2020. November | 8 perc

Szerző: Thomas Braun, Cavity Eye Germany GmbH

Az autóiparban és egyéb iparágakban továbbra is fenntartással kezelik a habosított műanyag alkatrészeket. Habár ezen alkatrészeknél javuló mechanikai tulajdonságok és felületi minőség figyelhető meg jelentős tömegcsökkenés mellett, még mindig kétségek vannak a fröccsöntött termékek belsejében található ismeretlen és láthatatlan buborékok miatt. A "WinInMo" szervezet célja, hogy ezeket az aggályokat eloszlassa és megoldást adjon azáltal, hogy felügyelteti a folyamat nyomás és hőmérsékleti paramétereit minden fröccsöntött alkatrész esetén.

A "WinInMo" szervezet (www.wininmo.de) egy fenntartható és hosszútávon is megbízható fröccsöntési folyamat megvalósítására fejleszt megoldásokat. A cél többek között az energiafelhasználás csökkentése, a szerszámfűtés és szerszámtemperálás felügyelete és a felügyeleti rendszer megbízhatóságának növelése. Ez új nézőpontot és fejlesztéseket igényel a szerszám geometriai felépítésében, hűtővíz kezelésében és az összes folyamatparaméter online monitorozásában. A bio műanyagok fejlesztése új piaci lehetőségeket nyit meg a jövőben. A Cavity Eye megoldásai biztosítják a folyamatparaméterek vizualizációját és a teljes fröccsöntési folyamat felügyeletét.

A Wirth Innovációs Nap résztvevői nagyrészt az autóiparban, fogyasztói-elektronika iparban vagy fröccsöntésben dolgoznak. A WinInMo hálózat partnerei részletes információt szolgáltattak a látogatóknak az egyes technikai feladatok megoldásairól. A Wirth telephelyén egy működő fröccsöntő gépen kerültek demonstrálásra a fejlesztési eredmények.

Bemutatódarab Class A felülettel

Miért előnyös a habosított műanyag használata?

Habosított műanyagok számos előnyt nyújtanak termékminőség és a gyártási folyamat szempontjából: nincs beszívódás, alacsonyabb terméktömeg, nem szükséges utónyomás és az alacsonyabb záróerő. A Wirth Helmbrechts-ben található telephelyén a szerszámok közel felét fizikai habosításra használják. Ennek köszönhetően kiterjedt tapasztalattal rendelkeznek a habosításhoz tartozó mérnöki folyamatok és a komponens minőség optimalizációja terén. A műanyag haboknál gyakori, hogy a jobb felület magasabb szerszámhőmérsékletet igényel, ez azonban ciklusidő veszteséget okoz.

A ciklusidő és a meleg szerszámfelület biztosításához a variotherm folyamat egy hatásos stratégia, hogy a habosított alkatrészek tipikus réteges felületét A osztályú felületekké (Class A) alakítsuk a szerszámfal hőmérsékletének változtatásával. Ennek a váltakozó temperálásnak és "negatív préselésnek" a kombinációja, ami a fészek kitöltése után kis mértékben kinyitja a szerszámot. Ez egy új költséghatékony megoldás lehet arra, hogy egyazon anyaggal a mechanikai tulajdonságokat és fröccsöntött alkatrészek felületi minőségét is javítani lehessen.

Élő bemutató - innovatív technológiával támogatott gyártás

A technológiát és annak felügyeletét saját szerszámmal mutatták be, amely egy dekoratív íves tálat gyárt. A tál szélessége 500 mm, falvastagsága 2 mm, számos kivágással és Class A előírt minőségű, fényes felülete van.

Bemutatásra került annak a lehetősége, hogy egy általában rossz felületi minőségű habosított alkatrész a negatív préselés technológiájával elérheti a Class A felületi minőséget és a mechanikai szilárdságot, mely tipikus az autóipari belső alkatrészeknél.

A teszt szerszám egy Mucell fröccsöntő egységgel ellátott 16000 kN záróerejű KraussMaffei MX 1600-17200 BluePower fröccsöntő gépen fut a Wirth technikai központjában. A cég a szerszámot variotherm hűtő-fűtő megoldáshoz alkalmas speciális szerszámbetétekkel és vízcsatornákkal tervezte és gyártotta le. Ezek korrózió-gátló bevonattal rendelkeznek a hosszú távú használat érdekében. A termék hátsó oldalán található a közvetlen meglövésű Incoe forrócsatornás rendszer, amely 4 direkt tűszelep vezérlésű fúvókával rendelkezik.

Bemutató fröccsöntő szerszám - Class A termékfelület, varioterm hűtő-fűtő megoldással - 16.000 kN-os KraussMaffei MX 1600 fröccsöntő gépen, jobb oldalon pedig a Cavity Eye folyamatfelügyeleti megoldása

Cavity Eye folyamatfelügyeleti rendszer - élő bemutató

A PC/ABS (Covesto Bayblend T85XF) anyag használatával 8-10% tömegcsökkenés figyelhető meg a termék belsejében lévő habnak köszönhetően, összehasonlítva a hagyományos fröccsöntéssel. A volumetrikus kitöltés után további "negatív préseléssel" (szerszám nyitása a fröccsöntést követően) akár 45%-os tömegcsökkenés is elérhető egy tömör fröccsdarabhoz képest. A tesztszerszám hőmérséklet, nyomás és áramlás szenzorokkal került felszerelésre, ennek köszönhetően folyamatosan kontroll alatt tartható, hogy mi történik a szerszám fészkekben és forrócsatorna rendszer belsejében. Ezen adatokat alapul véve valósítható meg a folyamat hatékonyságának és ismétlőképességének növelése a Cavity Eye rendszerrel.

Üregnyomás felügyelete - teljes görbefelügyelet a Cavity Eye segítségével

A fröccsöntés során az üregnyomás az egyik legfontosabb mérhető érték, amely az alkatrész minőségét a legjobban leírja. A projekt során a szerszám álló oldalán történik a mérés indirekt módon a kidobócsapok mögé beépített nyomásmérő szenzorokkal. A szerszám speciális kilökőrendszerrel rendelkezik, amely hidraulikus mozgatású és az álló oldalon helyezkedik el. A kilökőcsapok érintkeznek a fészek belsejében lévő ömledékkel, amelyeket a méréshez használunk. A szenzorok a felfogólapban vannak elhelyezve, a formaüreg felől kerültek beszerelésre. Ez a beépítési módszer lehetővé teszi az egyszerű szerszámmegmunkálást és szerszámkarbantartást. A szenzorok és a vezetékek védett csatornában kaptak helyet, így a károsodás veszélye ki van zárva. A szenzorokat nem szükséges eltávolítani a helyükről, amely jelentős előnyt jelent a karbantartó személyzet és fröccsöntő szakemberek számára.

Cavity Eye nyomásszenzor acél fedlappal a felfogólapban (balra), hűtőkörök hőmérséklet és vízátfolyás felügyelete (jobbra)

A Cavity Eye felügyeleti rendszerrel a belső értékeket, különböző gépi adatokat, folyamatparamétereket, szerszámhőmérsékletet és szerszámtemperálás vízátfolyását lehet monitorozni. Értesítéseket és automatikus e-mail üzeneteket hoz létre a folyamatparaméterek változása esetén. Definiálható beavatkozási és értesítési határ a felügyeltetett folyamatparaméterekre. Könnyen ellenőrizhet a termelési folyamat a gépre szerelt monitoron és így a gépbeállító már azelőtt be tud avatkozni, mielőtt selejtet gyártana.

A fröccsöntő gépnél található monitoron látható paraméterek testreszabhatóak minden gyártásra. Továbbá alkalmas egyszerre több gép monitorozására, azaz a teljes gyáregység felügyeletére. A rendszer képes fogadni más analóg vagy digitális jelet, például a forrócsatorna rendszertől. Ebben a projektben egyszerre 16 további szenzort ellenőriz.

Minden mért érték kap egy időbélyeget, amely lehetővé teszi a különböző forrásból érkező adatok együttes kiértékelését, azaz ciklushoz, termékhez rendelését. A rendszer segítségével a folyamatok felügyeltethetőek, valamint lehetővé teszi a korábbi adatok hibaanalízisét a gyökérok megtalálását. A projektben a rendszer ellenőrzi az üregnyomást és értékeli a megadott toleranciától való eltéréseket minden szenzornál. Ha a mért értékek a határon kívül esnek, akkor ezek a darabol automatikusan a selejtbe kerülnek.

A szerszámban lévő memóriának köszönhetően a rendszer "plug and play". A Smart Mould Plug-ot csatlakoztatva a szerszámhoz, a rendszer automatikusan felismeri azt, illetve a folyamathoz tartozó referencia nyomásgörbét és tolerancia határokat. Ezáltal elkerülhetővé válnak a kézi beállításból származó hibák és tévedések.

Cavity Eye dashboard: Fröccsöntőgép adatok (bal fent), környezeti energiafelhasználás (bal lent), Cavity Eye belső nyomás (jobb fent) és vízátfolyás adatok (jobb lent)

Fejlesztések a jövőnek, megoldások a jelennek

A Cavity Eye lehetővé teszi a fröccsöntők számára, hogy elkerüljék a "tipikus" hibákat a termelés indításakor, mint például a helytelen paraméter bevitel. A rendszerrel nem csak a hibák megelőzése, de felderítése is egyszerű, legyen szó akár egy hőmérsékletszabályzóról, vagy egy temperálóról. A hibák elkerülhetőek azáltal, hogy ellenőrizzük a teljes fröccsöntési folyamatot.

Thomas Braun

Ügyvezető

CAVITY EYE Deutschland GmbH

A K-Profi teljes cikkét eredeti nyelven az alábbi linken olvashatják: https://www.wininmo.de/aktuelles/