Arburg arbeitet an der Vision, dass mithilfe von KI jede Spritzgießmaschine in Zukunft nicht nur die Prozesse, sondern auch die Produkte kennt, die sie herstellt.

Problem beim Machine Learning im Spritzgießen: Das aufwendig Erlernte gilt nur für den einen, ganz spezifischen Prozess. Oder anders gesagt: Die ermittelten Regeln oder Algorithmen sind nicht einfach auf andere Prozesse übertragbar.

Arburgs Vision: In Zukunft soll die Maschine die Produkte kennen, die sie herstellt

Spritzgießen

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Digitaler Zwilling

KI-Modelle für die Spritzgießsimulation

Die neue Plattform iQ process observer von Engel überwacht im Hintergrund Hunderte Parameter der Spritzgießzelle gleichzeitig.

Der Spritzgießer ist wahrlich kein Freund von Veränderungen – wenn diese im laufenden Prozess auftreten. Der iQ process observer hilft ihm dabei,  den Prozess im Blick und damit die Qualität im Griff zu behalten © Engel / Hintergrundbild: iStock

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Plattform zur Prozessüberwachung überwacht mehrere Hundert Parameter gleichzeitig

Prozessvisualisierung

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

IoT-Plattformen für die Kunststoffverarbeitung

Den Prozess im Blick – die Qualität  im Griff

Der Spritzgießmaschinenhersteller Arburg und der Simulationssoftware-Anbieter Simcon über ihre Zusammenarbeit und die neue Generation des FillAssist.

Das neue Tool funktioniert auf jeder Arburg-Spritzgießmaschine mit Gestica-Steuerung.

Exklusiv-Interview mit Werner Faulhaber von Arburg und Paul Filz von Simcon

Doriat, Clemens, Dr.

„Wir reißen wirklich Mauern ein“

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

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Elektrische Antriebe für Spritzgießmaschinen

Antriebe

Elektrische Antriebe

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

„Die Chancen der Digitalisierung nutzen“

Die ressourcenschonende Ermittlung eines optimierten Einstelldatensatzes im Spritzgießprozess stellt aktuell noch eine Herausforderung dar. Maschinelle Lernverfahren bieten großes Potenzial, bereits generiertes Wissen aus der Fließsimulation zu nutzen.

Kombinierte Nutzung von Simulations- und realen Versuchsdaten

DOE-Software

Qualitätsmethoden

Schneller zum optimalen Betriebspunkt

Schaumspritzgießen ist ein Verarbeitungsverfahren zur Serienproduktion von geschäumten Kunststoffteilen, welches ein zunehmendes Interesse und Verwendung in der Industrie erlangt. Jedoch sind die Anwendungen aufgrund unzureichender Kenntnisse der Prozessführung und der mechanischen Eigenschaften, der begrenzten Nutzung des Leichtbaupotentials sowie eingeschränkter Oberflächenqualitäten begrenzt. Alle diese Nachteile sind mit der Zellstruktur verbunden. Die Strukturmerkmale wie Randschichtdicke, Zellgröße, Dichte und Homogenität werden während des Verfahrens ausgebildet. Daher ist die Kontrolle der Zellbildungsmechanismen der Schlüssel, um den Einschränkungen entgegenzuwirken und die mechanischen Eigenschaften zu optimieren.

Schaumspritzgießen

Schaumstoffe

Schaumstoffe und Vorprodukte

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Controlling cellular structure in thermoplastic foam injection molding – influence of processing and mold technologies

Nachhaltigkeit ist mehr als ein Hype, davon ist man bei Engel überzeugt. Die Anforderungen an eine nachhaltige Spritzgießproduktion sind hoch, können aber mit den richtigen Lösungen gemeistert werden. Die Digitalisierung eröffnet hier viele Chancen.

Nachhaltigkeit geht nur mit Digitalisierung

Das Digital Engineering umfasst die komplette Entwicklungskette eines Bauteils von der Qualitätsanforderung über die Konstruktion von Bauteil und Werkzeug bis hin zur Prozesssimulation und -auslegung. Die Vielzahl an Softwareanwendungen bedingt häufig ein Handling mit Informationen unterschiedlicher Datenformate. Nicht selten gehen hierbei Informationen verloren, weshalb im PIC 4.0 an Methoden zur Realisierung durchgängiger Simulationsketten geforscht wird.

Stadien des Produktentstehungsprozesses, hier am Beispiel eines mit verschiedenen Tapes belastungsgerecht ausgelegten Fahrradsattels

Teil 6 der Serie: Wie eine webbasierte Schnittstelle das Datenhandling erleichtert

Virtual Reality für die Qualitätssicherung

Anwenderfreundlicher Datenaustausch im Digital Engineering

Während der vergangenen Monate haben sich viele firmeninternen Abläufe und Entwicklungsprozesse verlangsamt und auch verändert. Trotz allem ist die Zeit nicht stehen geblieben, auch nicht in der Spritzgießtechnik. Dabei haben vor allem zwei Themen die Diskussion und Entwicklung geprägt: Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft. Nachfolgend einige Beispiele von Entwicklungen und Projekten, die das untermauern.

In die durchgehend 3D-geformte Instrumentenblende sind zwei Displays nahtlos integriert

Innovatives Spritzgießen in Zeiten der Pandemie

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

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

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Spritzprägen

Biokunststoffe

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Machine Learning

Datenanalyse

Schnecken und Plastifiziersysteme

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Lasermarkieren

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Inline- / Online-Messsysteme

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Kreislaufwirtschaft

Hinterm Horizont geht’s weiter

Der digitale Schatten ist das Kernkonzept des Exzellenzclusters „Internet of Production“ an der RWTH Aachen. Im Plastics Innovation Center 4.0 (PIC 4.0) werden digitale Schatten genutzt, um Prozesse unter Berücksichtigung des Realverhaltens zu optimieren und die Simulationsgüte zu ermitteln.

Der Bau des PIC 4.0 schreitet voran und wirft seinen Schatten auf den Campus Melaten

Teil 7 der Serie: Wie der digitale Schatten im PIC 4.0 den realen Prozess belichtet

Sensorik für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen

Aus dem Schatten ins Licht

Seit gut zwei Jahren ist Guido Frohnhaus nun Geschäftsführer Technik bei Arburg. Im Interview mit Kunststoffe spricht der 52-Jährige über die Akzente, die er setzen will, und die Bedeutung des hohen Eigenanteils an Fertigungs- und Programmier-Know-how für die Unabhängigkeit des Unternehmens.

Guido Frohnhaus ist Geschäftsführer Technik bei Arburg

„Die Gestica wird der Fixstern  im Kundenuniversum sein“

Wie kann Digitalisierung konkret zur Ressourcenschonung und Steigerung der Produktionseffizienz beitragen? Die Antwort gibt Arburg auf der K 2022 mit Beispielen für eine hoch vernetzte, digitalisierte Fertigung.

Im arburgGreenworld-Pavillon des VDMA Circular Economy Forums fertigt ein Allrounder 370 A mit Rezyklat-Paket „Greenline“-Dübel von Fischer.

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe-international.com

kunststoffe.de

Energieeffizienz

Nachhaltigkeit dank Digitalisierung

Die Füllsimulation wird in die Maschinensteuerung integriert. Das ist eine der neuen Entwicklungen, die sich auf der Fakuma 2018 an der Schnittstelle zwischen Spritzgießtechnik und Digitalisierung abzeichneten. Andere digitale Lösungen sind längst etabliert oder weiter auf dem Vormarsch. Der Weg zur hochautomatisierten Spritzgießproduktion führt in jedem Fall über die "smarte" Maschine ¿ und die sollte einfach zu bedienen sein. 

Digitale Trends in der Spritzgießproduktion, Teil 1 

Werkzeugwechselsysteme

Werkzeugwechselsysteme, Spritzgieß

Industrieroboter

Druck- / Kraftsensoren

Aus dem Schmelzefluss entspringt  ein Datenstrom 

Wenn Fachkräfte knapp sind, bekommen assistierende Softwaresysteme eine Chance: Sie können sowohl dem erfahrenen Maschinenbediener helfen, den Prozess auf einem hohen ökonomischen und qualitativen Niveau zu halten, als auch dem Prozess-Neuling leichteren Zugang zur Bedienung verschaffen. 

IT-Unterstützung zum Ansteuern robuster Anlagenparameter 

Management-Informationssysteme

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Extrusion

Virtueller Assistent für die Produktion 

Der Spritzgießmaschinenhersteller Arburg und der Simulationsexperte Simcon bündeln ihre Kompetenzen, um die in der Werkzeugkonstruktion standardmäßig genutzten Füllsimulationen in der Maschinensteuerung zu integrieren.

Bei der integrierten Füllsimulation wird das Füllbild des Spritzgussteils auf der Steuerungsoberfläche angezeigt und die Abhängigkeit zwischen Füllgrad  und Schneckenweg visualisiert

Arburg und Simcon bringen die Füllsimulation auf die Spritzgießmaschine

Zwei Welten wachsen zusammen

Schnittstelle ermöglicht direkten Datentransfer zwischen Simulation und Spritzgießmaschine

Die neue Datenschnittstelle sim link tritt an, die Simulation und den realen Prozess zu verknüpfen, um den Kunststoffverarbeiter über den gesamten Produktlebenszyklus besser unterstützen zu können.

Die neue Datenschnittstelle sim link tritt an, die Simulation und den realen Prozess zu verknüpfen, um den Kunststoffverarbeiter über den gesamten Produktlebenszyklus – von der Produktentwicklung und Werkzeugkonstruktion bis zur laufenden Produktion – besser unterstützen zu können. Die Herstellung von Automobilkomponenten im Familienwerkzeug macht deutlich, wie sim link das Abmustern von Spritzgießwerkzeugen und die Optimierung von Spritzgießprozessen beschleunigt und die Produktivität steigert.

Schon vor der Werkzeugkonstruktion für ein neu entwickeltes Spritzgießprodukt wird eine Fülle an Informationen generiert. Mittels CFD-Simulation werden zum Beispiel mögliche Anspritzpunkte eruiert, das Füllverhalten der Kavitäten überprüft, Randbedingungen für den zukünftigen Spritzgießprozess eingestellt und die Werkzeugkühlung optimiert. Sind die Ergebnisse der Simulation zufriedenstellend, kann die Werkzeugfertigung beginnen. Es folgen die Erstbemusterung, die Optimierung der Maschineneinstellungen und schließlich die Serienproduktion. Häufig fällt jedoch beim Bemustern auf, dass an den Kavitäten nachgearbeitet werden muss, um die gewünschte Produktqualität zu erreichen. Das kann die Projektkosten erheblich erhöhen und die Markteinführung des neuen Produkts verzögern.

Je realitätsnäher die Simulation, desto höher der Nutzen

Mögliche Ursachen für den Zusatzaufwand sind, dass viele in der Simulation ermittelte Prozessparameter nicht in den Produktionsprozess übernommen werden oder zum Beispiel die ausgewählte Spritzgießmaschine den Volumenstrom aus der Simulation in der Realität nicht übernehmen kann. Doch warum ist dies so? Das Hauptproblem ist, dass die Werte aus der Simulation zum Teil aufwendig umgerechnet werden müssen und die Maschinengrenzen in der Simulation nicht überwacht werden. Umgekehrt erhält der Simulationstechniker kaum Feedback, wie gut der mit dem Werkzeug mitgelieferte Einstelldatensatz bzw. die Qualität der Simulation war.

Mit sim link tritt Engel an, diese Datenbarriere zu durchbrechen (Bild 1). Die Datenschnittstelle macht es möglich, die im Vorfeld der Werkzeugfertigung in der Simulation gewonnenen Erkenntnisse und Parameter als Ersteinstellvorschlag direkt in die Steuerung der Spritzgießmaschine zu übertragen und umgekehrt die realen Prozessdaten zurück in die Simulation zu überführen. Ziel ist es, die Qualität der Simulation sukzessive zu verbessern. Simulations- und Produktionstechniker können auf diese Weise das Wissen bzw. die Ergebnisse des jeweils anderen nutzen und voneinander lernen.

Die Genauigkeit der Simulation hängt stark von der Modellierung und der Qualität der Materialdaten ab. Es handelt sich um ein „Garbage In, Garbage Out“-System. Je realitätsnäher simuliert wird, desto besser sind die Ergebnisse und der Nutzen der Simulation. sim link dient damit gleichermaßen als Postprozessor (Export von Ersteinstellungen für die Spritzgießmaschine) und Präprozessor (Import von Produktionsdaten). Hierfür ist sim link mit drei Funktionen ausgerüstet:

<ul><li>Modifikation,</li><li>Export und</li><li>Import.</li></ul>

Die Funktion Modifikation passt das Simulationsprofil an die reale Dynamik der ausgewählten Maschine an und verbessert so die Simulationsqualität deutlich. Damit können sowohl die Maschinendynamik als auch die Maschinengrenzen bereits in der Simulation berücksichtigt werden, was die Qualität deutlich verbessert. Mithilfe der Modifikation lässt sich abschätzen, ob das Produkt auch wirklich auf der gewählten Spritzgießmaschine produziert werden kann.

Die Funktion Export erstellt aus der Simulation automatisch einen Teiledatensatz und überträgt diesen direkt an die Steuerung der Engel-Spritzgießmaschine. Dabei werden die Simulationseinstellungen so umgerechnet, dass sie von der Steuerung richtig interpretiert werden können. Auf diese Weise kann der Verarbeiter seine Einstellungen aus der Simulation per Knopfdruck auf die Maschine übertragen und damit effizienter in die Produktion starten.

Die Funktion Import überträgt reale Parameter und Messsignale aus der Produktionsmaschine zurück in das Simulationsprogramm und rechnet diese automatisch für die Simulation um. Mit diesem Feedback kann der Simulationstechniker die Qualität seiner Simulation überprüfen, Druckkurven vergleichen und weitere Expertise aufbauen.

In der aktuellen Version arbeitet sim link mit zwei Simulationstools, mit Moldflow von Autodesk und mit Cadmould von Simcon. Die Datenschnittstelle ist mit Engel-Spritzgießmaschinen mit CC200 - und CC300 -Steuerung kompatibel und benötigt keine zusätzliche Soft- oder Hardware.

Im Engel-Kundenportal e-connect werden automatisch alle im Maschinenpark vorhanden Spritzgießmaschinen, die mit sim link arbeiten können, angezeigt. Generierte Teiledatensätze und Messungen lassen sich im „sim link data store“ einfach verwalten und abrufen.

Der Datensicherheit galt bei der Entwicklung der Schnittstelle ein Hauptaugenmerk. Sensible Daten, wie CAD -Files oder Informationen über komplette Simulationsprojekte, verbleiben in den lokalen Systemen des Anwenders und werden nicht in die Engel-Systeme übertragen. Sie sind für die Benutzung von sim link nicht erforderlich. Es werden jeweils nur die notwendigen Parameter und Einstellungen über die Schnittstelle transferiert, wobei der Anwender jederzeit volle Transparenz bezüglich des Datenverkehrs hat.

Der Datenaustausch zwischen Simulationsprogramm und e-connect erfolgt über einen lokalen Client, das „sim link interface“. Nach der Modifikation oder dem Import von Produktionsdaten werden die Daten mit zusätzlichen Metainformationen versehen. Es wird dokumentiert, woher die Daten stammen und welche Randbedingungen, wie Spritzgießmaschinentyp oder Schneckendurchmesser, für die jeweilige Aktion geherrscht haben.

Der von sim link generierte Ersteinstellvorschlag kann auf verschiedene Arten an die Spritzgießmaschine übertragen werden. Möglich ist der Datentransfer über ein Firmennetzwerk, wie ein maschineneigenes Netdrive oder MES, sowie über das Internet. Er kann aber auch über einen USB-Stick erfolgen, wenn die Maschine nicht vernetzt ist.

Acht Heißkanaldüsen in Kaskade für ein dreiteiliges Türmodul

Gemeinsam mit den Partnerunternehmen Oerlikon HRSflow und Borealis hat Engel sim link in der Praxis umfangreich getestet. Dazu wurde ein Familienwerkzeug mit drei Kavitäten und einer Heißkanalkaskade mit insgesamt acht servoelektrisch gesteuerten Düsen (Typ: Flexflow) in Produktion genommen. Bei den Teilen handelte es sich um die Innenverkleidung einer Autotür, eine Kartentasche und ein Versteifungselement, die aus Polypropylen mit 7 % Mineralfüllung (Typ: Borealis Dapleen EE001AI – 9557) produziert werden sollten.

Die Einstellungen für die Produktion der Teile sollten durch Simulation bestimmt und optimiert werden. Bei der Optimierung standen eine konstante Fließfrontgeschwindigkeit über alle drei Kavitäten sowie die optimalen Schaltzeitpunkte der servoelektrischen Heißkanaldüsen im Fokus. Neben der Tatsache, dass das Familienwerkzeug in der Größe sehr unterschiedliche Kavitäten aufwies, stellte das Abstimmen der Kaskadierung der Heißkanaldüsen auf die Fließfrontposition die größte Herausforderung dar.

Das Simulationsmodell wurde in Moldfow von Autodesk aufgebaut. Es beinhaltete die Kavitäten, das gesamte Heißkanalvolumen, die servoelektrischen Nadelverschlussdüsen sowie die Maschinendüse inklusive eines Teils des Schneckenvorraums (Titelbild). Ebenso wurde die Werkzeugkühlung mitmodelliert und simuliert.

Teure Nachbesserungen am fertigen Werkzeug vermeiden

Zunächst wurde eine maschinenunabhängige Simulation unter Verwendung eines relativen Einspritzprofils durchgeführt und dabei die Einspritzgeschwindigkeit als prozentualer Volumenstrom über den Füllgrad der Kavität definiert (Bild 2). Dadurch ist die Schmelzfrontgeschwindigkeit an der Stelle X in der Kavität unabhängig von der Kompression im System.

Um über den gesamten Füllprozess eine konstante Fließfrontgeschwindigkeit zu erreichen, wurden die Schaltzeitpunkte für die einzelnen Heißkanaldüsen anhand der Fließfrontposition im Füllvorgang definiert. Es war vorgegeben, dass sich die Fließfront in der Kavität mit der Fließfront aus der Düse am jeweiligen Anschnitt trifft. Dies ist mit der initialen maschinenunabhängigen Simulation einfach möglich. Die Öffnungszeitpunkte der einzelnen Düsen sind somit vollständig voneinander und ebenso von der Kompression im System entkoppelt. Es konnte gezeigt werden, dass sich durch die Wahl einer maschinenunabhängigen Simulation auch ein komplexes System sehr schnell und mit wenigen Iterationen in der Simulation optimieren lässt.

Prozess kontinuierlich  mit Simulation optimieren

In der maschinenunabhängigen Simulation wurden alle initialen Einstellungen ermittelt und diese mittels sim link an die gewählte Spritzgießmaschine – eine Engel duo 12060/1700 – angepasst. Die so erhaltenen maschinenabhängigen Einstellungen wurden erneut simuliert, um den Prozess auf Basis der Produktionsmaschine weiter optimieren zu können. Da das Ergebnis mit den nun maschinenabhängigen und somit realitätsnahen Parametern sehr zufriedenstellend war, wurde für die Bemusterung mit der Funktion Export ein Ersteinstelldatensatz generiert und in die Steuerung CC300 der Produktionsmaschine übertragen.

Die Nadelöffnungseinstellungen wurden auf Basis der in der Simulation gewonnenen Werte in der Flexflow-Steuerung manuell eingestellt. Beim Anfahren der Spritzgießmaschine wurde der reale Umschaltpunkt nachträglich analog zur Simulation eingestellt. sim link exportiert einen sicheren Wert, der bei Parameterungenauigkeiten in den Materialdaten oder Zylindertemperaturen keinesfalls zu einem Überspritzen der Kavitäten führen kann.

Es waren keine weiteren Optimierungsschritte notwendig, um die Teile in der gewünschten Qualität zu produzieren. Beleg dafür ist auch eine Momentaufnahme des Füllprozesses zum Öffnungszeitpunkt der markierten Nadelverschlussdüse (Bild 3). Bei allen Nadelverschlussdüsen wurde in der Simulation darauf geachtet, dass sich die Fließfronten der jeweiligen Kavität und der zu öffnenden Nadelverschlussdüse am Anschnitt treffen, um Bindenähte zu vermeiden. Die Abbildung zeigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den initialen Simulationsdaten und der realen Produktion. Auch bei einer Momentaufnahme, die den Zeitpunkt des Umschaltens von der geschwindigkeitsgeregelten Einspritzphase in die druckgeregelte Nachdruckphase abbildet, lässt sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Simulation und realer Produktion feststellen (Bild 4).

Damit der Simulationstechniker eine Rückmeldung bekommt, ob die in der Simulation ermittelten Einstellparameter verwendbar sind, wurden die im realen Prozess verwendeten Teiledaten und Messergebnisse aus der Maschine zurück in das Simulationsprogramm übertragen. Da sim link die Ist-Daten aus der Produktion automatisiert aufbereitet und einspielt, kann der Simulationstechniker sofort mit der Nachsimulation starten. Das mühsame manuelle Eingeben von Werten und Profilen entfällt – mit den Ist-Profilen wird das tatsächliche Maschinenverhalten in das Simulationsprogramm übertragen, inklusive dem Einschwingen des spezifischen Spritzdrucks beim Umschalten bis zum Erreichen des gewünschten Nachdrucks.

Die simulierte Fließfrontgeschwindigkeit stimmt mit den tatsächlichen Einspritzparametern sehr gut überein (Bild 5). Beim Vergleich der Druckkurven für den spezifischen Spritzdruck fällt auf, dass die Vorhersage der Simulation trotz realitätsnaher Prozessparameter einen weitaus geringeren Spitzenwert aufweist als die im Produktionsprozess gemessene Kurve (Bild 6). Ein genauer Blick auf die Materialparameter zeigt, dass die Druckabhängigkeit der Viskosität nicht vermessen wurde. Im üblicherweise verwendeten Cross-WLF-Modell wird die Druckabhängigkeit mit dem Parameter D3 beschrieben. In diesem Fall ist D3 = 0. Durch empirisches Anpassen des Parameters ließ sich schnell eine bessere Übereinstimmung zwischen der gemessenen und der simulierten Druckkurve finden.

Das Feedback aus der Produktion hilft dem Simulationstechniker, ein besseres Gespür für die in der Produktion verwendeten Materialien und die Güte der dazugehörigen Prozessparameter zu entwickeln. Damit wird die Qualität der Simulation für weitere Anwendungen erhöht. So lassen sich bei nachfolgenden Projekten zum Beispiel genauere Druckvorhersagen machen.

Auch der Vergleich der Werkzeuginnendruckkurven kann zusätzliche Informationen liefern, unter anderem zur Qualität der in der Simulationsdatenbank gespeicherten Materialparameter. Der Werkzeuginnendruckverlauf hat einen wesentlichen Einfluss auf die Schwindung und den Verzug des betrachteten Formteils. Dementsprechend lautet das Ziel, den Werkzeuginnendruckverlauf in der Simulation möglichst genau vorherzusagen.

Engel sim link ist ein vielseitiges Tool, das das Wissen der Simulationsexperten direkt in die Produktion übermittelt. Bereits vor dem Serienstart kann überprüft werden, ob die vorgesehene Spritzgießmaschine auch tatsächlich für das Produkt geeignet ist. Indem die Simulationsparameter entsprechend der gewählten Spritzgießmaschine modifiziert werden, können Anwender komplexere Einspritzprofile verwenden und die Zykluszeit realitätsnah abschätzen. Das Feedback aus der Produktion hilft, die Qualität der Simulation zu erhöhen, um kostspielige Iterationen zur Nachbearbeitung des Werkzeugs zu vermeiden.

Engel Austria GmbH  

https://www.engelglobal.com

Ausgabenartikel KU10-22

Das Simulationsmodell wurde im Simulationsprogramm Moldflow von Autodesk aufgebaut.

Bild 1. Die Schnittstelle sim link vereinfacht die Zusammenarbeit zwischen den Simulationsexperten und den Prozesstechnikern. Die Datenbarriere wird überwunden.

Bild 2. Zunächst wurde eine maschinenunabhängige Simulation unter Verwendung eines relativen Einspritzprofils durchgeführt und die Einspritzgeschwindigkeit als prozentualer Volumenstrom über den Füllgrad der Kavität definiert.

Bild 3. Simulation versus Realität: Bei allen Nadelverschlussdüsen wurde in der Simulation darauf geachtet, dass sich die Fließfronten der jeweiligen Kavität und der zu öffnenden Nadelverschlussdüse am Anschnitt treffen, um Bindenähte zu vermeiden.

Bild 4. Die Momentaufnahme zum Zeitpunkt des Umschaltens von der Einspritz- auf die Nachdruckphase zeigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Simulation und realer Produktion. 

Bild 5. Die simulierte Fließfrontgeschwindigkeit stimmt mit den tatsächlichen Einspritzparametern sehr gut überein.

Bild 6. Beim Vergleich der Druckkurven für den spezifischen Spritzdruck fällt die Diskrepanz zwischen der Simulation und der im Produktionsprozess gemessenen Kurve auf – bis die Druckabhängigkeit der Viskosität berücksichtigt wird (D3).

Name - Hauptartikel

Schnittstelle für direkten Datentransfer zwischen Simulation und Spritzgießmaschine

DI Alfred Angerer ist Entwicklungsingenieur im Bereich „smart production“ bei der Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich; <a href="mailto:alfred.angerer@engel.at">alfred.angerer@engel.at</a>

sim link verbindet Design und Produktion. Die Datenbarriere wird überwunden. Weitere Vorteile:

<ul><li>Simulationsergebnisse lassen sich sehr einfach auf die Serienproduktion übertragen und bleiben nicht länger ungenutzt.</li><li>Die Qualität der Simulation wird kontinuierlich verbessert. Nachbesserungen am fertigen Werkzeug und damit hohe zusätzliche Kosten werden vermieden.</li><li>Die Time-to-Market wird kürzer.</li><li>Die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachbereichen wird gefördert und interdisziplinäres Know-how aufgebaut.</li><li>sim link ermöglicht einen Closed-loop-Prozess über Simulation und Produktion, inklusive eines digitalen Zwillings.</li><li>Der Einsatz von sim link erfordert keine zusätzliche Soft- oder Hardware.</li><li>Für den Datentransfer ist kein Netzwerk oder Internet erforderlich.</li></ul>