Erstes Webinar aus der Reihe „Integrated Systems“ der Barnes Molding Solutions Gruppe am 18. März 2021.

Werkzeuginnendrucksensoren

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Normalien und Heißkanaltechnik

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeugtemperatursensoren

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Digitalisierung von Werkzeug und Heißkanal

Im Spritzguss- und Druckgussbereich hat die Temperierung einen wichtigen Einfluss auf die Zykluszeit und Bauteilqualität – und damit auch auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Produktionsprozesses.

Kupplungs- und Schlauchtechnik für Hochtemperierung

Heißkanalsysteme

Mit Sicherheit gut verbunden

Jessica Poliner übernimmt zum 1. Januar 2021 die Position als President Molding Solutions bei der Barnes Group. Der bisherige Präsident Norbert Scheid zog sich im Dezember 2020 aus dem operativen Geschäft zurück.

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeug- und Formenbau

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Führungswechsel bei Barnes Molding Solutions

Ein bestehendes Kaltkanalwerkzeug auf Heißkanaltechnik umzubauen, dafür benötigt es neben einer anpassungsfähigen und kompakt bauenden Heißkanaltechnik auch eines Partners, der sich derartigen Herausforderungen stellt. Das Kunststoffwerk Buchs wurde bei Meusburger fündig.

Normalien

Heißkanaltechnik

Messung von Umgebung (Klima)

Erfolg auf engstem Raum

Die BlueFlow-Düsenserie mit größerem Schmelzekanal-Durchmesser weist eine besonders hohe Energieeffizienz auf.

Exakt verteilte Temperatur

Der Schlüssel für einen sicheren Spritzgieß-Prozess bei möglichst kurzen Zykluszeiten liegt oft im Werkzeug. Dabei sind die Hersteller von Systemkomponenten ebenso gefordert wie die Formenbauer selbst. Günther Heisskanaltechnik GmbH bietet ab sofort neue, technisch ausgeklügelte Umlenkeinheiten für eine optimale Schmelzeführung an.

Schmelzeführung ohne Ecken und Kanten

Oerlikon übernimmt das italienische Unternehmen INglass S.p.A. und dessen Geschäftsbereich HRSflow für Heißkanalsysteme.

Oberflächentechnik

Oerlikon übernimmt INglass und HRSflow

Der kombinierte Einsatz von Technologien und Innovationen im Werkzeugbau bietet die zuverlässige Lösung vieler Produktionsprobleme. Mit dem Know-how seiner Tochterfirmen baut Haidlmair seine Expertise für anspruchsvolle Projekte erfolgreich aus.

Smart Factory

Energieeffizienz

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

Smart in die Form integriert

Als echtes Masterpiece bezeichnet Witosa die jüngste Errungenschaft: ein besonders gefertigtes Heiskanaldüsenprogramm unter der Bezeichnung Monolith

Messe Fakuma

form-werkzeug.de

3D-gedruckte Heißkanaldüse Monolith

Mit ‚HRScool Evo‘ präsentiert Oerlikon HRSflow eine Weiterentwicklung des HRScool-Hydraulikzylinder-Systems für das Heißkanal-Spritzgießen. Die Version kann bei höheren Werkzeugtemperaturen eingesetzt werden als das 2019 vorgestellte Vorgängersystem HRScool.

Hydraulikzylinder

Antriebe

Fluidtechnik

Ungekühlter Hydraulikzylinder jetzt für erweitertes Prozessfenster

Hochwertige Spritzgussteile sind seit über 50 Jahren das Metier von elm-plastic. Um einen kleinen Baumarktartikel auf einer vorhandenen 500-kN-Spritzgießmaschine zu fertigen, wurde der neue Streamrunner mit additiv gefertigtem Verteilerbalken von Hasco hot runner integriert.

Neuer Gestaltungsspielraum

Bei Meusburger wurde die konventionelle Methode des Kaskaden-Spritzgießens weiterentwickelt. Mit dem als varioFILL advanced bezeichneten Verfahren lässt sich individuell für jede Düse ein einstellbares Geschwindigkeitsprofil der Öffnungs- und Schließbewegung der Verschlussnadeln fahren. Damit sollen maximale Freiheitsgrade ermöglicht werden.

Kaskaden-Spritzgießen

Heißkanalhersteller HRSflow gibt mit seinem neuen Portal „MyHRS“ Kunden jetzt die Möglichkeit, Aufträge vom Angebot bis zur Systemauslieferung online zu verfolgen.

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

HRSflow startet Online-Portal „MyHRS“

Dank ihrer speziellen Dickschicht-Technologie lassen sich mit den Blueflow-Düsen von Günther Heisskanaltechnik nach eigenen Angaben Energieeinsparungen bis zu 30 Prozent erzielen.

Heißkanaldüse in kompaktem Format

Schlank und energieeffizient

Vorkammerbuchsen werden bei Heißkanaldüsen zur einfachen Einbringung der benötigten Düsengeometrien in Formplatten eingesetzt. So kann bei Anwendungen mit verschleißenden Kunststoffen die Anschnittpunktqualität schnell wiederhergestellt werden. Die Vorkammerbuchsen sorgen für eine optimale Kühlwirkung im Anschnittpunkt.

Optimale Kühlwirkung im Anschnittpunkt

 Das Prozessüberwachungs- und Diagnosesystem smart Control von Ewikon integriert das Heißkanalsystem nun erstmals umfassend in den vernetzten Spritzgießprozess.

In der modernen Spritzgießproduktion ist Heißkanaltechnik als elementarer Bestandteil hochfachiger Werkzeuge für die effiziente Massenproduktion von Bauteilen, aber auch bei der Herstellung komplexer Spritzgießartikel in vollautomatisierten Fertigungszellen nicht mehr wegzudenken. Während jedoch die Digitalisierung bei der Spritzgießmaschinentechnik und die entsprechende Vernetzung mit Werkzeug, Peripheriegeräten und der oftmals verwendeten Robotik in Form von Handlingsystemen stetig voranschreitet, wird das im Werkzeug verbaute Heißkanalsystem in den meisten Fällen immer noch kaum mit eingebunden. Eine Interaktion mit der Prozessumgebung erfolgt höchstens durch das externe Heißkanalregelgerät, mit welchem die Temperaturen der Regelzonen erfasst werden können. Dabei stellt das Heißkanalsystem eine wichtige und hochsensible Komponente im Spritzgießprozess dar, dessen einwandfreie Funktion und Abstimmung eine entscheidende Rolle für die Prozesssicherheit und -effizienz sowie für die Qualität der produzierten Teile spielt.

Mit smart Control hat Ewikon ein Prozessüberwachungs- und Diagnosesystem entwickelt und auf den Markt gebracht, welches das Heißkanalsystem erfolgreich in die vernetzte Spritzgießproduktion integriert und das als Option für alle neuen Ewikon-Heißkanalsysteme verfügbar ist. Durch Nutzung des OPC- UA Kommunikationsprotokolls, kann smart Control nicht nur mit den verwendeten Ewikon-Peripheriegeräten, wie Heißkanalregelgeräten oder der Steuertechnik für elektrische Nadelverschluss-Servoantriebe, sondern mit allen OPC- UA-fähigen Maschinen und Geräten kommunizieren. Über die Ethernet-Schnittstelle kann das System leicht in Firmennetzwerke eingebunden werden.

Damit ist, ebenfalls über OPC UA oder die REST-API-Schnittstelle, auch der Datenaustausch mit übergeordneten Software-Anwendungen, wie Produktionssteuerungssystemen, problemlos möglich. Die REST-API-Schnittstelle ist über die OpenAPI-Spezifikation beschrieben und kann somit mit minimalem Aufwand genutzt werden. Die browserbasierte Benutzeroberfläche bietet eine benutzerfreundliche Visualisierung der Daten und übergreifende Verfügbarkeit, zum Beispiel durch sicheren Zugriff über mobile Endgeräte, ohne zusätzliche Software installieren zu müssen.

Um eine optimale Prozessüberwachung und -transparenz sicherzustellen, bietet smart Control eine permanente Erfassung aller relevanten Prozessdaten. Dazu gehören Temperatur- und Leistungswerte für alle Heizzonen im Heißkanalsystem, sowie – bei Einsatz von Nadelverschlusssystemen – Nadelpositionen und Antriebstemperaturen. Im Falle der Nadelbetätigung über elektrische Servomotoren werden zusätzlich noch die Nadelgeschwindigkeit und die benötigten Antriebsdrehmomente erfasst. Alle qualitätsrelevanten Prozessdaten werden dabei über die gesamte Lebensdauer des Spritzgießwerkzeugs protokolliert und sind jederzeit per Mausklick verfügbar. Über die integrierte Alarmfunktion können bei Überschreitung vorher definierter Grenzwerte frei wählbare Aktionen ausgelöst werden, zum Beispiel eine Warnung per E-Mail an einen bestimmten Verteilerkreis senden.

Alle erfassten Daten rund um die Heißkanaltechnik sowie der Spritzgießmaschine, des Werkzeugs und weiterer Peripheriegeräte werden klar aufbereitet und übersichtlich dargestellt. Die erste Benutzerebene – das smart Control Dashboard – informiert mit einer integrierten Produktivitätsanzeige sowie den wichtigsten Temperaturdaten der Systemkomponenten auf einen Blick über die momentane Systemperformance. Detailinformationen lassen sich auf weiteren Ebenen abrufen. Dabei lassen sich alle erfassten Daten zyklus- oder zeitabhängig auswerten und komfortabel miteinander vergleichen.

Läuft der Spritzgießprozess stabil, können die entsprechenden Parameter als Masterprozessdaten abgespeichert, und beim nächsten Produktionszyklus wieder abgerufen werden, um Abstimmungszeit einzusparen. Weiterhin bietet smart Control die Möglichkeit, systemspezifische Zusatzinformationen, wie Materialdaten, Betriebsanleitungen oder Auftragsunterlagen zu hinterlegen.

Ein einzigartiges Feature von smart Control stellt die ›Virtual Rheology‹-Funktion dar, eine Live-Simulation des Schmelzeflusses im Heißkanalsystem auf Basis aktueller Prozessdaten. Anhand der im System hinterlegten anwendungsspezifischen Materialdaten sowie der für den aktuellen Schuss erfassten Heißkanaltemperaturen und Einspritzparameter der Spritzgießmaschine berechnet ›Virtual Rheology‹ in Echtzeit die Scherraten an verschiedenen Positionen im Heißkanalsystem wie Verteiler, Heißkanaldüsen oder Anschnitt. Weiterhin wird die Verweilzeit ermittelt. Über die grafische Darstellung wird der Bediener auf einen Blick darüber informiert, ob bei Anpassungen, zum Beispiel des Einspritzdrucks oder der Einspritzgeschwindigkeit, die Gefahr besteht, maximal zulässige Scherwerte zu überschreiten und damit die Qualität der produzierten Teile zu verschlechtern, oder sogar das Material zu schädigen. So kann der Prozess gezielt auf das verwendete Material hin optimiert werden. Auch Farbwechselvorgänge können mithilfe von ›Virtual Rheology‹ optimiert werden, indem sichergestellt wird, dass sich die Schergeschwindigkeiten im Gesamtsystem während des Farbwechsels im optimalen Bereich bewegen.

Wie diese Technologie prozessunterstützend eingesetzt werden kann, zeigen Versuche auf einer Spritzgießmaschine mit der Verarbeitung eines mit PTFE modifizierten POM. Bei zu hohen Scherraten treten Entmischungseffekte auf, die über Farbschlieren am Endprodukt sichtbar werden. Die maximale Scherrate, die das Material laut Datenblatt erfahren darf, liegt bei 40 000 s-1. Durch Variation der Einspritzzeit konnten unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Schmelze und damit unterschiedliche Scherraten im Heißkanal und im Anschnitt erzeugt werden. ›Virtual Rheology‹ errechnet aus den erfassten Einspritzzeiten in Echtzeit die aktuellen Scherraten, sodass der Einfluss der Scherrate auf die Bauteilqualität, hier auf den Entmischungseffekt, direkt an der Maschine beurteilt werden kann. Somit ist es möglich, den Prozess hinsichtlich optimaler Scherwerte auszulegen.

Die lückenlose Erfassung und Protokollierung aller wichtigen Daten ermöglicht auch neue umfassende Möglichkeiten für Ferndiagnose und -support. Durch Screen-Sharing mit dem Ewikon-Anwendungsservice kann eine detaillierte Online-Prozessanalyse erfolgen. Im Bedarfsfall ist damit Hilfestellung für die Einstellung der optimalen Prozessparameter besonders schnell, effizient und in der Regel kostenfrei verfügbar. Der Vor-Ort-Besuch eines Servicetechnikers wird oftmals überflüssig. Auch im Falle technischer Störungen lässt sich das Problem anhand der aufgezeichneten Daten in vielen Fällen schnell online eingrenzen. Ersatzteile können sofort bestellt und zeitnah versendet werden, zeitraubende Vor-Ort-Diagnoseschleifen mit entsprechender Terminabstimmung entfallen und Stillstandszeiten werden minimiert.

Bereits mit den oben vorgestellten Leistungsmerkmalen ermöglicht smart Control die umfassende Integration der wichtigen und qualitätsrelevanten Komponente Heißkanal in den modernen, digitalisierten Spritzgießprozess. Darüber hinaus sind bei Ewikon jedoch bereits weitere intelligente Zusatzfeatures in der Entwicklung, welche die Bedienung des Heißkanalsystems noch benutzerfreundlicher machen. Eine zusätzliche Funktion, die bereits integriert ist und ständig weiterentwickelt wird, ist die virtuelle Assistenzfunktion. Sie gibt bereits jetzt dem Maschinenbediener eine Hilfestellung mit Anleitungen zur optimalen Nutzung des Heißkanalsystems, beispielsweise bei Nadelbewegungen und beim Farbwechselvorgang, zum Einrichten des Werkzeugs und zur Problembehandlung im Falle von Spritzfehlern.

In einem weiteren Schritt ist sogar eine KI-gestützte Prozessoptimierung möglich, bei der die Software selbstständig Vorschläge liefert, wie durch gezielte Anpassung verschiedener Parameter ein stabilerer Spritzgießprozess erreicht werden kann. Ein weiteres Beispiel für zukünftige Entwicklungen ist eine Funktion für prädiktive Wartung, die auf Basis erfasster Daten die Notwendigkeit von Wartungsmaßnahmen erkennt. So kann beispielsweise durch frühzeitige Registrierung erhöhter Antriebskräfte bei elektrischen Nadelverschlusssystemen, verursacht durch Verschleiß von Nadelführungen und Nadeln, auf einen Routinewechsel dieser Komponenten hingewiesen werden, bevor ein Verklemmen der Nadeln einen Systemstillstand verursacht.

EWIKON Heißkanalsysteme GmbH  

https://www.ewikon.de

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Serviceleistung 3D-Druck: Individuelle Lösungen für den Formenbau</li><li> Rundum-Sorglospakete: Formenbauer setzt auf partner-Know-how</li><li>Wenn jede Sekunde zählt: Kombi-Kompetenz als idealer Problemlöser</li></ul>

Ausgabenartikel

Kompatibel:  Über OPC UA kann smart Control perfekt in den vernetzten Spritzgießprozess integriert werden

Kompakt: Die smart-Control-Einheit wird platzsparend direkt am Werkzeug platziert

Simulation: Mit ›Virtual Rheology‹ lässt sich der Einfluss der Scherrate auf die Bauteilqualität in Echtzeit beurteilen. Das Bild zeigt eine Verschlechterung der Teilequalität durch Entmischungseffekte bei verkürzter Einspritzzeit und entsprechend erhöhte Scherraten im System

Auf einen Blick: Die browserbasierte Benutzeroberfläche von smart Control mit übersichtlichen Visualisierungen der Prozessdaten unterstützt den Bediener in der Fertigung

16:9

Ewikon-Hauptartikel

Dr. Sebastian Brockhaus ist Leiter Entwicklung bei Ewikon. Henning Becker ist Leiter Marketing bei Ewikon. Dr. Stefan Eimeke ist Technischer Geschäftsführer bei Ewikon.

ausgabe 04/2021

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