Die einzelnen Zonen der Schnecke lassen sich unabhängig voneinander austauschen, was Instandhaltungsarbeiten einfacher und kostengünstiger macht.

Einen weiteren Beitrag zur Reduktion von CO₂-Emissionen leistet N2easy. Die Stickstoffgaserzeugungsanlagen aus der eigenen Entwicklung und Produktion gewinnen den Stickstoff aus der Umgebungsluft und können das Gas bei Bedarf mehreren Verbrauchern gleichzeitig zur Verfügung stellen. N2easy rechnet sich bereits ab einem Stickstoffverbrauch von einer Gasflasche am Tag. Damit ersetzt die Entwicklung die aufwändige N2-Logistik über die Straße.

Inline-Thermografie bestätigt Qualitätskonstanz

Die Pflanzgefäße werden von einem Linearroboter vom Typ WX142 entformt, einer vollautomatisierten 100 %-Qualitätsprüfung zugeführt und die Gutteile auf dem Förderband abgelegt. Die Qualitätskontrolle erfolgt mittels Inline-Thermografie, die die Infrarotstrahlung der Bauteile in Wärmebilder umwandelt. Wurde die Thermografie lange Zeit zur manuellen Qualitätskontrolle eingesetzt, erlauben es die moderne Kameratechnik und Bildverarbeitung die thermografische Bauteilprüfung inline in den Prozess zu integrieren. Die

Infrarotkamera ist hierfür auf dem Z-Träger des Roboters montiert. Jedes aufgenommene Bild wird von der Software mit dem hinterlegten Referenzbild verglichen. Von den Sollvorgaben abweichende Bauteile werden über eine Qualitätsweiche ausgeschleust. Das Wärmebild gibt Auskunft sowohl über die Oberflächenhomogenität als auch die internen Strukturen. Auf diese Weise lässt sich die Qualität des Schäumprozesses beurteilen.

Auf kleiner Stellfläche

Ausgeführt als FlexCell primus, bilden Roboter, Förderband und Schutzeinhausung eine feste Einheit. Die vom Unternehmen entwickelten FlexCell Automatisierungszellen basieren auf einem standardisierten Konzept und sind dennoch sehr flexibel. Alle Automatisierungskomponenten haben in der FlexCell ihren festen Platz und sind sicher umschlossen. Die Zellen sind modular erweiterbar.

Da die Zellen direkt an die Spritzgießmaschine andocken und die Produktion bei offener Maschinenschutztür erlauben, kann die Automatisierung besonders nah an das Werkzeug heranrücken und damit den Platzbedarf der gesamten Arbeitszelle reduzieren. Die Automatisierungszellen FlexCell sind in drei Ausführungen erhältlich. In der hier präsentierten Primus Ausführung ist die Schutzeinhausung auf dem Förderband montiert und benötigt keine separate Stellfläche. Sie lässt sich mitsamt dem Förderband sehr einfach zur Seite wegschieben und bietet jederzeit freien Zugang zum Werkzeugraum.

Aufgrund des standardisierten Aufbaus zeichnen sich, laut eigenen Angaben, die FlexCell Automatisierungszellen durch kurze Lieferzeiten und ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis aus. Sie sind kompatibel mit Spritzgießmaschinen aller Marken und können in bestehenden Produktionen nachgerüstet werden.

Viel Flexibilität und Bedienkomfort bei höchster Kosteneffizienz

Ein weiterer Fokus auf der Fakuma aus dem Bereich Automatisierungstechnik präsentiert Wittmann mit der R9 Robotersteuerung. Sie vereint laut herstellerangaben eine intuitive Bedienung und Programmierung mit einem hohen Maß an Flexibilität. Präsentiert wird die R9 unter anderem mit einem Linearroboter WX253, der auf der Fakuma 2026 erstmalig dem Fachpublikum präsentiert wird. 

Kommunikationsplattform für die gesamte Peripherie

Die R9 ist mehr als eine Robotersteuerung. In vernetzten Produktionszellen wird die R9 zur Kommunikationsplattform für die gesamte Peripherie und macht separate Steuerungen weiterer Anlagenkomponenten überflüssig. Mit der Möglichkeit, bis zu zwölf Servoachsen zu integrieren, löst die R9 auch die komplexesten Automatisierungsaufgaben. Für die Einbindung unterschiedlichster Automatisierungskomponenten stehen sowohl analoge als auch digitale Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Zudem ist die R9 bereits im Standard mit einer OPC UA-Schnittstelle ausgerüstet.

Wesentlich für die einfache Bedienbarkeit ist die TeachBox, die mit Touchscreen und Live-3D-Animationen punktet. Für die sehr präzise Steuerung von Fahrbewegungen und für den Wechsel zwischen den Betriebsmodi stehen zusätzlich Tasten mit taktiler Rückmeldung bereit.

Um es den Anwendern bei der Programmierung und Bedienung einfach zu machen, ohne die Flexibilität einzuschränken, bietet die R9 drei user-spezifische Bedienkonzepte. Der animierte Programmeditor QuickNew Wizard unterstützt beim Programmieren, indem auch komplexe Anwendungen einfach und übersichtlich dargestellt werden. Mittels QuickEdit lassen sich Befehle ändern und Werte erfassen, während die allgemeine Programmsyntax geschützt bleibt. Auf diese Weise können auch Produktionsmitarbeiter ohne tiefgehende Automatisierungskenntnisse und Erfahrung einfach und sicher mit dem Roboter arbeiten. Der TextEditor schließlich eröffnet erfahrenen Programmierern unbegrenzte Freiheit. Jeder Ablauf wird zeilenbasiert erstellt. Hierfür wird die gewünschte Funktion am Roboter ausgeführt und mittels Tastendruck ins Programm übernommen. Die freie Namenszuweisung für E/A, Zylinder, Greifer- und Vakuumkreise sowie die Kommentarfunktion erlauben die Anpassung an individuelle Anforderungen bei gleichzeitig einfacher Lesbarkeit des Ablaufs.

Für die Programmierung am PC lässt sich die TeachBox-Oberfläche vollständig übertragen. Da die R9 TeachBox unter Windows läuft, kann sie leicht mit anderen Plattformen verbunden werden.

Zur hohen Prozesssicherheit tragen darüber hinaus die Antriebsüberwachung und die automatische Greifer- und Werkzeugerkennung bei. Mit Blick auf eine hohe Gesamteffizienz wurde SmartRemoval entwickelt, das die Eingriffszeit verkürzt und damit einen Beitrag zur Optimierung der Zykluszeit leistet.

Während der fünf Messetage können die Besucherinnen und Besucher die Bedienung der Roboter selbst ausprobieren und die R9 auf die Probe stellen. Mit Hilfe von LEDs wird eine komplette Arbeitszelle simuliert. Über die Lichteffekte können die Standbesucher das Ergebnis ihrer Eingaben genau verfolgen.

Kompakt und wartungsfreundlich

Mit ihrer Modulbauweise und der konsequenten Plattform-Strategie vereinen die Roboter der WX-Baureihe eine hohe Flexibilität mit Kosteneffizienz. Das jüngste Produkt der Baureihe, der WX253, feiert auf der Fakuma 2026 seine Premiere. Bei der Entwicklung des neuen Linearroboters galt das Augenmerk einem besonders kompakten, platzsparenden Aufbau und einer im Vergleich zum Vorgängermodell WX153 noch größeren Wartungsfreundlichkeit. 

So wurden zum Beispiel der Schaltschrank auf der horizontalen Hubachse Z sowie der Ventilblockkasten auf der vertikalen Hubachse Y kompakter gestaltet. Zudem wurde die Zugänglichkeit zu den Führungswagen auf der Y-Achse verbessert, was die Wartung des Roboters vereinfacht. Die Entformachse X konnte bei gleichem Hub um 100 mm kürzer gestaltet werden. Der WX253 ist ausgelegt für Traglasten bis 35 kg. (sl)