Spritzgusswerkzeug auf eine neue Maschine verlagern: Bauteilgeometrie vor und nach dem Wechsel

Spritzgusswerkzeug auf eine neue Maschine verlagern: Bauteilgeometrie vor und nach dem Wechsel vergleichen


3D-Referenzmessung, CAD-Soll-Ist-Vergleich und kavitätsbezogene Auswertung für eine nachvollziehbare Werkzeugverlagerung

Ein Spritzgusswerkzeug wird auf eine andere Spritzgießmaschine verlagert – beispielsweise aufgrund einer Produktionsumstellung, zusätzlicher Fertigungskapazitäten oder eines Standortwechsels.

Obwohl dasselbe Werkzeug verwendet wird, können sich die geometrischen Eigenschaften der gefertigten Kunststoffbauteile verändern.

Unterschiedliche Prozessbedingungen, Temperaturen, Einspritz- und Nachdruckverläufe oder Kühlbedingungen können sich auf Schwindung, Verzug und Maßhaltigkeit auswirken.

Wie lässt sich feststellen, ob die Bauteilgeometrie nach dem Maschinenwechsel noch dem bisherigen Fertigungsstand entspricht?

Eine optische 3D-Vermessung vor und nach der Werkzeugverlagerung schafft dafür eine messtechnische Vergleichsgrundlage.

Digimold Reverse Engineering unterstützt Unternehmen seit 2001 mit industrieller 3D-Messtechnik, Soll-Ist-Vergleichen und geometrischen Auswertungen komplexer Kunststoffbauteile.

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Warum kann sich die Bauteilgeometrie beim Maschinenwechsel verändern?

Bei der Verlagerung eines Spritzgusswerkzeugs bleibt die Werkzeuggeometrie grundsätzlich erhalten. Die Bedingungen, unter denen das Kunststoffbauteil entsteht, können sich jedoch ändern.

Mögliche Einflussgrößen sind:

  • Einspritzgeschwindigkeit und Füllverhalten
  • Nachdruckhöhe und Nachdruckzeit
  • Werkzeug- und Massetemperatur
  • Kühlbedingungen und Kühlzeit
  • Schließkraft und Werkzeugaufspannung
  • Maschinenspezifische Regelungs- und Prozessbedingungen
  • Materialzustand und Materialcharge

Diese Faktoren können unter anderem Einfluss auf Schwindung, Verzug, Einfallstellen und die geometrische Ausbildung bestimmter Funktionsbereiche haben.

Deshalb sollte nach einer Werkzeugverlagerung nicht ausschließlich beurteilt werden, ob sich das Bauteil problemlos fertigen lässt.

Entscheidend ist auch, ob die relevante Bauteilgeometrie weiterhin innerhalb der vereinbarten Anforderungen liegt.

3D-Referenzmessung vor der Werkzeugverlagerung

Eine aussagekräftige Vergleichsuntersuchung beginnt möglichst vor dem Ausbau des Werkzeugs aus der bisherigen Spritzgießmaschine.

Hierzu werden repräsentative Kunststoffbauteile aus dem bisherigen Fertigungsprozess ausgewählt und geometrisch vermessen.

Diese Bauteile dienen als Referenz für den späteren Vergleich.

Was sollte vor dem Maschinenwechsel dokumentiert werden?

Für eine belastbare Bewertung sind insbesondere folgende Informationen hilfreich:

  • Eindeutige Identifikation des Werkzeugs
  • Bauteilnummer und Zeichnungsstand
  • Zuordnung der Bauteile zu den jeweiligen Kavitäten
  • Relevante Produktions- und Prozessbedingungen
  • Verwendeter Werkstoff
  • Entnahme- und Messzeitpunkt
  • Vereinbarte Prüfmerkmale und Toleranzen

Mit dem ZEISS/GOM ATOS 5 lassen sich geeignete Kunststoffbauteile berührungslos und flächenhaft erfassen.

Die erzeugten 3D-Messdaten dokumentieren den geometrischen Ausgangszustand der untersuchten Bauteile.

Wichtig: Eine Referenzmessung beschreibt den Zustand der ausgewählten Muster. Sie ersetzt keine statistische Untersuchung der gesamten laufenden Produktion.

Bauteilvermessung nach dem Maschinenwechsel

Nach dem Einbau des Spritzgusswerkzeugs in die neue Maschine werden erneut Bauteile hergestellt.

Für die Vergleichsmessung sollten geeignete Muster aus einem dokumentierten und möglichst stabilen Fertigungszustand verwendet werden.

Die Bauteile werden nach einer abgestimmten Messstrategie untersucht.

Dabei ist entscheidend, dass die Messungen vor und nach der Verlagerung unter vergleichbaren Bedingungen ausgewertet werden.

Dazu gehören beispielsweise:

  • Identische Bauteil- und Kavitätszuordnung
  • Gleiche geometrische Bezugsgrundlagen
  • Vergleichbare Bauteilkonditionierung und Messtemperatur
  • Einheitliche Ausrichtung der Messdaten
  • Gleiche Auswertebereiche und Prüfmerkmale

So lassen sich Unterschiede zwischen dem bisherigen und dem neuen Fertigungszustand nachvollziehbar darstellen.

CAD-Soll-Ist-Vergleich vor und nach dem Maschinenwechsel

Beim CAD-Soll-Ist-Vergleich wird die gemessene Ist-Geometrie eines Bauteils mit der vorgegebenen CAD-Soll-Geometrie verglichen.

Geometrische Abweichungen werden dabei beispielsweise durch farbcodierte Flächenvergleiche sichtbar gemacht.

Welche Veränderungen lassen sich erkennen?

Typische Untersuchungsbereiche sind:

  • Lokaler und globaler Bauteilverzug
  • Formabweichungen an Sicht- und Funktionsflächen
  • Maßabweichungen an Befestigungspunkten
  • Veränderungen an Rippen und Versteifungen
  • Abweichungen an Dicht- und Anlageflächen
  • Veränderungen komplexer Freiformflächen

Für einen direkten Vorher-Nachher-Vergleich können die Messergebnisse beider Produktionszustände gegenübergestellt werden.

Besonders wichtig ist dabei eine einheitliche Ausrichtung und Darstellung der Messergebnisse. Unterschiedliche Ausrichtungsverfahren oder Farbskalen können die Vergleichbarkeit beeinträchtigen.

Zwei Auswertungen – zwei unterschiedliche Aussagen

1. CAD-Soll-Ist-Vergleich

Zeigt, wie stark das jeweilige Bauteil von der vorgegebenen CAD-Geometrie abweicht.

2. Vorher-Nachher-Geometrievergleich

Zeigt, welche geometrischen Veränderungen zwischen den ausgewählten Referenzbauteilen vor und nach der Werkzeugverlagerung aufgetreten sind.

Die Kombination beider Auswertungen hilft zu unterscheiden, ob eine Abweichung bereits vor dem Maschinenwechsel vorhanden war oder erst im neuen Fertigungszustand sichtbar wird.

Kavitätsbezogene Auswertung bei Mehrkavitätenwerkzeugen

Bei Spritzgusswerkzeugen mit mehreren Kavitäten reicht es nicht immer aus, nur ein einzelnes Bauteil zu vermessen.

Auch wenn die Kavitäten im selben Werkzeug angeordnet sind, können sich Unterschiede im Füll-, Nachdruck- und Abkühlverhalten ergeben.

Für eine aussagekräftige Untersuchung sollten die Messdaten deshalb den einzelnen Kavitäten zugeordnet werden.

Beispiel: Werkzeug mit vier Kavitäten

KavitätVor MaschinenwechselNach MaschinenwechselKavität 1Referenzmessung K1Vergleichsmessung K1Kavität 2Referenzmessung K2Vergleichsmessung K2Kavität 3Referenzmessung K3Vergleichsmessung K3Kavität 4Referenzmessung K4Vergleichsmessung K4

Auf diese Weise können geometrische Veränderungen für jede Kavität getrennt untersucht werden.

Die Auswertung kann beispielsweise zeigen, ob:

  • Alle Kavitäten ähnliche Veränderungen aufweisen
  • Nur einzelne Kavitäten betroffen sind
  • Bestimmte Funktionsbereiche unterschiedlich reagieren
  • Vorhandene Kavitätsunterschiede größer oder kleiner geworden sind

Eine kavitätsbezogene 3D-Auswertung liefert damit wichtige Hinweise für die weitere Prozessbewertung und Qualitätssicherung.

Referenzmessung, CAD-Vergleich und Kavitätenvergleich kombinieren

Für eine umfassendere geometrische Bewertung können drei Auswertungsebenen miteinander kombiniert werden.

1. Referenzmessung

Dokumentation des Bauteilzustands auf der bisherigen Spritzgießmaschine.

2. CAD-Soll-Ist-Vergleich

Prüfung der relevanten Bauteilgeometrie anhand der CAD-Vorgaben und vereinbarten Toleranzen.

3. Kavitätsbezogener Vorher-Nachher-Vergleich

Untersuchung geometrischer Veränderungen für die einzelnen Kavitäten nach dem Maschinenwechsel.

Die Ergebnisse können in einem abgestimmten Messbericht zusammengeführt werden.

So entsteht eine nachvollziehbare messtechnische Grundlage für die Bewertung des neuen Fertigungszustands.

Was passiert, wenn nach dem Maschinenwechsel Abweichungen auftreten?

Werden geometrische Unterschiede festgestellt, ist zunächst zu klären, wodurch diese verursacht werden.

Eine Veränderung der Bauteilgeometrie bedeutet nicht automatisch, dass das Spritzgusswerkzeug mechanisch korrigiert werden muss.

Zunächst sollten die Prozessbedingungen, Materialeinflüsse und weitere mögliche Ursachen geprüft werden.

Erst wenn sich eine geometrische Werkzeuganpassung als erforderlich und sinnvoll erweist, können die vorhandenen 3D-Messdaten für eine weiterführende Werkzeugkorrektur genutzt werden.

Digimold unterstützt bei der geometrischen Analyse von Kunststoffbauteilen und der messtechnischen Vorbereitung entsprechender Korrekturmaßnahmen.



Mehr zur Werkzeugkorrektur bei Digimold


So unterstützt Digimold bei der Werkzeugverlagerung

1. Prüfaufgabe abstimmen

Sie übermitteln CAD-Daten, Bauteilzeichnungen und Informationen zum geplanten Maschinenwechsel.

Gemeinsam wird festgelegt, welche Bauteile, Kavitäten und geometrischen Merkmale untersucht werden sollen.

2. Referenzbauteile vermessen

Geeignete Bauteile aus dem bisherigen Fertigungszustand werden optisch erfasst und ausgewertet.

3. Vergleichsbauteile vermessen

Nach der Werkzeugverlagerung werden Bauteile aus dem neuen Fertigungszustand nach der abgestimmten Messstrategie untersucht.

4. Geometrische Unterschiede auswerten

Die Messdaten werden mit der CAD-Soll-Geometrie und, soweit vorgesehen, mit den Referenzmessungen verglichen.

5. Ergebnisse dokumentieren

Je nach Prüfauftrag erhalten Sie beispielsweise farbcodierte Flächenvergleiche, Maßauswertungen und kavitätsbezogene Messberichte.

Die Ergebnisse dienen als Grundlage für die weitere Qualitäts- und Prozessbewertung.

Vorteile der externen 3D-Vermessung beim Werkzeugwechsel

Objektive Vergleichsdaten

Geometrische Unterschiede werden anhand dokumentierter Messdaten nachvollziehbar.

Flächenhafte Bauteilanalyse

Auch komplexe Konturen, Funktionsflächen und lokale Formabweichungen können untersucht werden.

Kavitätsbezogene Bewertung

Bei Mehrkavitätenwerkzeugen lassen sich Veränderungen den einzelnen Kavitäten zuordnen.

Zusätzliche Messkapazität

Externe 3D-Messtechnik unterstützt Unternehmen bei Werkzeugverlagerungen und zusätzlichen Prüfaufgaben im Serienanlauf.

Erfahrung seit 2001

Digimold Reverse Engineering verfügt über langjährige Erfahrung in optischer Bauteilvermessung, Soll-Ist-Vergleich und Werkzeugkorrektur.

Häufige Fragen zur Werkzeugverlagerung

Muss ein Spritzgusswerkzeug nach dem Maschinenwechsel neu vermessen werden?

Nicht zwangsläufig. Entscheidend sind die Anforderungen an das Bauteil und den Freigabeprozess. Eine vergleichende Bauteilvermessung kann sinnvoll sein, um geometrische Veränderungen nach dem Maschinenwechsel zu erkennen.

Reicht eine Maßprüfung an wenigen Punkten aus?

Das hängt von der Prüfaufgabe ab. Einzelne Maßprüfungen können wichtige Funktionsmerkmale bewerten. Ein flächenhafter 3D-Vergleich liefert darüber hinaus Informationen zu Verzug und Formabweichungen komplexer Oberflächen.

Können mehrere Kavitäten getrennt geprüft werden?

Ja. Wenn die Bauteile eindeutig den jeweiligen Kavitäten zugeordnet sind, können die geometrischen Ergebnisse kavitätsbezogen ausgewertet werden.

Ist ein Vergleich auch ohne CAD-Daten möglich?

Ein direkter geometrischer Vergleich zwischen geeigneten Referenz- und Vergleichsbauteilen kann auch ohne CAD-Sollmodell möglich sein. Für eine vollständige Bewertung anhand der konstruktiven Sollgeometrie sind geeignete CAD-Daten beziehungsweise andere definierte Prüfgrundlagen erforderlich.

Können Bauteile vor und nach dem Maschinenwechsel bei Digimold vermessen werden?

Ja. Die Vermessung geeigneter Kunststoffbauteile kann im Messbereich von Digimold in Sonneberg erfolgen. Mobile Messaufgaben sind nach technischer Abstimmung ebenfalls möglich.

Ersetzt die 3D-Vermessung die erneute Prozessfreigabe?

Nein. Die geometrische Prüfung liefert wichtige Messergebnisse. Eine gegebenenfalls erforderliche Produkt- und Prozessfreigabe umfasst weitere Anforderungen und liegt bei den dafür verantwortlichen Stellen.

Spritzgusswerkzeug verlagern? Bauteilgeometrie vorher und nachher prüfen lassen

Sie planen, ein Spritzgusswerkzeug auf eine andere Maschine zu verlagern, oder möchten geometrische Veränderungen nach einem bereits erfolgten Maschinenwechsel untersuchen?

Digimold unterstützt Sie mit:

  • Optischer 3D-Referenzmessung
  • Bauteilvermessung nach Werkzeugverlagerung
  • CAD-Soll-Ist-Vergleich
  • Kavitätsbezogener Geometrieauswertung
  • Dokumentation relevanter Maß- und Formabweichungen

Senden Sie uns Ihre Bauteilzeichnung, vorhandene CAD-Daten und eine Beschreibung der Werkzeugverlagerung. Wir prüfen die geeignete Messstrategie und erstellen Ihnen ein individuelles Angebot.

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