Smarte Elastomerverarbeitung

iQ weight control gleicht Prozessschwankungen aus, noch bevor Ausschuss entsteht. Das intelligente Assistenzsystem steht sowohl für elektrische als auch hydraulische Spritzgießmaschinen zur Verfügung (Bild: Engel)

01.11.2018 Smarte Elastomerverarbeitung

Mit intelligenten Assistenzsystemen zu einer höheren Prozesskonstanz und Qualität

von Leopold Praher (Engel Austria GmbH), M. Sc. Paul Kapeller (Engel Austria GmbH)

Im Auto möchten viele nicht mehr darauf verzichten: Fahrassistenten unterstützen den Fahrer, das Fahrzeug optimal zu führen und sicher ans Ziel zu kommen. Auch in den Spritzgießbetrieben läuten intelligente Assistenzsysteme eine neue Phase der Fertigung ein. Zur Sicherung der Qualität werden nicht länger reine Maschinengrößen überwacht, sondern reale Prozessfaktoren. Auf dieser Basis kann die Spritzgießmaschine qualitätsrelevante Parameter im laufenden Prozess automatisch nachjustieren und Ausschuss proaktiv verhindern. Sich selbst optimierende Maschinen und Prozesse sind ein wesentliches Merkmal der Smart Factory.

Eine präzise arbeitende Spritzgießmaschine und ebenso zuverlässige periphere Systeme bilden die Grundvoraussetzung, hochwertige Gummi- und Silikonprodukte wie z.B. Dichtungen, Formteile und Profile herzustellen. Um aber über längere Produktionszeiträume hinweg Schuss für Schuss eine konstant hohe Qualität zu erzielen, reicht auch das beste Fertigungsequipment nicht aus. Denn neben der Maschine nehmen viele weitere Faktoren Einfluss auf den Prozess. So führen z.B. Schwankungen im Rohmaterial immer wieder zu Ausschuss. Von Charge zu Charge, aber auch innerhalb eines Batchs weisen die zu verarbeitenden Compounds herstellungsbedingt Toleranzen auf. Diese erreichen vor allem dann Qualitätsrelevanz, wenn die Compounds hohe Anteile natürlicher Materialien enthalten. Hinzu kommt, dass im Gegensatz zu thermoplastischen Polymeren viele Elastomere nicht für die Verarbeitung auf Spritzgießmaschinen optimiert sind und stärker unter der Scherbelastung beim Plastifizieren und Einspritzen leiden. Weitere Einflussfaktoren sind die klimatischen Bedingungen in der Fertigungsumgebung, Schwankungen in der Temperiermedienversorgung oder z.B. Verschleiß an der Rückstromsperre. Alle diese Faktoren nehmen Einfluss auf die Viskosität und das Fließverhalten der Schmelze, was wiederum Auswirkungen auf das Einspritzvolumen hat. Fließt das Material leichter als unter den angenommenen Idealbedingungen, wird es in der Spritzeinheit weniger stark komprimiert, die Scherbelastung wird reduziert und es kann zu viel Material in die Kavitäten fließen. Die Folge sind Gratbildung oder eine Deformation der Bauteile. Im umgekehrten Fall, wenn das Material langsamer fließt, kann es passieren, dass zu wenig Material in die Kavitäten gelangt und die Teile nicht vollständig ausgespritzt werden. Letzten Endes hängt auch das Verhalten der Rückstromsperre von der Fließfähigkeit der Schmelze ab, was einen zusätzlichen Effekt auf das eingespritzte Volumen haben kann.