Trendgineering
Der smarte Zahnstocher EasyPick
| Petra Rehmet
Mundhygiene mit LSR
Die leckere Salami wird zum Ärgernis – wenn sie zwischen den Zähnen hängt. Auch ohne Störgefühl sollte man die Zahnzwischenräume reinigen um Karies zu vermeiden. Doch womit? Holzzahnstocher sind hart, dick und brechen. Zahnseide ist dünn und flexibel, aber umständlich in der Anwendung. Der EasyPick von TePe vereint die jeweiligen Vorteile. Er entsteht auf einer CXL 160 SilcoSet von KraussMaffei.
Silikon ist das ideale Material für oralhygienische Anwendungen: Es ist flexibel, frei von Weichmachern, biokompatibel und robust. Mit Flüssigsilikon (LSR – Liquid Silicone Rubber) lassen sich Strukturen abbilden, die fein genug sind, um auch in engste Räume vorzudringen, zudem sind sie weich und damit zahnfleischschonender als die Borsten kleiner Bürstchen.
Ein Einblick
in die Fertigung bei TePe.
Das schwedische Familienunternehmen Tepe nutzt diese Eigenschaften für sein Produkt EasyPick, den innovativen Zahnstocher des 21. Jahrhunderts. 1965 gegründet, hat sich TePe von Anfang an auf das Thema Mundgesundheit konzentriert und liefert seine Produkte heute in 60 Länder. Die Kernkompetenzen Design, Entwicklung und Produktion (darunter 50 Spritzgießmaschinen) sind vollständig in Malmö angesiedelt, um Kontrolle über die gesamte Wertschöpfungskette zu haben. Inklusive seiner sieben Auslandsniederlassungen beschäftigt TePe 370 Mitarbeiter und erwirtschaftet pro Jahr rund 80 Millionen Euro.
Anspruchsvolles Zweikomponenten-Bauteil aus PBT und LSR
Für EasyPick nutzt TePe seit 2015 die Silikonkompetenz von KraussMaffei. Das Zweikomponenten-Bauteil besteht aus einem weißen Grundkörper aus PBT (Gewicht 15 Gramm) mit konisch geformter Spitze, der mit knapp vier Gramm farbigen Silikons überspritzt wird, wobei Orange die Größe S und Blau die Größe M anzeigt. Immer sechs EasyPicks sind in einem Set miteinander über dünne Abreißpunkte verbunden, sodass man bei Gebrauch einfach einen abtrennen kann. Die Fertigung selbst erfolgt im Umsetzverfahren: Die untere, gekühlte Werkzeughälfte enthält die Thermoplastkomponente; nach dem Öffnen entnimmt ein LRX-Linearroboter diese Formlinge und platziert sie in der (heißen) Silikonhälfte. Dabei befinden sich die dünnen PBT-Stifte zentriert, aber frei in der Kavität, damit sie von allen Seiten gleichmäßig umhüllt werden können – bei Wandstärken von nur 200 µm kommt es auf höchste Fertigungspräzision an.
Von S bis M:
Die Farbe richtet sich nach der Größe
Beim verwendeten Silikon handelt es sich um eine selbsthaftende Rezeptur, geeignet für Lebensmittelkontakt und mit reduziertem Flüchtigengehalt– zusätzlich erfolgt eine mechanische Verankerung, schließlich sollen bei der vielleicht energischen Benutzung des EasyPicks beide Komponenten fest verbunden bleiben.
Maßgeschneiderte Systemlösung aus eine Hand
KraussMaffei lieferte die kompletten Fertigungsanlagen inklusive SilcoSet-Ausstattung, Automation Misch-und Dosiereinheit sowie die Verpackungsstrecke - und Alexander Dingizian von TePe erinnert sich noch gut an den Projektstart: „Das Set-up der Maschinen hat von Anfang an gestimmt und wir waren sehr schnell produktionsfähig. Besonders hat uns das Anfahren der LSR-Komponenten beeindruckt. Nach nur drei Schuss in Halbautomatik konnten wir vollautomatisch fertigen.“
Schnell produktionsfähig:
Die CX-Anlage bei TePe.
Bei den eingesetzten CXL 160-Maschinen ist das vollelektrische zweite Aggregat in L-Anbindung auf der Bediengegenseite angebracht. Bereits standardmäßig verfügt die CX über eine große Öffnungsweite, die hier anhand des modularen Baukastens um zusätzliche 200 Millimeter vergrößert wurde. Auf diese Weise ist auch die Bediengegenseite trotz des L-Aggregats leicht zugänglich. Auch die Formaufspannplatten sind verbreitert und die maximale Werkzeug-Einbauhöhe ebenfalls erweitert. Der Teileaustrag erfolgt nach Abtrennen des Angusses in Längsrichtung hinter der Maschine – man könnte durch die freitragende Schließe aber auch unterhalb des Schließenbetts ein Förderband anbringen.
Minimalste Standardabweichung beim Teilegewicht
Wenn das niedrigviskose LSR in die evakuierte Kavität strömt, wurden ihm vorher im Mischblock die entsprechenden Farb-Pigmente zugesetzt – bei dem reaktiven Verfahren immer eine spannende Angelegenheit, da die Silikon-Einzelkomponenten generell auch starken Chargenschwankungen unterliegen. Zuviel Farbzusatz führt zu einer weiter verringerten Viskosität des ohnehin wasserähnlichen Materials und damit einer möglichen Überspritzung. Ein geringer Farbanteil hingegen lässt die Schmelze fester werden, wodurch der Spritzdruck höher, die Kompression stärker und letztlich die Füllung unvollständig werden können. Wie gut die gesamte Abstimmung auf der CX-Anlage läuft zeigt die geringe Standardabweichung beim Teilegewicht (LSR+PBT). Sie lag ohne Anguss bei mikroskopischen 0,006g. Die Schwankungsbreite betrug nur 0,023g. Alexander Dingizian betont: Damit sind wir wirklich sehr zufrieden.“
Die perfekte Farbe
gelingt mit LSR
Jedes Teil ein Gutteil dank APC plus
Bei einem 2K-Bauteil aus Thermoplast und Silikon, bei dem schon die gegenläufige Temperaturführung in Plastifizierung und Werkzeug komplex ist, zahlt sich die Maschinenfunktion APC plus von KraussMaffei besonders aus. Anhand der gemessenen Schmelze- bzw. Masseviskosität und hinterlegter Materialparameter wie etwa der Kompression, regelt sie das Schussgewicht in jedem einzelnen Zyklus. Dies geschieht über die Anpassung des Umschaltpunktes und der Nachdruckhöhe. Bei Silikonen, die in der Kavität expandieren, liegt der Fokus auf dem Umschaltpunkt. Mit APC plus werden bereits die Vorformlinge aus Thermoplast extrem gewichtskonstant und bilden so die Basis für perfekte Mehrkomponentenartikel.
APC plus für Nicht-Thermoplaste regelt dann den anspruchsvollen Silikonprozess. Je feiner die abzubildenden Strukturen, desto enger kann das Toleranzband gewählt werden. Sind Maschine, Werkzeug und Peripherie optimal aufeinander abgestimmt, erzeugt man einen (oder mehrere) Referenzschuss und speichert ihn im Werkzeugdatensatz mit ab.
Der TePe EasyPick zeigt, wie sinnvoll die Verbindung von Thermoplast und Silikon sein kann. Robustes Trägerteil und weiche Schicht als Zahnfleischschmeichler: Einem strahlenden Lächeln steht mit KraussMaffei SilcoSet also nichts mehr entgegen.
Kontakt
cordula.wieland@kraussmaffei.com