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

16:9

Innovatives Spritzgießen in Zeiten der Pandemie

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Schaumspritzgießen

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Steuern, Regeln

Software

Mehrkomponenten-Spritzgießen

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

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Spritzprägen

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Spritzgieß-Sonderverfahren

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Spritzgießsimulation

Simulation

Machine Learning

Datenanalyse

Schnecken und Plastifiziersysteme

Spritzgießmaschinen

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Lasermarkieren

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Inline- / Online-Messsysteme

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Kreislaufwirtschaft

Hinterm Horizont geht’s weiter

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

Doriat, Clemens, Dr.

„Die Gestica wird der Fixstern  im Kundenuniversum sein“

In welcher Verfassung und mit welcher Agenda präsentiert sich die Branche nach zweieinhalb Jahren Pandemie und in einem zunehmend instabilen politischen Umfeld? Einsichten zu den dominanten Themen dieser Zeit.

Vor der K 2022: Kunststoffe-Umfrage zur Situation im Spritzgießmaschinenbau

Steuerungen (Hardware und Software)

Automatisierungstechnik

Mess-, Steuer- und Regelgeräte

Energieeffizienz

Kunststoff-Rezyklat

Beinharte Realitäten

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

Spritzgießmaschinen, allgemein

Prozesssimulation

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Prozessvisualisierung

Prozessautomation

Mess- / Regel- und Prozessleittechnik

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“

Beim Spritzgießen einer Sonnenbrille aus PA 12 zeigen Arburg und Simcon, wie der Füllgrad des Bauteils in Relation zur aktuellen Schneckenposition als 3D-Grafik auf der Maschinensteuerung in Echtzeit animiert wird.

Dr.-Ing. Paul F. Filz (links), Geschäftsführer bei Simcon, und Dr. Eberhard Duffner, Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg

20:7

Kunststoffe im Gespräch mit Eberhard Duffner und Paul F. Filz

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

„Sehen, was im Werkzeug passiert“

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

Digitalisierung ist mehr als der Kauf von Softwarelösungen. Es geht um nicht weniger als eine ganzheitliche Transformation. Volume Graphics und Simcon geben praktische Tipps für Konstrukteure, Entwickler und Produzenten von Spritzgießformteilen.

Software für Prozessmanagement

Digitalisierung des Spritzgießdesigns

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

Digitaler Zwilling

Aus dem Schatten ins Licht

Welche Spritzgießmaschine ist für welche Anwendung die richtige? Ist schnell auch leistungsfähig – und zu welchem Preis? Wer diese Fragen durch Vergleich von Prospektdaten lösen will, wird enttäuscht. Denn verschiedene Hersteller messen zum Teil unter unterschiedlichen Bedingungen und geben Kenngrößen an, die nicht miteinander vergleichbar sind. Neben Einspritzvolumen und -geschwindigkeit sind zudem Füllzeit und Bauteilgewicht maßgebende Faktoren bei der Maschinenwahl. Im Folgenden wird dargestellt, warum Leistung nicht gleich Leistung ist, aber Physik immer Physik bleibt.

Direktantriebe wie z. B. Planetenrollengewindetriebe sind sehr präzise  und langlebig 

Wie Vorschubgeschwindigkeit, Einspritzvolumen und Füllzeit mit der Leistungsfähigkeit von Spritzeinheiten korrelieren

Kugelgewindetriebe

Maschinenelemente

Getriebe

Elektromechanische Maschinen

Eine Frage der Klasse

Im Mittelpunkt des Messeauftritts von KraussMaffei stehen wirtschaftliche Systemlösungen für die Medizintechnik, Logistikverpackungen, Technical Appliances und Leichtbau. Alle Präsentationen finden am Messestand digital statt.

Mikrospritzgießen mit hoher Präzision mit Flüssigsilikon: Die PX 25 CleanForm zur Herstellung von Mikromembranen für Impfdosen in der Medizintechnik

Dosier- und Mischgeräte

Messe Fakuma

Extrusionsanlagen

Großer digitaler Messeauftritt von KraussMaffei

In der neunten arburgXvision wurden Strategien vorgestellt, mit denen sich der Nutzungsgrad von Spritzgießmaschinen deutlich steigern lässt.

Moderator Guido Marschall diskutierte mit den Arburg-Experten Christian Homp, und Christoph Blöchle (v.r.) wie sich eine richtige Werkzeugstrategie für Spritzgießbetriebe auszahlt

„Werkzeug-Strategie 2.0 – neue Ideen zur Kostensenkung“

Für sein Kundenportal „arburgXworld“ hat der Maschinenhersteller Arburg auf der Fakuma 2021 zahlreiche neue digitale Features für Spritzgießanwendungen vorgestellt, mit denen sich die Produktionseffizienz weiter steigern lässt. Dazu zählen zum Beispiel Assistenzfunktionen der Gestica-Steuerung für die Optimierung von Zykluszeit und Energiebedarf sowie die Kundenportal-App „AnalyticsCenter“ für die Prozessanalyse.

Der Umfang der Gestica-Steuerung wurde um neue Assistenzfunktionen und Features erweitert.

Kunden können eigenes Equipment ins Portal „arburgXworld“ einbinden

Neue Apps erleichtern  den Spritzgieß-Alltag

Der Systemlieferant KraussMaffei zeigt auf der K 2022 nicht nur die dafür nötige Maschinen-Hardware, sondern auch neue digitale Lösungen, mit denen sich bei Energieverbrauch und CO2 -Fußabdruck jeweils hohe Einsparungen erzielen lassen.

Digitale Lösungen sind ein essenzieller Bestandteil des Materialkreislaufs von der Insulin-Pen-Kappe zum Fahrzeugtürmodul.

kunststoffe-international.com

Medizinprodukte

Medizintechnik

Von der Insulin-Pen-Kappe zum automobilen Türmodul

Mit maßgeschneiderten Effizienzpaketen unterstützt der Spritzgießmaschinenbauer und Systemlöser Engel seine Kunden, alle Register zu ziehen, um den Energieverbrauch zu senken und den CO2-Fußabdruck zu verkleinern.

Zur K 2022 schnürt Engel für seine Kunden Effizienzpakete: Auf die Spritzgießmaschine abgestimmte Temperiersysteme und digitale Lösungen reduzieren den Energieverbrauch deutlich.

Mit energiesparenden Lösungen von Engel Wettbewerbsfähigkeit und Resilienz stärken

Temperiergeräte

Gießanlagen

Temperiertechnik

Effizienzpakete gegen hohe Energiepreise

Neuer Webviewer verschmilzt Web- und Steuerungsapplikationen

Zentrale Bedieneinheit  nutzt Webtechnologie

Die zentrale Steuerung der Spritzgießmaschine dient dem Maschinenbediener zum Steuern, Regeln und Optimieren des gesamten Produktionsprozesses. Um auch externe Systeme sowie proprietäre Lösungen ohne standardisierte Schnittstelle direkt einzubinden, nutzt Engel eine im alltäglichen Leben bereits stark verbreitete Technologie.

Die zentrale Steuerung der Spritzgießmaschine dient dem Maschinenbediener zum Steuern, Regeln und Optimieren des gesamten Produktionsprozesses. Um auch externe Systeme sowie proprietäre Lösungen, die keine standardisierte Schnittstelle besitzen, direkt einzubinden, nutzt Engel eine im alltäglichen Leben bereits stark verbreitete Technologie. Über einen Browser können mit dem neuen Webviewer externe Webseiten sicher ins CC300-Bedienpanel der Spritzgießmaschinen eingebunden werden.

Die Steuerung CC300 bietet umfangreiche Möglichkeiten, den gesamten Produktionsprozess einfach und sicher zu regeln und kontinuierlich zu optimieren. Um von der Digitalisierung in der Produktion wirklich profitieren zu können, ist es wesentlich, nicht nur auf Daten und Informationen der Spritzgießmaschine und Automation, sondern auch von Geräten und Systemen in der Peripherie sowie außerhalb der Fertigungszelle zuzugreifen. Für die Kommunikation der Steuerung zum Beispiel mit Temperiergeräten oder Heißkanalsteuerungen gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Verbreitete Integrationsansätze sind OPC UA und VNC-Viewer, über die auch in der CC300-Steuerung der Engel-Spritzgießmaschinen die Visualisierung unterschiedlicher Systeme bereits eingebunden werden kann. Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass längst nicht alle Gerätehersteller standardisierte Datenschnittstellen wie OPC UA oder VNC anbieten. Auch proprietäre Systeme, wie sie in gewachsenen Produktionsumgebungen existieren, lassen sich meistens nicht einbinden. Diese Geräte und Systeme erfordern dann eigene zusätzliche Bediengeräte, die oberhalb oder neben dem Bedienpanel der Maschine installiert werden (Bild 1). Es entstehen Dateninseln, in sich abgeschlossene Systeme, die dazu führen, dass viele Informationen ungenutzt bleiben.

Mit dem Webviewer nimmt sich Engel dieser Leerstelle an. Die Lösung: Über einen integrierten Browser können externe Webserver und Webseiten direkt am Bildschirm der CC300-Maschinensteuerung aufgerufen werden (Titelbild). Über die Weboberfläche lassen sich die Daten der externen Systeme nicht nur einsehen, sondern auch bearbeiten. Komplexe Datenschnittstellen sind dafür ebenso überflüssig wie separate Bildschirme an der Spritzgießmaschine. Wie vom Smartphone gewohnt, lassen sich für den zeitsparenden Zugriff Favoriten als eigene Bildschirmseiten anlegen. Der Webviewer ist an allen Engel-Spritzgießmaschinen mit CC300-Steuerung, die seit Oktober 2021 ausgeliefert wurden, nachrüstbar.

Eine Anwendung kann beispielsweise die Darstellung einer Füllsimulation sein, die bisher in der Entwicklungsabteilung entstand und an der Maschine nicht eingesehen werden konnte. Im Webviewer können die Simulationsergebnisse und Füllsimulationen aus der jeweils eingesetzten Softwarelösung, beispielsweise Cadmould von Simcon, dargestellt werden (Bild 2). Der Vorteil: ein schnellerer, direkterer und engerer Austausch zwischen Engineering und der Maschineneinrichtung. Hinzu kommt, dass die Berechnung in einem externen System stattfindet und dadurch die Spritzgießmaschine nicht beeinträchtigt wird. Ein weiterer Vorteil des Webviewers ist die Unabhängigkeit der Maschinensoftware-Version vom Simulationsprogramm – sofern die Ergebnisse via Browser dargestellt werden können.

Integration entlang des gesamten Wertschöpfungsprozesses

Mit der weiter voranschreitenden Digitalisierung nimmt die Anzahl an Schnittmengen in der Anwendung von Daten aus der Maschine, der Produktionsplanung, der Instandhaltung, der Entwicklung und weiterer Bereiche entlang der Wertschöpfungskette zu. Ebenso die Menge an Daten, die webbasiert vorgehalten werden. Durch die Möglichkeit, beliebige Webseiten in die Steuerungsoberfläche der Produktionszelle einzubinden, sind dem Maschinenbediener in der Datennutzung keine Grenzen mehr gesetzt. Es lassen sich Fehlerkataloge und Expertensysteme ebenso leicht einbinden wie Werkzeugunterlagen, Rüstanleitungen und kundenspezifische Checklisten.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Integration von Produktionsplanungssystemen. Will der Maschinenbediener wissen, welches Werkzeug als nächstes zu rüsten ist, muss er sich nicht mehr zum zentralen Leitrechner begeben. Über die Webansicht des MES kann er die Planung direkt in der Steuerung aufrufen. Für authentig, das MES der Engel-Tochter TIG, ist der Webviewer bereits vorkonfiguriert.

Auch im Störungsfall profitiert der Anwender von der integrierten Gesamtdatenansicht. Die Störung lässt sich direkt über das Webinterface im MES protokollieren, was zu kürzeren Stillstandszeiten und einer verbesserten Maschinenauslastung führt.

Daten-Container machen den Weg in die Zukunft sicher

Das Zusammenwachsen der Datenwelten hat spürbare Vorteile für die Maschinenbediener und positive Auswirkungen auf die Produktionseffizienz. Voraussetzung dafür: höchste Datensicherheit. Engel hat sich deshalb bei der Entwicklung des Webviewers für das Kapseln der Systeme innerhalb der Maschinensteuerung entschieden. Der Webviewer wird durch eine sogenannte Containerisierung im Steuerungssystem eingebunden. Damit ist kein Datenaustausch mit dem Produktionssystem möglich und das Arbeiten in externen Systemen verursacht keine Leistungseinbußen. Zudem kann der Webviewer Zertifikate verwenden und Daten verschlüsselt übertragen.

Mit dem neuen Webviewer unterstützt Engel seine Kunden im Zuge der digitalen Transformation des Spritzgießens weit über das Optimieren des Spritzgießprozesses und der Automatisierungslösungen hinaus. In den Produktionssystemen der Zukunft verschmelzen Teilnehmer und Komponenten der Spritzgießzelle mit den angrenzenden Systemen und Plattformen über den gesamten Wertschöpfungsprozess. Um dies zu ermöglichen, hat Engel die klassische Steuerung der Spritzgießmaschine neu gedacht. Der Webviewer ist ein wichtiger Baustein der Smart Factory der Zukunft.

Engel Austria GmbH  

https://www.engelglobal.com

Ausgabenartikel KU04-22

Der Webviewer in der Maschinensteuerung integriert nicht nur Peripheriegeräte mit Webinterfaces, sondern auch Daten aus internen und externen Systemen, die via Browser zugänglich sind.

Bild 1. Zusätzliche Bildschirme werden überflüssig, webbasierte Dashboards können direkt auf der CC300 angezeigt werden.

Bild 2. Bei einer Füllsimulation kann der Anwender vom neuen Webviewer profitieren. Das Ergebnis der Füllstudie kann unabhängig vom Simulationsprogramm angezeigt werden. 

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Dipl.-W-Ing. (BA) Hannes Fritz ist Leiter Produktmanagement Steuerung der Engel Austria GmbH, Schwertberg/Österreich; <a href="mailto:hannes.fritz@engel.at">hannes.fritz@engel.at</a>

DI Dr. Klemens Springer ist Leiter Entwicklung Steuerung und Software beiEngel; <a href="mailto:klemens.springer@engel.at">klemens.springer@engel.at</a>

Engel Austria GmbH www.engel.at