Möglichkeiten zur Nestergestaltung gibt es viele: rechteckig, rund, formangepasst, Bahnen, Rippen oder Dome. Wie entscheidet sich also, welche Form die optimale Lösung ist?
Lisa-Marie Bittner
25. Juli 2021
Die Form der Kavität, welche das Bauteil aufnimmt, ist in vielen Fällen der Knackpunkt in der Funktionalität. Ob für Inlays, Blister, Transporttrays oder Werkstückträger – wie gut das Formnest an das Produkt angepasst ist entscheidet über Effizienz und Sicherheit bei Handling, Transport und Lagerung.
In der Logistik geht es grundsätzlich um Kosteneinsparungen.
Zum einen wird dies erreicht, indem Volumen gespart und Platz effizienter genutzt wird. Für den Transport von Bauteilen auf Trays ist daher eine möglichst hohe Packdichte wichtig. Das bedeutet, durch die Platzierung einer maximal möglichen Anzahl von Bauteilen pro Tray ein sparsames Transportvolumen zu erreichen. Die Formnester müssen also so ausgelegt sein, dass eine maximal mögliche Packdichte erreicht wird.
Gleichzeitig können Kosten gespart werden, wenn möglichst viele verschiedene Bauteile in einem universellen Tray transportiert werden können. Das bedeutet weniger Tray Varianten und geringere Investitionen und Handlingsaufwand. In diesem Fall werden die Kavitäten als Universalnester ausgelegt.
Die maximale Packdichte ergibt sich meist als Resultat von Ihren Anwendungs Vorgaben, tiefziehtechnischen Einschränkungen und, wenn die Trays auf automatisierten Fertigungsstraßen verwendet werden, den Möglichkeiten der Anlage/des Roboters.
1.) Anwender geben oftmals einen Mindestabstand vor:
Diese Vorgaben haben ergonomische Hintergründe für nicht-automatisierte Vorgänge. Das manuelle Beladen und Handling der Trays soll einfach möglich sein. Die Bauteile sollen beispielsweise unkompliziert aus der Kavität entnommen werden können oder die Trays sollen schnell in einen Unterbehälter gesetzt werden können.
2.) Tiefziehtechnisch benötigen die Nester:
Es muss beachtet werden, dass thermogeformte Nester immer eine Formschräge benötigen, um sich beim Thermoforming entformen zu lassen. Heißt die Wandschräge muss 2-5° betragen, damit das Tray vom Werkzeug gehoben werden kann.
Dies hat entsprechende Auswirkung auf die Anordnung der Kavitäten auf dem Tray, sowie die Abstände zwischen den Nestern. Hierfür gibt es in CAD-Programmen eine Entformschrägenanalyse, um bei knapp gefächerten Trays direkt die maximal mögliche Packdichte ausrichten zu können.
3.) Anforderungen der automatisierten Anlage:
Bei Automatisierungs-Projekten kommen noch weitere Anforderungen dazu. Die maximale Packdichte ist hier immer das Ergebnis der Gleichung aus den oben stehenden Angaben.
Wenn in die Neuentwicklung eines Transporttrays investiert wird, ist oft die Konzeption eines Universaltrays gefordert. In einem Universaltray können verschiedene Bauteilvarianten oder Bauteilfamilien transportiert werden. So werden Werkzeugkosten gespart, die für jede Trayvariante anfallen würden.
Das bedeutet, die Nesterform muss an verschiedene Bauteile angepasst sein.
Hierbei gilt folgende Herausforderungen, die gelöst werden müssen:
Eine Kavität wird immer am Originalbauteil ausgerichtet. Das geschieht anhand der CAD-Daten der Bauteile, eines Bauteilmuster, oder eines Bestandstrays.
Wichtig ist immer, dass alle weitere Anforderungen, wie Stichmaß der Zentrierungen (bei Automatisierungstrays), Rastermaße und gewünschte Maße am Nesterboden, kommuniziert werden. Je mehr Details hier im Vorfeld abgestimmt werden, desto fehlerfreier wird die Datenkonstruktion.
Die Antwort ist ja. Nachdem die Nestergestaltung am CAD-Programm erstellt wurde, lässt sich die Funktionalität über verschiedene Varianten testen (siehe hierzu auch Muster – Möglichkeiten)
Zum Testen der Muster kann ein 3D-Druck des Nests oder ein Tiefzug aus einem Ureol-Werkzeug des Nests verwendet werden.
Der 3D-Druck ist die schnellste Variante, aber wenig aussagekräftig bzgl. des Tiefziehergebnisses. Der Tiefzug aus einem Ureol-Werkzeug ist etwas langsamer, dafür aber deutlich aussagekräftiger, da direkt die entsprechenden Learning bzgl. des Streckverhaltens für die Serie übernommen werden können.
Die passende Option ist dabei abhängig vom Anforderungsprofil, das sich aus der Beachtung der folgenden 3 Faktoren zusammensetzt:
Wie schnell werden die Muster, und deren Vorstellung oder Überprüfung, benötigt?
Wie vergleichbar muss das Musters mit der Serienfertigung sein? Muss Originalmaterial und Ausgangsstärke verwendet werden? Muss tiefgezogen werden (Verfahren getestet), oder kann ein alternatives Verfahren (3D-Druck) hinzugezogen werden?
Steht ein größeres Budget für Muster-Tests vor Anlauf zur Verfügung? Soll nur eine Passform getestet werden oder das Tray möglichst realitätsnah im Serieneinsatz repliziert werden?
Sollten die Bauteile nicht passen, können immer noch sehr schnell Nacharbeiten an der Nesterkontur vorgenommen werden. Wir bieten diverse Musterabstufungen an, welche sich in Schnelligkeit, Aussagekräftigkeit und Aufwand unterscheiden.
Die Optionen 3D-Druck Muster sowie ein Tiefzug mit einem Ureol-Musterwerkzeug des Nests nutzen die naturgemäß schnellen Entwicklungszeiten und sind die schnellste und günstigste Variante für fixe Erkenntnisgewinne. Hier kann nach Test der Muster mit Ihren Bauteilen schnell reagiert werden: Nach Prüfung werden die relevanten Stellen des Nests angepasst, welche nicht funktioniert haben.
Aber auch wenn erst bei den Mustern aus dem Serienwerkzeug, und dem ersten richtigen Handling-Einsatz, auffällt, dass noch Anpassungen getroffen werden müssen, ist das kein Problem.
Hier gelten die folgenden Faustregeln:
Werkzeugausführung | Anpassung in diese Richtung möglich | Anpassung in diese Richtung nicht möglich |
---|---|---|
Negatives WZ | Vertiefen der Nester
| Erhöhen der Nester |
Positives WZ | Erhöhen der Nester
| Vertiefen der Nester |
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