Ob Zykluszeit, Energieverbrauch oder Prozessstabilität: Die Stellschrauben für eine höhere Effizienz in der Spritzgießverarbeitung sind vielfältig. Das Wissen dazu bietet Engel mit dem neuen „performance.boost“ als Dienstleistung für die Prozessanalyse und -optimierung an.

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Das volle Potenzial der Spritzgießmaschine ausschöpfen

Johannes Kilian ist Leiter der Abteilung für Prozesstechnologien bei Engel. Im Gespräch mit ihm und Georg Steinbichler geht es um die Hebel der Digitalisierung, technische Durchbrüche und kritische Erfolgsfaktoren.

Interview mit Georg Steinbichler und Johannes Kilian zum Stabwechsel bei Engel

Doriat, Clemens, Dr.

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Prozesssimulation

Software

Simulation

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff Werkstoffe

Spritzgieß-Sonderverfahren

Spritzgießsimulation

Prozessvisualisierung

Prozessautomation

Mess- / Regel- und Prozessleittechnik

Elektrische Antriebe für Spritzgießmaschinen

Antriebe

Elektrische Antriebe

Automatisierungstechnik

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

„Die Chancen der Digitalisierung nutzen“

Um die Absagen der vielen Branchenevents irgendwie aufzufangen und dem trüben Herbst ohne Großereignis wie die Fakuma etwas entgegenzusetzen, haben sich die Spritzgießmaschinenhersteller unterschiedliche Strategien zurechtgelegt.

Spritzgießmaschinenhersteller nutzen alternative Wege der Kundenansprache

Vernetzung / Cloudlösung für die Kunststoffverarbeitung

Biokunststoffe

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Schneidmühlen

Kunststoff-Aufbereitung

Silikonkautschuk

Kautschuk / Elastomere

Was tun in einem Messe-Herbst,  der keiner ist?

Mit ihrem „Industrie 4.0“-Lösungsangebot erfährt die Wittmann Gruppe eine positive Resonanz im Markt. Dabei wird die Spritzgießmaschine virtuell zur intelligenten Arbeitszelle erweitert.

Wittmann sieht sich als One-Stop-Shop-Anbieter weiter in einer guten Position

Energieeffizienz

Ressourcenmanagement

Produktion

Sofort einsatzbereit

„Circular Economy“ ist nicht nur das Schwerpunktthema der K 2019, sie bildet auch den „grünen“ Faden beim Messeauftritt des Spritzgießmaschinenbauers und Systemanbieters Engel.

Engel befürwortet starkes Engagement der Kunststoffindustrie für Kreislaufwirtschaft

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Kunststoff-Recycling

Ein zweites Leben für Kunststoffe

Die Werkzeugatmung liefert nützliche Informationen über die Vorgänge im Werkzeug und in der Kavität. Formenbauer Schneider Form und Spritzgießmaschinenhersteller Engel beschäftigen sich seit einigen Jahren mit diesem Thema – mit unterschiedlichen Zugängen.

Methoden zur Ermittlung der Werkzeugatmung im Vergleich

Energiemanagement / Smart Home

Installationstechnik

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Druck- / Kraftsensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Atmungssignale für  die Prozessoptimierung nutzen

Die K 2019 in Düsseldorf wurde ihrem Anspruch, die Leitmesse für Kunststofftechnik zu sein, wieder einmal gerecht. Zumindest im Bereich Spritzgießen gab es Weltneuheiten – wenn man genau hingesehen hat.

Spritzgießtrends auf der K 2019

Schaumspritzgießen

Smart Factory

Mikrospritzgießen

Fließpressen

Handling, Handhabungstechnik für die spanende Fertigung

Handling, Handhabungstechnik

Elastomer-Spritzgießen

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Industrieroboter

Montagetechnik

Montage-Spritzgießen

Knickarmroboter

Hybrid-Spritzgießen (Metall / Kunststoff)

Mit digitaler Assistenz  zur technischen Exzellenz

Die Qualität von Spritzgussteilen und die Prozessstabilität sind bis heute von den Kenntnissen und Erfahrungen des Einrichters abhängig. Durch die wachsende Zahl an Freiheitsgraden entstehen Wirkzusammenhänge zwischen Bauteilqualität und Prozessparametern.

Modellgestützte Prozesseinrichtung durch vollvernetzte Produktion im Spritzgießen

IoT-Plattformen für die Qualitätssicherung

Machine Learning für die Qualitätssicherung

Big Data für die Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Qualitätssicherung

Jenseits menschlicher Fähigkeiten

Nach der Produktion von Schutzbrillen hat Arburg nun ein weiteres Projekt gegen die Ausbreitung des Coronavirus ins Leben gerufen und produziert weiderverwendbare Mund- und Nasenmasken. 

Hochwertige Mund- und Nasenmaske aus LSR 

kunststoffe.de

Arburg fertigt Hightech-Masken 

Die hydraulische, von unten schließende Vertikalmaschine aus der neuen „Ergo+“-Baureihe der Maplan GmbH, Kottingbrunn/Österreich, ist in vier Schließkraftstufen bis 4000 kN verfügbar. Darüber schließt die Typenreihe „Ergomax+“ mit drei Größenabstufungen bis zur Schließkraft 9000 kN an. Innerhalb beider Typenreihen wird es von jeder Schließkraftgröße zusätzlich zur Standard-Plattengröße auch eine Version mit vergrößerter Aufspannfläche geben. 

Mit ¿Injection Intelligence¿ zu Effizienzgewinnen 

Ergonomisch und produktiv 

Bis Jahresende tritt die größte gebrauchte Spritzgießmaschine Deutschlands ihren Weg von Süddeutschland über Amsterdam nach Mumbai an. Gindumac organisiert die vollständige Logistikabwicklung mit dem Kunden.

Gebrauchtmaschinenhandel

Dienstleistungen

Dienstleistungen in der Metallbearbeitung

Gebrauchtmaschinen

Sondermaschinen

Gindumac erhält Großauftrag aus Indien

Im zweiten Teil der Serie wurden anhand einer Beispielgeometrie Berechnungen zum Durchsatzverhalten, Druckaufbauvermögen und zum Aufschmelzverlauf durchgeführt. Diese Ergebnisse sollen nun näher betrachtet und in weiterer Folge optimiert werden. Dazu gilt es die Auswirkungen bei der Anpassung einiger ausgewählter Geometrieparameter zu untersuchen und interpretieren.

Teil 3 der Serie befasst sich mit Versuchen zur Optimierung der Schneckengeometrie

Schnecken und Plastifiziersysteme

Rund um die Plastifizierschnecke

Allgemeines Ziel der Qualitätsprognose ist es, auf Basis von Prozessdaten Aussagen über die resultierende Formteilqualität abzuleiten. Dem Werkzeuginnendruckverlauf wird allgemein eine hohe Aussagekraft für spritzgegossene Formteile zugeschrieben.

Welchen Mehrwert bietet hierfür die Werkzeuginnendrucksensorik?

Werkzeuginnendrucksensoren

Steuern, Regeln

Mess-, Steuer- und Regelgeräte

Qualitätsprognose für Spritzgussteile durch maschinelles Lernen

Intelligente Assistenzsysteme ebnen der sich selbst optimierenden Produktion den Weg. Für einzelne Phasen des Spritzgießprozesses ist die automatische Nachjustierung qualitätsrelevanter Parameter schon heute Realität.

Assistenzsystem iQ weight control sorgt für eine höhere Prozessstabilität

Messgeräte für Viskosität

Werkstoffprüfung

Kunststoff-Rezyklat

Rezyklaten gezielt ein breiteres Einsatzspektrum eröffnen

Erst die flexible Verkettung zweier Spritzgießmaschinen mit einem Stauförderer ermöglicht bei einem namhaften Automobilzulieferer die effiziente Produktion komplexer Baugruppen unter Gewährleistung höchster Qualitätsstandards. Der Kunststoffverarbeiter entwickelt die Module für verschiedene Fördertechnik-Systeme zusammen mit seinem Tochterunternehmen ErgoTek selbst. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Wirtschaftlichkeit der Produkte gelegt.

Flexible Verkettung von Spritzgießmaschinen mit staufähigen Fördersystemen

Montage

Förderanlagen und -geräte

Automatisierungskomponenten

Fertigungsautomation

Anlagen / Systeme

Fördersysteme

Montageeinrichtungen

Verbindende Elemente

Im Jahr der Covid-19-Pandemie stehen vor allem digitale Services im Fokus – aber nicht nur

Ein Jahr nach der K haben viele Hersteller von Anlagen, Geräten und Werkstoffen wieder interessante Neuheiten entwickelt, können sie aber wegen der vielen Messe-Absagen kaum der Öffentlichkeit präsentieren. Wir berichten auf diesen Seiten thematisch geordnet über die aktuellen Highlights der Branche und beginnen hier mit dem Spritzgießen.

Die Wittmann Battenfeld GmbH, Kottingbrunn/Österreich stellt ihre Produktneuerungen in diesem Jahr in Form von Videopräsentation vor, die Interessierte u. a. auf dem firmeneigenen Youtube-Kanal anschauen können. Im Zuge der Kreislaufwirtschaft präsentiert das Unternehmen mit dem Ingrinder eine Spritzgießfertigungszelle, die den Kaltkanalanguss unmittelbar als Mahlgut zurück in den Prozess fördert. Dazu entnimmt ein Angusspicker den Anguss aus dem Werkzeug und führt ihn einer Mühle zu. Eine Saugförderanlage transportiert dann zur besseren Durchmischung abwechselnd Mahlgut und Neuware in den Materialtrichter der Maschine. Wittmann Battenfeld demonstriert das Vorgehen mit der Herstellung einer Dose mit Deckel in einem 2+2-fach Werkzeug auf einer SmartPower-Maschine.

Hinsichtlich der Produktionsplanung und -überwachung arbeitet Wittmann Battenfeld mit ICE-flex zusammen. Maschinen und Peripheriegeräte lassen sich über die Schnittstellen Euromap 63 und 77 bzw. Wittmann 4.0/ OPC UA in die MES-Software Temi+ des italienischen Herstellers einbinden (Bild 1). Das für die Kunststoffindustrie konzipierte System bietet neben einem Produktionsplaner auch die Möglichkeit, den Energie- und Materialverbrauch grafisch zu visualisieren sowie Aktoren und Alarmreaktionen zu programmieren. Das neue Frontend erlaubt es zudem, Produktionsaufträge per Drag & Drop zu ergänzen und zu verschieben, Wartungszyklen zu planen und eine wöchentliche Auftragsagenda zu erstellen.

Dass der neue Handlingroboter Wittmann Sonic 131 für kurze Zykluszeiten ab 4 s eingesetzt werden kann, zeigen die Österreicher mit einer schnelllaufenden Verpackungsanwendung. Eine Maschine des Typs EcoPower Xpress 300/1100+ stellt einen Magarinebecher in 4 s her, den der Handlingroboter von oben aus der Maschine entnimmt.

Die Herstellung von Kleinstbauteilen im Reinraum wird mit einer medizintechnischen Anwendung demonstriert. Eine Mikrospritzgießmaschine des Typs MicroPower 15/10 mit einer Schließkraft von 150 kN stellt in einem 8-fach-Werkzeug 2 mg schwere Halteringe für Miniaturschläuche her. Nach einer optischen Qualitätsprüfung werden die Halteringe kavitätengetrennt in Transportbehälter sortiert.

Auf einer vollelektrischen Maschine SmartPower 120/350 wird ein Flüssigsilikonkautschuk (LSR) zu einem Drinktimer verarbeitet. Das 2-fach-Werkzeug von Nexus Elastomer Systems ist mit einem Kaltkanal und der Nadelverschlussregelung Flowset ausgestattet, um eine angusslose und gratarme Bauteilherstellung zu ermöglichen. Eine maschinentechnische Besonderheit findet sich in der Plastifiziereinheit. Deren offene Bauweise ermöglicht eine einfache Integration der LSR-Dosieranlage.

Die Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich, stellt in diesem Jahr die neue Generation ihrer vollelektrischen Maschinenbaureihe e-mac in den Fokus. Mit der Herstellung von Pipettenspitzen in einem 64-fach-Werkzeug des Schweizer Werkzeugbauers Tanner mit einer Zykluszeit von 6 s zeigt Engel zur Markteinführung einen Prozess, der an den Einspritzvorgang und – aufgrund der langen filigranen Kerne – auch an die Werkzeugbewegungen hohe Präzisionsanforderungen stellt. Am Zyklusende entnimmt ein Linearroboter des Typs viper 20 die Pipettenspitzen aus dem Werkzeug und legt sie nach Kavitäten sortiert ab.

Im Vergleich zur jeweiligen Vorgängerversion präsentieren sich die neuen e-mac-Modelle aufgrund einer optimierten Kniehebelgeometrie wesentlich kompakter. So ist die zur Markteinführung im Oktober vorgestellte Maschine des Typs e-mac 265/180 (Bild 2) mit 1800 kN Schließkraft bei gleichem Öffnungshub 450 mm kürzer als die Vorgängermaschine. Sie zählt damit nach Herstellerangaben zu den kompaktesten vollelektrischen Maschinen ihrer Leistungsklasse. Das neu entwickelte Spritzaggregat weist eine höhere Dynamik auf und steht in drei verschiedenen Leistungsklassen zur Verfügung. Optional können die etablierten Assistenzsysteme wie iQ weight control oder iQ flow control in die Maschine integriert werden. Je nach Anwendung lässt sich eine Automatisierungszelle bestehend aus Qualitätskontrolle, Trayserver oder Boxenwechsler zusammenstellen. Auch hier legt Engel den Fokus vor allem auf einen möglichst kompakten Bauraum.

Prozesssimulation mit smarter Datenverwaltung

Als Vertriebspartner der Coretech System Co. Ltd. aus Taiwan stellt die SimpaTec GmbH, Aachen, im Jahr 2020 eine neue Version der Spritzgießsimulationssoftware Moldex3D vor. Das neue Release umfasst nicht nur neue Funktionalitäten und Verbesserungen in der Abbildung von Sonderverfahren, sondern auch ein benutzerübergreifendes Datenverwaltungssystem. Der verbesserte Solver verkürzt die Berechnungszeiten nach Angaben des Herstellers um mehr als 20 %. Zeit spare der Nutzer auch aufgrund neuer Geometrie- und Netzreparaturfunktionen und weil Konstruktionen sich schneller ändern lassen.

Die neue Cloud-basierte Datenverwaltungsplattform iSLM wurde speziell für Unternehmen der Kunststofftechnik entwickelt. Die Speicherstruktur beruht auf Werkzeugnummern und sichert neben den Simulationsergebnissen Daten wie die Größe von Modellmerkmalen, Anschnitttyp und -größe, Temperiersysteme sowie Abmusterungsparameter. Ein oder mehrere Nutzer können die Daten in der Plattform während des gesamten Produktentwicklungszyklus fortlaufend ablegen.

Im Bereich der Sonderverfahren bietet die neue Version genauere Vorhersagen für RTM (Resin Transfer Molding) und das Schaumspritzgießen mit chemischen Treibmitteln. Für das RTM-Verfahren liegt das Augenmerk auf einer verbesserten Verzugsberechnung. Beim chemischen Schäumen kann sich der Nutzer jetzt auch die Auflösung und Temperatur des aufschäumenden Gases berechnen lassen (Bild 3).

Hohe Qualität durch Viskositätsregelung

Die Firma Priamus System Technologies, Schaffhausen/Schweiz, reagiert auf den Trend zum zunehmenden Einsatz von Biokunststoffen und Rezyklaten mit adaptiven Prozessregelungssystemen, um trotz höherer Prozessschwankungen Bauteile mit reproduzierbarer Qualität herstellen zu können. Das Prozessüberwachungs- und Regelsystem Fillcontrol regelt die Schmelzeviskosität mithilfe eines patentierten Verfahrens automatisch und stellt sicher, dass sich gerade bei der Verarbeitung von Biokunststoffen die Bauteilqualität Zyklus für Zyklus verlässlich innerhalb der vorgegebenen Toleranzen bewegt (Bild 4).

Die Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, sieht großes Potenzial in der Digitalisierung, um zum einen die Produktionseffizienz und zum anderen den Kundenservice zu verbessern. Das seit März 2019 verfügbare Kundenportal arburgXworld haben die Loßburger bereits auf der K 2019 mit den zentralen Apps der Basisversion MachineCenter, ServiceCenter, Shop und Calendar vorgestellt. Weitere kostenpflichtige Service- und Überwachungsfunktionen lassen sich kundenspezifisch freischalten. Die App VirtualControl etwa ermöglicht es dem Anwender, die Maschinensteuerung am PC oder Tablet zu simulieren, um Datensätze zu erstellen, Abläufe zu optimieren oder Mitarbeiter zu schulen. Um den Zeitaufwand der Produktionsplanung und Arbeitsvorbereitung zu reduzieren, kann der Kunde mit der MachineFinder-App auf Basis von material- und prozesstechnischen Daten eine passende Schließ- und Plastifiziereinheit auswählen.

Daten zum Produktionsverlauf lassen sich über das optional erhältliche Maschinendashboard in Form von Trenddiagrammen visualisieren. Auch das Arburg Leitrechnersystem ALS (das firmeneigene MES) kann der Kunde in das Dashboard integrieren. Neben der Produktionsplanung und der Erfassung von Produktionsdaten ermöglicht das System die Rückverfolgbarkeit von Bauteilen, wie Arburg auf der K 2019 mit der Herstellung von Sonnenbrillen gezeigt hat.

Zu Beginn der Corona-Pandemie hat Arburg zusammen mit dem Schweizer Kunststoffhersteller Ems-Chemie und Uvex die Fertigungszelle adaptiert und zur Herstellung zertifizierter Schutzbrillen eingesetzt. Neben der Herstellung von 2K-Mund-Nase-Schutzmasken aus LSR und PP stellt dies eines von zwei Projekten zur Herstellung von Schutzausrüstung dar. Die Corona-Pandemie hat jedoch auch Auswirkungen auf digitale Servicedienstleistungen des Maschinenherstellers. So ist jetzt eine digitale Maschinenabnahme möglich, bei der ein Arburg-Mitarbeiter über ein Tablet mit dem Kunden das Lastenheft durchgeht, bevor die Maschine beim Kunden in Betrieb genommen wird (Bild 5).

Der Spritzgießmaschinenhersteller Dr. Boy GmbH & Co. KG, Neustadt-Fernthal, erweitert sein Portfolio im Bereich der Vertikalmaschinen (Umspritzautomaten), die sich besonders für das Umspritzen von Einlegeteilen eignen. War der Maschinentyp bisher nur mit einer maximalen Schließkraft von 550 kN verfügbar, hat Dr. Boy nun die Baureihe mit der Boy 60 E VV um eine 600 kN Maschine ergänzt.

Die Umspritzautomaten (Bild 6) zeichnen sich durch die feststehende untere Platte, eine ergonomisch günstige Tischhöhe von 975 mm sowie eine gute Zugänglichkeit zum Werkzeug von allen vier Maschinenseiten aus. Kompakte Abmessungen von 3,21 m² und großzügiger Freiraum auf dem hinteren Maschinengestell für Peripherie- und Anbaugeräte gewährleisten vielfältige Integrationsmöglichkeiten für Automatisierungseinrichtungen. Standardmäßig hat Dr. Boy die Maschinen mit einem energieeffizienten Servoantrieb und der Steuerung Procan Alpha ausgestattet.

Zur Markteinführung steht zunächst eine Plastifiziereinheit mit maximalem Dosiervolumen von 166,3 cm³ zur Verfügung. Zukünftig sollen auch drei kleinere Spritzeinheiten und insgesamt acht unterschiedliche Schneckendurchmesser zur Verfügung stehen.

Engel Austria GmbH  

www.engelglobal.com

Dr. Boy GmbH & Co. KG  

www.dr-boy.de

ARBURG GmbH + Co KG  

www.arburg.com

PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES, branch of Barnes Group Suisse Industries LLC 

www.priamus.com

SimpaTec GmbH  

www.simpatec.com

Wittmann Battenfeld GmbH & Co. KG  

Ausgabenartikel

Bild1. Maschinen- und Peripherietechnik lassen sich in die MES-Software Temi+ einbinden, die nun u. a. eine Produktionsplanung per Drag & Drop erlaubt

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Bild 2. Baureihe e-mac: Die Spritzgießmaschinen der neuen Generation kombinieren kompakten Bauraum mit hoher Flexibilität

Bild 4. Fillcontrol: Das Prozessüberwachungs- und Regelsystem erkennt und analysiert Viskositätsschwankungen bei der Verarbeitung von Biokunststoffen und zielt darauf, sie zu kompensieren

Bild 5. Bei einer Remote-Maschinenabnahme bespricht ein Arburg-Mitarbeiter über ein Tablet alle Anforderungen mit dem Kunden 

Bild 6. Mit der neuen Boy 60 E VV wird der Schließkraftbereich für Umspritzautomaten jetzt bis 600 kN ausgedehnt

Bild 3. Für das Schaumspritzgießen unterstützt Moldex3D 2020 die Analyse der Auflösung und Temperatur des aufschäumenden Gases 

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Spritzgießmaschinen, Spritzpressen

Kunststoffverarbeitungsmaschinen

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