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Prozessüberwachung auf neues Level bringen

Für die Überwachung und Optimierung von Spritzgießprozessen werden zyklisch ermittelte Kennzahlen genutzt. Lag in der Vergangenheit der Fokus auf Achsenbewegungen und den dafür erforderlichen Kräften und Zeiten, geht iQ weight monitor heute einen großen Schritt weiter. Die Überwachungssoftware von ENGEL generiert Kennzahlen, die unmittelbar Rückschlüsse auf die zu erwartende Bauteilqualität zulassen. Ab der Fakuma 2017 gehört iQ weight monitor zum Standardumfang aller ENGEL Spritzgießmaschinen.

Bei der Entwicklung von iQ weight monitor nahm ENGEL insbesondere das Füllen der Kavitäten unter die Lupe. Für die Schneckenbewegung in der geschwindigkeitsgeregelten Füllphase gibt der Maschinenbediener eine Startposition, ein Geschwindigkeitsprofil und einen Umschaltpunkt als Sollwerte an. Die Maschinensteuerung errechnet daraus eine Sollwertvorgabe, die der Einspritzregler dann bestmöglich erfüllt. Außer von der Geschwindigkeit hängt der resultierende Spritzdruckverlauf von der im Schneckenvorraum vorliegenden Schmelzemenge, der Fließfähigkeit des Materials und dem Fließwiderstand entlang von Düse, Heißkanal und Kavität ab. Aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren ist der Spritzdruckverlauf charakteristisch für die jeweilige Anwendung – und somit einzigartig. In der Praxis auftretende Schwankungen von einem oder mehreren Einflussfaktoren wirken sich nicht nur auf die Formteilqualität aus, sondern verändern auch die Druckkurve. Damit eignet sich der Druckkurvenverlauf für eine indirekte Qualitätsüberwachung.

 

Kennzahlen mit Aussagekraft

Für jeden Schuss liefert iQ weight monitor drei Kennzahlen: das Einspritzvolumen, die Viskositätsänderung der Schmelze und die Übereinstimmung des Druckverlaufs mit der Referenzkurve.

Das Einspritzvolumen ist die zentrale Kennzahl, da es direkt mit dem tatsächlichen Schussgewicht zusammenhängt. Es berücksichtigt, dass durch Unterschiede im Schließverhalten der Rückstromsperre mehr oder weniger Material in die Kavität gefördert wird.

Der zweite Kennwert, die Viskositätsänderung, ist deshalb aussagekräftig, weil die Viskosität die Fließfähigkeit der Schmelze bestimmt und davon wiederum das Einspritzvolumen abhängt. Viskositätsänderungen können zum Beispiel aus Schwankungen der Materialchargen, des Rezyklatanteils, des Feuchtegehalts oder Temperaturänderungen resultieren.

Drittens gibt die Übereinstimmung des Druckverlaufs wertvolle Hinweise auf das Vorliegen weiterer Störfaktoren beim Einspritzen. Ein stark schwankender Wert kann zum Beispiel bedeuten, dass der Prozess schlecht eingestellt ist oder dass sich in der Düse ein kalter Pfropfen gebildet hat.

 

Geringer Aufwand, großer Nutzen

Auf der Fakuma 2017 vom 17. bis 21. Oktober in Friedrichshafen zeigt ENGEL, wie einfach es ist, das Potenzial von iQ weight monitor auszuschöpfen. Der Anwender optimiert zunächst wie gewohnt den Prozess auf die gewünschte Bauteilqualität und startet danach mit einem Tastendruck die Referenzmessung. Im laufenden Prozess können die kontinuierlich ermittelten Kennzahlen sowohl direkt auf dem Display der CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine als auch ortsunabhängig über ein MES überwacht werden.

Da iQ weight monitor die Kennwerte bereits während des Einspritzens berechnet, eröffnet das System die Chance, bei Abweichungen von den Sollwerten noch im selben Zyklus entgegenzusteuern und so Ausschuss proaktiv zu verhindern. Für diese Inline-Regelung hat ENGEL ebenfalls eine Software entwickelt. iQ weight control passt in jedem Zyklus den Umschaltpunkt und das Nachdruckprofil an den jeweiligen Zustand an und hält auf diese Weise das Einspritzvolumen konstant.

Wie gut iQ weight control die Reproduzierbarkeit verbessern kann, hängt von mehreren Faktoren ab. Naturgemäß können Prozesse, die an sich schon sehr stabil laufen, nur mehr in geringem Ausmaß weiter optimiert werden. Um zu beurteilen, welchen zusätzlichen Effekt iQ weight control bringen kann, bietet iQ weight monitor dem Spritzgießer eine sehr smarte Funktion: es berechnet das mit iQ weight control erzielbare Verbesserungspotenzial.

ENGEL auf der Fakuma 2017: Halle A5, Stand 5204

Die jeweils aktuellen Kennzahlen werden auf dem Display der CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine übersichtlich dargestellt. Ampelfarben zeigen an, welche Werte sich innerhalb und welche außerhalb der Toleranz befinden.

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