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.

Nur wenige Spritzgießwerkzeuge verfügen über Werkzeuginnendrucksensoren. Ob sich ihr  Einsatz für die Qualitätsprognose lohnt, wird am Institut für Produkt Engineering der Universität Duisburg-Essen untersucht

Welchen Mehrwert bietet hierfür die Werkzeuginnendrucksensorik?

Werkzeuginnendrucksensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Steuern, Regeln

Software

Mess- / Regel- und Prozessleittechnik

Prozessautomation

Mess-, Steuer- und Regelgeräte

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Qualitätsprognose für Spritzgussteile durch maschinelles Lernen

Bei der Herstellung von Kunststoffteilen für die Medizin- und Pharmaindustrie werden die Anforderungen an die Reinraumumgebung immer strenger. In diesem Bereich steigt nicht nur die Nachfrage nach vollelektrischen Spritzgießmaschinen. Auch für die Umsetzung von Werkzeugbewegungen wird verstärkt auf elektrische Antriebe gesetzt, die den hohen Anforderungen an die Reinheit und Zuverlässigkeit gerecht werden.

Bild 1. Lösungen für elektrische Werkzeugbewegungen, hier am Beispiel eines 72+72-fach Etagenwerkzeugs für die Verschlusskonus-Produktion

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Elektrische Antriebe in Spritzgießwerkzeugen

Elektrische Antriebe

Antriebe

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Medizintechnik

Reinraumsysteme / -technik

Medizinprodukte

Echtzeit-Prozessüberwachung in Reinraumumgebungen

Der Umschaltvorgang zwischen Einspritz- und Nachdruckphase ist immer wieder ursächlich für eine verminderte Bauteilqualität beim Spritzgießen. Ein alternatives Prozessführungskonzept soll Abhilfe schaffen, indem es den Umschaltvorgang vollständig vermeidet. Dazu wird der Werkzeuginnendruckverlauf für den gesamten Füllvorgang vorgegeben.

Typische Spritzgießfehler entstehen durch einen falschen Umschaltzeitpunkt zwischen Einspritz- und Nachdruckphase

Phasenlose Prozessregelung soll den Umschaltvorgang revolutionieren

Prozesssimulation

Simulation

Spritzgießsimulation

Die Umschaltproblematik  und ihre Folgen

Das IKV in Aachen untersucht einen neuen Regelungsansatz für das Spritzgießen, bei dem der Werkzeuginnendruck durch unterschiedliche Öffnungspositionen der Heißkanalverschlussnadel geregelt wird. Anhand von verschiedenen Nadelführungen in der Nachdruckphase wird überprüft, in welchem Maße sich der Werkzeuginnendruck beeinflussen lässt.

Das Versuchswerkzeug mit der Kavität eines Fahrradsattels besitzt einen servoelektrisch angetriebenen Heißkanal

Kavitätsspezifische Druckbeeinflussung zur Steigerung der Prozesskonstanz

Heißkanalsysteme

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Die Heißkanalnadel als Stellgröße

Die neuen Regelgeräte von Hasco bieten hohe Regelgenauigkeit, intuitiven Bedienkomfort und umfassende Diagnosefunktionen.

Das Gehäusedesign mit dem schräggestellten 10“-Touch-Display gewährleistet eine gute Übersicht über alle Funktionen und bietet einen ergonomischen Bedienkomfort

Normalien und Heißkanaltechnik

Formen- und Werkzeugbau

Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Neuer Heißkanalregler Primezone H1281

Mithilfe von Machine-Learning erschließt Engel gemeinsam mit dem Polymer Competence Center Leoben und der Montanuniversität Leoben das Potenzial der Werkzeugatmung für die Qualitätssicherung im Kautschukspritzgießen. Unterstützt wurde dieses Forschungsprojekt von SKF Sealing Solutions Austria.

Das Sammeln und Interpretieren von Prozessdaten unterstützt die Produzenten sicherheitsrelevanter Kautschukprodukte dabei, eine konstant hohe Qualität zu garantieren

Automatische Prozessüberwachung mit iQ clamp control und maschinellem Lernen

Steuerungen (Hardware und Software)

Automatisierungstechnik

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Kautschuk / Elastomere

Kunststoff Werkstoffe

Elastomer-Spritzgießen

Machine Learning für die Qualitätssicherung

Kautschukspritzgießen mit  Qualitätserkennung

Mold-Masters, weltweit agierender Anbieter von Heißkanalsystemen, Reglern, Beistelleinspritzaggregaten und Co-Injektionssystemen, hat auf der Fakuma 2021 eine breite Palette an neuen Technologien für unterschiedliche Märkte vorgestellt.

Servoelektrisches Nadelverschlusssystem SeVG+

Messe Fakuma

kunststoffe.de

Von Echtzeitdaten bis zu Nachhaltigkeitszielen

Zum Start in die Messesaison hat Hasco eine Reihe von neuen Produkten und Angeboten auf den Markt gebracht. Das Spektrum reicht vom leckagearmen Temperierzubehör bis zur thermischen Simulation von Heißkanalverteilern.

Mit Schnellverschlusskupplungen Temperierleitungen sicher und zuverlässig kuppeln.

Temperiertechnik

Im Reich der Temperier- und Heißkanaltechnik

Mit der Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen GmbH, Buchen, stellt ein Spezialist für die Rheologie polymerer Werkstoffe sein Programm vor. Neueste Entwicklung ist die Serie von Schmelzindexmessgeräten mi2 (Bild). Bei diesen Geräten hat sich der Hersteller die Verbesserung der Probenvorbereitung und das Füllen des Prüfkanals vorgenommen. Da diese Arbeiten oft verschiedene Personen vornehmen, kann es durch unterschiedliche Handhabung zu Abweichungen kommen. 

Göttfert 

Messung von Gasen und Flüssigkeit

Präzise Vorbereitung 

Konica Minolta Sensing Europe B.V. ist ein Anbieter von Systemlösungen auf dem Gebiet der Farb-, Licht- und Bildschirmmessung. Das Unternehmen präsentiert die neuen portablen Glanz & Goniophotometer Flex 20 und Flex 60 (Bild). Sie bieten große Flexibilität bei der Messung von Glanz, Reflektions-Haze sowie Orange Peel für Kleinteile und geformte Oberflächen. Genau wie die Rhopoint-IQ-Messgeräte messen die Flex-Geräte Bildqualität und Reflexionsprofile von Oberflächen. Die kleine Messfläche ist effizienter als ein konventionelles Glanzmessgerät, während seine kompakte Größe und Form auch den Einsatz in schwer zugänglichen Bereichen ermöglicht. Ergebnisse, die mit Flex-Geräten erzielt werden, sind kompatibel mit bestehenden Rhopoint-IQ-Glanz- und -Erscheinungsbildmessungen. Um die Anwendung auf Freiformen oder Kleinteilen zu unterstützen, kann das Gerät durch magnetisch haftende Adapterköpfe konfiguriert werden. Für kratzempfindliche Oberflächen können die Adapterköpfe alternativ auch aus Gummi, Filz oder Kunststoff erstellt werden. 

Konica Minolta 

Oberflächentechnik

Glanzmessgeräte

Glanzmessgeräte für Kleinteile und gekrümmte Oberflächen 

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Sicherung einer hohen Bauteilqualität ist der Zugang zu möglichst exakten und effizienten Prüfungen mit modernen Messmethoden und -systemen. Oftmals führt auch die Kombination bereits bekannter Methoden zu neuen Erkenntnissen. 

Fortschritte in der Kunststoffprüfung vervollständigen die Eigenschaftsbilder  

Optische Mess- und Prüftechnik

Bruchmechanische Prüfung

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Vertrauen ist gut, prüfen ist besser 

Mit dem Multisensor-Koordinatenmessgerät ScopeCheck S bietet die Werth Messtechnik GmbH, Gießen, ein Gerät mit nach ISO 10360 spezifizierten Längenmess- und Antastabweichungen. Das Gehäuse besteht aus Granit und Polymerbeton mit geschützten Führungen und Maßstäben. Das Gerät ist laut Hersteller universell einsetzbar bietet sich zur Messung von zum Beispiel Dreh-, Fräs-, Kunststoff-, Stanz- und Biegeteilen an. Der Messbereich dieser Gerätereihe umfasst 300 oder 400 mm in der X-Achse und jeweils 200 mm in der Y- und Z-Achse. 

Für den fertigungsnahen Einsatz 

Koordinatenmessgeräte

2D/3D-Koordinatenmessgeräte

Messgeräte

Koordinatenmessgerät ScopeCheck S 

Die Anforderungen für Hersteller von Medizinprodukten, insbesondere sogenannten Drug Delivery Devices, bezüglich einer sicheren und ganzheitlichen Erstmusterprüfung sind immens. Das französische Unternehmen Nemera setzt dafür am Stammsitz in La Verpillière und im deutschen Werk Neuenburg am Rhein auf die Möglichkeiten der industriellen Computertomographie (CT). Die erforderlichen aufwendigen Messmittel-Fähigkeitsuntersuchungen wurden in langjähriger Kooperation mit ProPlas durchgeführt. 

Medizinprodukte mit industrieller Computertomographie sicher und fähig messen 

Computer-Tomografie-Systeme

Erstbemusterung, Erstmusterprüfbericht

Messmittel

Durchdringender Blick 

Während optisch-taktile Multisensor-Koordinatenmessgeräte Flexibilität in Fertigung und Messraum bieten, ermöglichen Koordinatenmessgeräte mit Computertomografie-Sensorik wie die TomoScope Baureihe von der Werth Messtechnik GmbH, Gießen, die vollständige Erfassung des Werkstücks auf Knopfdruck. 

Multisensorik oder Computertomografie – wo liegt die Zukunft? 

Bildsensoren

Koordinatenmessegerät mit CT-Sensorik TomoScope 

Konsumenten stellen immer höhere Ansprüche und achten zunehmend auf die Nachhaltigkeit von Produkten. Neuerungen bei Werkstoffen, in der Verarbeitung und Messtechnik sparen nicht nur Kosten, sondern ermöglichen nachhaltigere Verpackungen und nutzbringende Schritte in Richtung Industrie 4.0. Hier sind eine Reihe von Beispielen aus jüngerer Zeit. 

Werkstoffe, Design und Verfahren für aktuelle Trends der Verpackungsindustrie 

Simulation Verpackung

Biokunststoffe

Mehr Funktion, weniger Gewicht 

Sikora präsentiert innovative Mess- und Regeltechnologien für die Rohr- und Schlauchindustrie sowie Online- und Offline-Systeme für die Inspektion, Sortierung und Analyse von Kunststoffgranulat.

Online-Inspektion von Granulat mit Purity Scanner Advanced

Im Bereich der Online-Inspektion und Sortierung von Kunststoffgranulat präsentiert Sikora den Purity Scanner Advanced. Das System kombiniert eine Röntgen- mit bis zu drei optischen Kameras. So können bereits kleinste Metalleinschlüsse im Rohmaterial ab einer Größe von 50 µm detektiert werden. Darüber hinaus erfassen die optischen Kameras Black Specks und Verbrennungen auf der Granulatoberfläche. Fehlerhaftes Granulat wird sofort nach der Erkennung mittels Druckluft separiert.

Offline-Materialprüfung mit Purity Concept V

Auf der Messe bietet Sikora Kunden kostenlose Live-Materialtests mit dem Purity Concept V an. Das System wird typischerweise zur Offline-Laborprüfung und Stichprobenkontrolle eingesetzt. Interessenten sind eingeladen, kleine Granulatproben (ca. 100 g) mitzubringen, die sie testen wollen. Der automatisierte Leuchttisch inspiziert das auf einem Probenträger platzierte Prüfgut innerhalb von wenigen Sekunden mit einer Farbkamera automatisch und wertet die Bildaufnahmen aus. Das System erkennt Black Specks und Farbabweichungen ab einer Größe von 50 µm und markiert die Kontaminationen farblich auf dem Monitorbild und parallel dazu per Projektor auf dem Probenträger. Eine klare Zuordnung der Kontaminationen und eine Nachkontrolle sind somit jederzeit möglich.

Qualitätskontrolle bei der Rohrextrusion

Für eine 100 % Qualitätskontrolle während der Rohrextrusion stellt Sikora das Centerwave 6000 vor, das auf Millimeterwellen-Technologie basiert. Das Gerät misst präzise den Durchmesser, die Ovalität, die Wanddicke, das Innenprofil sowie Sagging des Rohres. Das Messverfahren bedarf keiner Koppelmedien oder Kalibrierung und ist frei von Einflüssen wie der Temperatur oder dem Kunststoffmaterial.

Ein weiteres Highlight auf dem Sikora-Messestand ist das X-RAY 6000 Pro. Das röntgenbasierte System misst die Wanddicke, Exzentrizität, den Innen- und Außendurchmesser und die Ovalität von Rohren und Schläuchen ab 0,65 mm Durchmesser. Gemessen wird die Dicke von bis zu drei unterschiedlichen Materialschichten. Die automatische Regelung der Liniengeschwindigkeit oder Extruderdrehzahl sichert ein Maximum an Produktivität.

Abgerundet wird der Messe-Auftritt durch zuverlässige Durchmessermesssysteme der LASER Series 2000 und 6000. Die 2– oder 3-Achs-Messköpfe sind prädestiniert für eine Durchmessermessung von transparenten als auch intransparenten Rohren und Schläuchen.

<b>Messestand Fakuma: Halle A6, Stand 6110</b>

SIKORA AG  

https://www.sikora.net

Sikora zeigt auf der Fakuma das Centerwave 6000 zur Qualitätskontrolle während der Rohrextrusion

Mit dem Purity Concept V können Kunden am Sikora-Messestand kostenlose Granulattests durchführen lassen

Der Purity Scanner Advanced zur Online-Inspektion und Sortierung von Kunststoffgranulat