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Aufgabe:
Hochpräzise Mikroteile auf handelsüblichen Maschinen fertigen und dabei Energiekosten senken.

Lösung:
Prontoplast Spritzguss AG hat letztes Jahr zwei vollelektrische ROBOSHOT Maschinen von FANUC in Betrieb genommen, um Schritt für Schritt zu einer energieeffizienteren Produktion zu gelangen und gleichzeitig die Präzision und Flexibilität zu steigern.

Ergebnis:
Die anspruchsvollen Kundenteile aus dem Bereich Life Science, Elektrotechnik und Apparatebau erfordern extrem gut regelbare Maschinen. Wichtig für die Teile bei Prontoplast sind die extrem schnellen Reaktionszeiten der Maschine auf Basis der kurzen Lageregeltakte. Selbst komplexe Einspritzprofile lassen sich so wirtschaftlich realisieren. Die ROBOSHOT-Maschinen bieten mit zahlreichen Features und Optionen entscheidende Vorteile. Zusammen mit dem Know-how von Prontoplast liegen sie gut im Wettbewerb und haben keine fernöstliche Konkurrenz zu fürchten.

Man muss schon genau hinschauen, wenn Lukas Ruckstuhl eine Schachtel mit Musterteilen zeigt. Der Inhaber und Geschäftsführer der Prontoplast Spritzguss AG, Wetzikon, und sein zwölfköpfiges Team sind auf technische Präzisionsteile aus thermoplastischen Kunststoffen spezialisiert.

Die Musterteile sind beeindruckend winzig: Schussgewichte von über einem Gramm bezeichnet Ruckstuhl schon als „Teile mit gewisser Größe“, oft wiegen sie weniger als 0,1 Gramm und die Spezialität sind Teile mit einem Schussgewicht von weniger als 1 g und Stückgewichten unter 0.01 g. Die Toleranzen betragen dabei ± 0,01 mm. Selbstbewusst steht auf der Webseite des Unternehmens: „Wir nehmen Ihre Herausforderung im Mikrobereich an.“ Und auch wenn es keine Definition für „Mikroteile“ gibt, die winzigen Kunststoffteile von Prontoplast gehören auf jeden Fall dazu.

Die Herausforderung formuliert der Firmeninhaber so: „Kontaktieren Sie uns mit einer unmöglichen Aufgabenstellung.“ Will er es nicht einfach haben? „Je komplexer Teile zu fertigen sind, desto lieber machen wir das.“

Kunden für die hochpräzisen Mikroteile kommen aus dem Bereich Life Science, Elektrotechnik und Apparatebau.

Die Losgrößen variieren von Auftrag zu Auftrag stark. Mal sind es nur 100 Teile pro Jahr, mal geht die Zahl in die 100.000 oder auch über 10 Mio. Stück. Da heißt es mit dem gesamten Maschinenpark flexibel bleiben.

Jüngste Errungenschaft sind zwei ROBOSHOT von FANUC. Im Herbst vergangenen Jahres wurde auf der Homepage unter dem Schlagwort „Die Wende“ verkündet: Schritt für Schritt zur energieeffizienteren Produktion. Wobei Lukas Ruckstuhl gleich vorausschickt, dass die Einsparung von Energiekosten schon eine Rolle gespielt habe, aber nur im Zusammenhang mit den Produktionskosten allgemein.

Noch sind die beiden ROBOSHOT α-S15iA nicht lange genug in Betrieb, um die Auswirkungen auf die Stromrechnung wirklich beurteilen zu können: „Das ist aber ein Faktor, den wir gerne mitnehmen“, sagt der Chef. „Den Ausschlag gaben Kriterien wie Produktivität und Qualität.“ Die beiden Spritzgussmaschinen arbeiten mit einer Schließkraft von 150 kN, wobei eine ROBOSHOT mit einer 16er Schnecke, die andere mit einer 14 er Schnecke bestückt ist. Tanja Grimm, Vertriebsleiterin ROBOSHOT für FANUC in der Schweiz: „Prontoplast war das erste Unternehmen in der Schweiz, das diese kleine ROBOSHOT im Einsatz hatte. Weitere Unternehmen haben schon Interesse angemeldet.“ Neben Qualität und Produktivität zählen die zahlreichen Ausstattungsoptionen und nicht zuletzt der geringe Footprint (867 x 2499 mm) zu den Pluspunkten.

Und die alte Maschine? Wie pfleglich man bei Prontoplast mit Spritzgussmaschinen umgeht, zeigt das Beispiel der für die ROBOSHOT ausgemusterten Maschine: Mit 46.000 Betriebsstunden musste sie keineswegs verschrottet werden. Ruckstuhl: „Das war die Maschine, mit der mein Vater und mein Onkel ihr Geschäft begonnen haben. Die macht woanders jetzt sicher noch einmal so viele Betriebsstunden.“

Nach und nach soll der Betrieb komplett auf vollelektrische Spritzgussmaschinen umgestellt werden. Denn die anspruchsvollen Kundenteile („dafür sind wir bekannt“) erfordern extrem gut regelbare Maschinen. Aktuelle Beispiele für das Teilespektrum auf der ROBOSHOT sind Kameraoptiken für Endoskope, Teile für Hörgeräte und Komponenten für Lichtwellenleiter – Teile, die nicht immer ins Segment „Mikroteile“ fallen, aber immer extrem anspruchsvoll sind und eine präzise Produktion erfordern.

Was die Steuerung alles kann

Lukas Ruckstuhl und der für das Qualitätsmanagement zuständige Roman Kaufmann sind lange genug im Geschäft um zu wissen, dass man nicht immer alles optimal umsetzen kann, was technisch eigentlich wünschenswert ist. Genau an der Stelle setzen die ROBOSHOT-Maschinen an und bieten mit zahlreichen Features und Optionen entscheidende Vorteile. Ein Beispiel dafür: Mit der Option „verzögert schließen“ kann man so arbeiten, dass die Form eigentlich erst dann schließt, wenn sie nahezu entlüftet ist. Selbst Teile mit winzigen Nasen, Zapfen oder Ausformungen lassen sich wiederholgenau spritzen. „Das ist eine super Option. Damit haben wir viel herausgeholt“, stimmen die beiden Qualitätsfans überein. „So können wir die letzten zwei, drei Prozent aus der Maschine herausholen.“

Die Kenntnisse über die Steuerung und den Schliff für die praktische Arbeit haben sich Ruckstuhl und Kaufmann bei einer mehrtägigen Schulung bei FANUC in Biel geholt: „Dort haben wir uns in drei Tagen die Steuerung erklären lassen.“

Tanja Grimm, FANUC: „Alle Kunden, die auf eine ROBOSHOT umgestiegen sind, haben durch die Bank bestätigt, dass sie nun schnellere Zykluszeiten erzielen.“ Keine Frage: Diese Einsparungen können sehr unterschiedlich sein. Wo bei einem Prozess schon eine halbe Sekunde auf Millionen Teile gerechnet viel ist, spielen bei einem anderen Prozess ein paar Sekunden mehr oder weniger keine Rolle.

Customer cases

Lukas Ruckstuhl bestätigt das aus seiner Sicht: „Das Argument für eine Maschine wie die ROBOSHOT ist ja nicht der Gewinn von zwei oder drei Sekunden, sondern dass ich auch ein aufwändiges Profil schnell und vor allem präzise fahren kann.“

Wichtig für die Teile bei Prontoplast sind die extrem schnellen Reaktionszeiten der Maschine auf Basis der kurzen Lageregeltakte. Selbst komplexe Einspritzprofile lassen sich so wirtschaftlich realisieren.

Dabei hilft eine Option der ROBOSHOT ganz besonders gut. Die Funktion „AI Mould Protection“ bietet höchsten Formenschutz: Sie misst den Druck auf die Form und hält im Falle einer Blockierung oder Toleranzabweichung die Schließeinheit offen. Zusätzliche Funktionen warnen frühzeitig bei Verschleiß an Form- und Auswerferstiften. So lassen sich einerseits kurze Schließzeiten, andererseits ein optimaler Werkzeugschutz realisieren. Ruckstuhl: „Diesen Formschutz lassen wir immer mitlaufen.“

Vollelektrischer Masterplan

Als „klein und fein“ beschreibt sich das Unternehmen auf seiner Webseite. Mit zwölf Mitarbeitern ist das von der Größe her zutreffend und ebenso für seine Produktion. Erst recht für die Produkte: Lukas Ruckstuhl, der heutige Inhaber, führt das von seinem Vater Erwin und seinem Onkel Beat 1989 gegründete Unternehmen, das als Prontoplast Spritzguss AG, Wetzikon, firmiert. Die beiden Gründer waren mit einer einzigen Maschine gestartet. Heute umfasst der Maschinenpark 18 Spritzgussmaschinen, davon zwei jüngst beschaffte vollelektrische ROBOSHOT von FANUC. Pro Jahr werden rund 40 Tonnen Granulat verarbeitet, eine Zahl, die für sich spricht.

Überhaupt sind Materialversorgung und Teilelogistik einfach zu handhaben, wenn 1.000 Teile in eine kleine Schachtel passen. Teilweise werden gespritzte Teile transportgerecht in Trays abgelegt, überwiegend jedoch als Schüttgut behandelt. Alle Spritzguss-Maschinen sind mit dreiachsigen Linearhandlinggeräten automatisiert. Auch hier steht „eine Wende“ an, wie Lukas Ruckstuhl versichert: „Wenn wir jetzt noch eine 30t-Maschine kaufen, überlegen wir, ob wir nicht auch einen sechsachsigen FANUC Roboter dazukaufen.“ Damit würden sich die Möglichkeiten rund um den Spritzprozess wesentlich erweitern.

Der „Masterplan“ bei Prontoplast sieht einen vollelektrischen Maschinenpark vor. „Wir sind jetzt dabei, wirklich Praxiserfahrungen zu sammeln“, nennt Ruckstuhl die nächsten Schritte. „Jetzt müssen die beiden ROBOSHOT zeigen, was in ihnen steckt. Jedenfalls haben wir nun neue Möglichkeiten, die wir unseren Kunden bieten können.“ Dabei hat er keinen Zeitdruck – und schlussendlich müssen sich die Investitionen auch refinanzieren. „Momentan sind wir noch in einer ‚Juchhe-Phase‘ und dabei, alle Optionen auszuloten.“

Vor der Corona-Krise war sich der Firmenchef sicher, mit seinem antizyklischen Invest auf der richtigen Seite zu stehen: „Wir sind auf den nächsten Schwung gut vorbereitet und ich bin sicher, dass wir gut investiert haben.“ Konkurrenz aus Fernost befürchtet er eigentlich nicht. Eine ROBOSHOT könne in Malaysia auch nicht vorteilhafter produzieren, wenn das Know-how fehle. Knapp 100 Kunden weltweit sprechen eine beredte Sprache, auch wenn es sich bei Kunden in Fernost meist um Tochterunternehmen Schweizer Firmen handelt. Die Nähe zur fernöstlichen Konkurrenz schadet dem Spritzguss-Spezialisten aus Wetzikon offenbar nicht: „Mit den Teilen, die wir fertigen, liegen wir gut im Wettbewerb.“