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20.10.2015

Konstante Werkzeugatmung

Beim Aufbau der Schließkraft wird das Werkzeug verformt und das Volumen der Kavität verringert sich. Während des Einspritzens wird die Verformung durch den Auftreibdruck der Schmelze teilweise wieder zurückgestellt. Die dabei auftretende Vergrößerung der Kavität wird als Werkzeugatmung bezeichnet. (© Kunststoffe)

Beim Spritzgießen werden während des Einspritzvorgangs durch den Schmelzedruck die beiden Werkzeughälften um einige Tausendstel- bis Hundertstelmillimeter auseinandergedrückt. Dieser Vorgang wird als Werkzeugatmung bezeichnet. Da die Werkzeugatmung schwer zu messen ist, wird in der Praxis häufig einfach mit der maximal möglichen Schließkraft gearbeitet. Dies kann jedoch zu einer mangelhaften Werkzeugentlüftung, erhöhtem Verschleiß und unnötigem Energieeinsatz führen.

Mit einer neuartigen Software lässt sich unter Verwendung der bestehenden Sensorik der Spritzgießmaschine die Werkzeugatmung im laufenden Prozess berechnen. Dafür wird das gesamte Schließsystem einschließlich des Werkzeugs als Feder betrachtet. Beim Einspritzen nimmt die Spannung der Feder durch die Werkzeugatmung geringfügig zu, die Schließkraft erhöht sich gegenüber dem eingestellten Sollwert minimal.

Um diese Erhöhung möglichst genau zu bestimmen, werden zu Produktionsbeginn mehrere Trockenlaufzyklen durchgeführt. Dabei werden Referenzverläufe der Schließkraft erfasst und gespeichert. In der laufenden Produktion wird dann der aktuelle Schließkraftverlauf mit den Referenzzyklen verglichen. Mithilfe der bekannten Federsteifigkeit lässt sich dann die Schließkraftdifferenz in die Werkzeugatmung umrechnen.

Basierend auf der berechneten Werkzeugatmung ermittelt die Software die erforderliche Schließkraft innerhalb der vorgegebenen Grenzen vollautomatisch. Die Optimierung kann im laufenden Prozess aktiviert werden. Auf Knopfdruck verändert die Maschine über mehrere Zyklen automatisch den Schließkraftsollwert und registriert die Veränderung des Spitzenwerts der Werkzeugatmung. Anhand eines hinterlegten Algorithmus wird aus den gewonnenen Daten automatisch die erforderliche Schließkraft ermittelt.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

zusätzliche Links

Atemübung für die Prozessoptimierung , Fachartikel in der Zeitschrift Kunststoffe, Oktober 2015

Engel Austria GmbH
Ludwig-Engel-Strasse 1
A 4311 Schwertberg
Tel: +43 50 620-0
Fax: +43 50 620-3009


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