Das Schwarzwälder Unternehmen POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH zeigt, wie die Zusammenarbeit mit Hochschulen und Universitäten zu einzigartigen Innovationen führen kann. Anhand von drei Projektbeispielen wird bestätigt was passiert, wenn Knowhow und Forschungsgeist aufeinandertreffen.
Forschung und Entwicklung hat bei POLAR-FORM einen hohen Stellenwert. Nachhaltigkeit, technischer Fortschritt und Innovationen sind für das wirtschaftliche Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit die Grundlage.
Fortschritt bedeutet für POLAR-FORM, voran zu schreiten, an die Zukunft zu denken und den stetigen Wandel besser meistern zu können. Innovation heißt für die Firma, ihren angestammten Kernkompetenzen auszuweiten, das Kundenproblem nicht nur technologisch, sondern ganzheitlich zu lösen.
POLAR-FORM hat das Leistungsangebot so umgestaltet, dass die Kunden eine ganze Palette produktbegleitender Dienstleistungen ergänzend zum Industrieprodukt erhalten. Produkt und produktbegleitende Leistungen bilden in ihrer Verbindung eine neue Qualität der Problemlösung.
Hochschulen und Wirtschaft arbeiten bereits an vielen Stellen und partnerschaftlich in der Forschung zusammen. Daraus erwachsen Vorteile für alle Beteiligten. So ermöglichen Forschungskooperationen den Unternehmen, mit Innovationen neue Märkte zu erschließen.
Auf den Punkt gebracht
„Wirtschaft und Wissenschaft, das ist nicht zwangsläufig ein gutes Duo, denn in der Realität treffen zwei Kulturen mit ganz unterschiedlichen Interessen aufeinander. Nicht selten mit unterschiedlicher Sprache, unterschiedlichem Selbstverständnis und völlig unterschiedlichen Zielen. Kooperationen sollten immer zu einem Win-Win-Ergebnis führen. Und bei POLAR-FORM haben wir einige erfolgreiche Beispiele.“ So bringt es Herr Dieter Göppert, einer der Geschäftsführer und Vertriebsleiter von POLAR-FORM, auf den Punkt und möchte mit den folgenden drei Projektbeispielen seine Erfahrung beweisen:
1. Projekt DraKo
Hier ermöglicht die neu entwickelte Technologie Bedienelemente mit Touch-Bedienung und LED-Beleuchtung in einem Formteil drahtlos mit Energie zu versorgen und an übergeordnete Systeme anzubinden. Die notwendige Elektronik wird hierfür auf einer Folie platziert und anschließend mit Kunststoff umspritzt, der einen Schutz für die empfindlichen Komponenten bietet. Die Eingabe des Benutzers auf dem Bedienfeld wird innerhalb des Bauteils verarbeitet und drahtlos übermittelt. Eine hohe Flexibilität in der Formgeometrie und bei der gestalterischen Auslegung wird durch die Verwendung einer Folie ermöglicht. Durch die Anwendung von High Pressure Forming zur Verformung der Folien kann zudem sichergestellt werden, dass alle Bedien und Beleuchtungselemente reproduzierbar an der richtigen Stelle sitzen. Darüber hinaus bietet die Anwendung einer vorderseitigen Dekorfolie die Möglichkeit eines optisch und haptisch hochwertig anmutenden Formteils. Die Technologie entstand in Zusammenarbeit mit der POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH, der Pröll GmbH, der Niebling GmbH, Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik an der Ruhr-Universität Bochum und der gemeinnützigen KIMW Forschungs-GmbH.
2. Projekt MekoMed
Für das hier beschriebene Projekt hat sich ein fünf Teilnehmer autarkes Forschungskonsortium (Karlsruher Institut für Technologie (KIT), B.Braun Melsungen AG, Universität Kassel, Ewikon Heißkanalsysteme GmbH, POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH und Freudenberg Medical Europe GmbH) auf eine komplexe Anwendung fokussiert: eine elastomere Infusionspumpe aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Dabei ist es von Bedeutung, dass die geometrischen Toleranzen des Bauteils und die Haftung zwischen der Hart- und Weichkomponente strenge Spezifikationen einhalten – auch nach der Sterilisation.
Ziel war es, ein Mehrkomponenten-Spritzgussteil nicht nur technisch, sondern auch regulatorisch zur Marktreife zu führen. Dabei wurde insbesondere die Frage gelöst, wie eine temperaturvernetzende LSR-Type einen Standardthermoplast überspritzen könnte. Für dieses Projekt wurde ein spezielles hybrides Heiß-/Kaltkanalsystem entwickelt. Dabei müssen innerhalb eines Werkzeugsystems je zwei Kavitäten mit ABS und mit LSR versorgt werden. Zur Verteilung der ABS-Schmelze verfügt das Werkzeug über einen Heißkanal und zur Verteilung des Silikonkautschuks über einen Kaltkanal. Die Temperatur des Heißkanals wird über eine separate Steuerung geregelt, der Kaltkanal ist direkt an die Kaltwasserversorgung der Maschine angeschlossen. Das Werkzeug verfügt in der Summe über 17 Temperierkreisläufe, deren Temperaturen während der Versuche unterschiedlich gewählt werden konnten. Vier Temperiergeräte waren an dem Werkzeug angeschlossen.
Die Formeinsätze der LSR-Kavitäten werden während des Aufheizprozesses induktiv beheizt. Diese Heizung wird mit dem heißen Wasser aus dem Vorratsbehälter des Variothermiegeräts unterstützt. Nach dem Vernetzen des Silikons wird das Werkzeug mit temperiertem Wasser über die Wechseltemperierung gekühlt.
Weitere vom Konsortium in Eigenregie beleuchtete Technologiefelder waren die Haftungsaktivierung mittels UV-Strahlung oder das Einbringen von Hinterschnitten in das Bauteil, wodurch später Peripheriekomponenten assembliert werden konnten. Auch die variotherme Kombination der fluidischen Kühlung mit einer induktiven Werkzeugheizung war initial nicht geplant und ergab sich über die Projektlaufzeit. Die Designverifikation am Bauteil fiel divergent aus. Tests, wie Berstdrucktes und Zytotoxizitätsuntersuchung wurden mit überraschend gutem Ergebnis bestanden. Auch lieferte der Flussratentest zum konventionellen Spritzgießprozess vergleichbare Ergebnisse, allerdings bleibt die Herausforderung, die Zykluszeit deutlich zu verkürzen.
3. Intelligente Kavität
Für viele Anwendungen wird eine extrem konsistente Formteilqualität auch solcher Kleinteile gefordert, die wegen wirtschaftlicher Faktoren in Werkzeugen mit hoher Kavitätenzahl und bei extrem kurzen Zykluszeiten gefertigt werden. Um diese Vorgänge zu verbessern, manuelle Eingriffe zu vermeiden und den Ausschuss von Formteilen zu verringern, wurde in diesem Projekt eine intelligente Kavität entwickelt. Ein werkzeugseitig energieautarkes und kabelloses Gesamtsystem mit einer eigenen Sensortechnologie und einer Regelung, die in Abhängigkeit des Werkzeuginnendrucks in je zwei Kavitäten direkt die Parameter der Spritzgießmaschine über OPC/UA in die richtige Richtung zur optimalen Innendruckkurve regelt. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH, der Hochschule Offenburg und endiio Engineering GmbH entwickelt.
Wie kann eine solche Partnerschaft entstehen
Grundvoraussetzung für solche Partnerschaften ist zunächst immer die Beteiligung und Pflege an bestehenden Netzwerken der Branche. Wenn Projekte initiiert werden, entspringen sie in der Regel aus bereits bestehenden Partnerschaften.
Wenn es also eine innovative Idee gibt, wird sie mit den potentiellen Partnern in gemeinsamen Terminen ausgereift und dann in Form eines Antrags formuliert. Diese Anträge werden dann meistens durch Förderberater erstellt und ausformuliert.
Ist das Projekt bewilligt und es gibt es mehrere Projektpartner, werden nach dem Start, die im Antrag formulierten Arbeitspakete von jedem Projektpartner, aber natürlich auch gemeinsam, abgearbeitet.
Bei den Projekten „DraKo“ und „MekoMed“ wurde POLAR-FORM direkt angefragt, da sich das Unternehmen schon vorher als möglicher Projektpartner angeboten hatte. Die Projektpartner kannten die Fachkenntnisse von POLAR-FORM im Bereich der IML-Werkzeugen und der Mehrkomponenten-LSR-Thermoplast-Technologie bereits und wollten somit die Erfahrungen der Firma im Ablauf von Förderprojekten nutzen. Ohne das kontinuierliche Engagement des POLAR-FORM-Teams wäre der Erfolg der Projekte in dieser Form kaum möglich gewesen.
Bei dem Projekt „Intelligente Kavität“ war der Ablauf ein anderer und die Idee entstand aufgrund der bestehenden engen Zusammenarbeit mit der Hochschule Offenburg.
POLAR-FORM stellt sich für innovative und interessante Ideen gern als Projektpartner zur Verfügung. Sollten Sie diese haben, zögern Sie nicht, sich mit dem Lahrer Unternehmen in Verbindung zu setzen.
https://www.polar-form.de/
Forschung und Entwicklung hat bei POLAR-FORM einen hohen Stellenwert. Nachhaltigkeit, technischer Fortschritt und Innovationen sind für das wirtschaftliche Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit die Grundlage.
Fortschritt bedeutet für POLAR-FORM, voran zu schreiten, an die Zukunft zu denken und den stetigen Wandel besser meistern zu können. Innovation heißt für die Firma, ihren angestammten Kernkompetenzen auszuweiten, das Kundenproblem nicht nur technologisch, sondern ganzheitlich zu lösen.
POLAR-FORM hat das Leistungsangebot so umgestaltet, dass die Kunden eine ganze Palette produktbegleitender Dienstleistungen ergänzend zum Industrieprodukt erhalten. Produkt und produktbegleitende Leistungen bilden in ihrer Verbindung eine neue Qualität der Problemlösung.
Hochschulen und Wirtschaft arbeiten bereits an vielen Stellen und partnerschaftlich in der Forschung zusammen. Daraus erwachsen Vorteile für alle Beteiligten. So ermöglichen Forschungskooperationen den Unternehmen, mit Innovationen neue Märkte zu erschließen.
Auf den Punkt gebracht
„Wirtschaft und Wissenschaft, das ist nicht zwangsläufig ein gutes Duo, denn in der Realität treffen zwei Kulturen mit ganz unterschiedlichen Interessen aufeinander. Nicht selten mit unterschiedlicher Sprache, unterschiedlichem Selbstverständnis und völlig unterschiedlichen Zielen. Kooperationen sollten immer zu einem Win-Win-Ergebnis führen. Und bei POLAR-FORM haben wir einige erfolgreiche Beispiele.“ So bringt es Herr Dieter Göppert, einer der Geschäftsführer und Vertriebsleiter von POLAR-FORM, auf den Punkt und möchte mit den folgenden drei Projektbeispielen seine Erfahrung beweisen:
1. Projekt DraKo
Hier ermöglicht die neu entwickelte Technologie Bedienelemente mit Touch-Bedienung und LED-Beleuchtung in einem Formteil drahtlos mit Energie zu versorgen und an übergeordnete Systeme anzubinden. Die notwendige Elektronik wird hierfür auf einer Folie platziert und anschließend mit Kunststoff umspritzt, der einen Schutz für die empfindlichen Komponenten bietet. Die Eingabe des Benutzers auf dem Bedienfeld wird innerhalb des Bauteils verarbeitet und drahtlos übermittelt. Eine hohe Flexibilität in der Formgeometrie und bei der gestalterischen Auslegung wird durch die Verwendung einer Folie ermöglicht. Durch die Anwendung von High Pressure Forming zur Verformung der Folien kann zudem sichergestellt werden, dass alle Bedien und Beleuchtungselemente reproduzierbar an der richtigen Stelle sitzen. Darüber hinaus bietet die Anwendung einer vorderseitigen Dekorfolie die Möglichkeit eines optisch und haptisch hochwertig anmutenden Formteils. Die Technologie entstand in Zusammenarbeit mit der POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH, der Pröll GmbH, der Niebling GmbH, Lehrstuhl für Elektronische Schaltungstechnik an der Ruhr-Universität Bochum und der gemeinnützigen KIMW Forschungs-GmbH.
2. Projekt MekoMed
Für das hier beschriebene Projekt hat sich ein fünf Teilnehmer autarkes Forschungskonsortium (Karlsruher Institut für Technologie (KIT), B.Braun Melsungen AG, Universität Kassel, Ewikon Heißkanalsysteme GmbH, POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH und Freudenberg Medical Europe GmbH) auf eine komplexe Anwendung fokussiert: eine elastomere Infusionspumpe aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Dabei ist es von Bedeutung, dass die geometrischen Toleranzen des Bauteils und die Haftung zwischen der Hart- und Weichkomponente strenge Spezifikationen einhalten – auch nach der Sterilisation.
Ziel war es, ein Mehrkomponenten-Spritzgussteil nicht nur technisch, sondern auch regulatorisch zur Marktreife zu führen. Dabei wurde insbesondere die Frage gelöst, wie eine temperaturvernetzende LSR-Type einen Standardthermoplast überspritzen könnte. Für dieses Projekt wurde ein spezielles hybrides Heiß-/Kaltkanalsystem entwickelt. Dabei müssen innerhalb eines Werkzeugsystems je zwei Kavitäten mit ABS und mit LSR versorgt werden. Zur Verteilung der ABS-Schmelze verfügt das Werkzeug über einen Heißkanal und zur Verteilung des Silikonkautschuks über einen Kaltkanal. Die Temperatur des Heißkanals wird über eine separate Steuerung geregelt, der Kaltkanal ist direkt an die Kaltwasserversorgung der Maschine angeschlossen. Das Werkzeug verfügt in der Summe über 17 Temperierkreisläufe, deren Temperaturen während der Versuche unterschiedlich gewählt werden konnten. Vier Temperiergeräte waren an dem Werkzeug angeschlossen.
Die Formeinsätze der LSR-Kavitäten werden während des Aufheizprozesses induktiv beheizt. Diese Heizung wird mit dem heißen Wasser aus dem Vorratsbehälter des Variothermiegeräts unterstützt. Nach dem Vernetzen des Silikons wird das Werkzeug mit temperiertem Wasser über die Wechseltemperierung gekühlt.
Weitere vom Konsortium in Eigenregie beleuchtete Technologiefelder waren die Haftungsaktivierung mittels UV-Strahlung oder das Einbringen von Hinterschnitten in das Bauteil, wodurch später Peripheriekomponenten assembliert werden konnten. Auch die variotherme Kombination der fluidischen Kühlung mit einer induktiven Werkzeugheizung war initial nicht geplant und ergab sich über die Projektlaufzeit. Die Designverifikation am Bauteil fiel divergent aus. Tests, wie Berstdrucktes und Zytotoxizitätsuntersuchung wurden mit überraschend gutem Ergebnis bestanden. Auch lieferte der Flussratentest zum konventionellen Spritzgießprozess vergleichbare Ergebnisse, allerdings bleibt die Herausforderung, die Zykluszeit deutlich zu verkürzen.
3. Intelligente Kavität
Für viele Anwendungen wird eine extrem konsistente Formteilqualität auch solcher Kleinteile gefordert, die wegen wirtschaftlicher Faktoren in Werkzeugen mit hoher Kavitätenzahl und bei extrem kurzen Zykluszeiten gefertigt werden. Um diese Vorgänge zu verbessern, manuelle Eingriffe zu vermeiden und den Ausschuss von Formteilen zu verringern, wurde in diesem Projekt eine intelligente Kavität entwickelt. Ein werkzeugseitig energieautarkes und kabelloses Gesamtsystem mit einer eigenen Sensortechnologie und einer Regelung, die in Abhängigkeit des Werkzeuginnendrucks in je zwei Kavitäten direkt die Parameter der Spritzgießmaschine über OPC/UA in die richtige Richtung zur optimalen Innendruckkurve regelt. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der POLAR-FORM Werkzeugbau GmbH, der Hochschule Offenburg und endiio Engineering GmbH entwickelt.
Wie kann eine solche Partnerschaft entstehen
Grundvoraussetzung für solche Partnerschaften ist zunächst immer die Beteiligung und Pflege an bestehenden Netzwerken der Branche. Wenn Projekte initiiert werden, entspringen sie in der Regel aus bereits bestehenden Partnerschaften.
Wenn es also eine innovative Idee gibt, wird sie mit den potentiellen Partnern in gemeinsamen Terminen ausgereift und dann in Form eines Antrags formuliert. Diese Anträge werden dann meistens durch Förderberater erstellt und ausformuliert.
Ist das Projekt bewilligt und es gibt es mehrere Projektpartner, werden nach dem Start, die im Antrag formulierten Arbeitspakete von jedem Projektpartner, aber natürlich auch gemeinsam, abgearbeitet.
Bei den Projekten „DraKo“ und „MekoMed“ wurde POLAR-FORM direkt angefragt, da sich das Unternehmen schon vorher als möglicher Projektpartner angeboten hatte. Die Projektpartner kannten die Fachkenntnisse von POLAR-FORM im Bereich der IML-Werkzeugen und der Mehrkomponenten-LSR-Thermoplast-Technologie bereits und wollten somit die Erfahrungen der Firma im Ablauf von Förderprojekten nutzen. Ohne das kontinuierliche Engagement des POLAR-FORM-Teams wäre der Erfolg der Projekte in dieser Form kaum möglich gewesen.
Bei dem Projekt „Intelligente Kavität“ war der Ablauf ein anderer und die Idee entstand aufgrund der bestehenden engen Zusammenarbeit mit der Hochschule Offenburg.
POLAR-FORM stellt sich für innovative und interessante Ideen gern als Projektpartner zur Verfügung. Sollten Sie diese haben, zögern Sie nicht, sich mit dem Lahrer Unternehmen in Verbindung zu setzen.
https://www.polar-form.de/
