Inovativní technologické procesy pro vyšší konkurenceschopnost

Pro výrobu silnostěnných LED čoček spojil ENGEL na Chinaplas dvě vstřikovací stroje typu duo. (Obrázek: ENGEL)

Při výrobě silnostěnných čoček je třeba spojit vysokou optickou kvalitu s vysokou výrobní efektivitou. Vícevrstvá technologie od ENGEL s externím chlazením umožňuje tento kompromis. (Obrázek: ENGEL)

iQ weight control vyrovnává procesní odchylky ještě před tím, než vznikne odpad. Inteligentní asistenční systém je k dispozici jak pro elektrické, tak hydraulické vstřikovací stroje. (Obrázek: ENGEL)

Volný přístup do nářaďové místnosti stroje e-victory na vstřikování umožňuje při výrobě pipetových špiček posunout automatizaci blíže k uzavírací jednotce. (Obrázek: ENGEL)

Volný přístup do nářaďové místnosti stroje e-victory na vstřikování umožňuje při výrobě pipetových špiček přiblížit automatizaci zvlášť blízko k uzavírací jednotce. (Obrázek: ENGEL)

Protože pipetovací špičky jsou používány v plně automatizovaných analytických systémech, je nejvyšší prioritou reprodukovatelná kvalita dílů. (Obrázek: ENGEL)

Protože pipetovací špičky jsou používány v plně automatizovaných analytických systémech, je nejvyšší prioritou reprodukovatelná kvalita dílů. (Obrázek: ENGEL)

„Inovace je klíčem k budoucnosti“ – pod tímto mottem se koná Chinaplas 2018 od 24. do 27. dubna v Šanghaji. Jak lze s inovativními vstřikovacími technologiemi posílit konkurenční výhodu a tím zajistit připravenost do budoucna, ukazuje ENGEL na svém stánku s řadou zajímavých aplikací a technologických prezentací. Pokud jde o náročné produkty, patří výrobce vstřikovacích strojů a systémových řešení se sídlem v Rakousku mezi preferované dodavatele plastových zpracovatelů v Asii.

Chinaplas 2018 je ve znamení růstu „Podnikatelské klima v Číně je na novém maximu“, uvádí Gero Willmeroth, generální ředitel prodeje a servisu ENGEL Machinery Shanghai, před nejdůležitějším asijským veletrhem plastů. „Chinaplas této tendenci dá další impuls.“ Nejen to, ale i rostoucí konkurenční tlak mezi místními výrobci plastových dílů přispívá k této pozitivní vývoji. Investuje se do modernizace strojního parku a nových technologií, které vedou k vyšší výrobní efektivitě a kvalitě produktů.

Ekonomická vstřikování tlustostěnných čoček

Oblast Automotive na stánku ENGEL odráží trend používání inovativních procesních technologií. Poprvé na Chinaplas představuje ENGEL složitý vícekomponentní proces s řetězenými vstřikovacími stroji. Na dvou duo vstřikovacích strojích se vyrábějí LED čočky pro světlomety vozidel z PMMA o tloušťce 22 mm.

Stále častěji se vyrábějí vysoce kvalitní optické komponenty z plastů. Polymerní materiály jsou lehčí než sklo a nabízejí designérům větší svobodu. Výzvou však je spojit vysokou optickou kvalitu s vysokou výrobní efektivitou. Vyvinutá a patentovaná vícevrstvá technologie od ENGEL s externím chlazením přesně tento kompromis řeší.

Nejprve se vytvoří předlisek a následně se na něj nanášejí další vrstvy stejného materiálu. Přesně tímto překrytím lze vyrovnat případné defekty na povrchu předchozí vrstvy a dosáhnout tak vysoké optické kvality. Optické studie ukázaly, že přechody mezi vrstvami neovlivňují výkon a funkci osvětlení.

Protože doba chlazení při vstřikování roste s druhou mocninou tloušťky stěny, technologie vícevrstvé výroby výrazně zvyšuje efektivitu při výrobě tlustostěnných dílů. Několik tenkých vrstev se chladí celkově rychleji než jedna tlustá. Pokud je základní čočka při chlazení vyjmutá z formy, zkracuje se cyklus ještě více. Chlazení vzduchem trvá sice déle než v formě, ale již se do cyklu nezapočítává.
Během Chinaplas se základní čočky vyrábějí na duo 1060/400 vstřikovacím stroji ve čtyřnásobném nástroji. Integrovaný robot easix s ramenem odstraňuje čtyři díly a předává je externí chladicí stanici. Odtud robot současně přijímá čtyři již dostatečně vychlazené předlisek a předává je do čtyřnásobného nástroje na stroji duo 600H/600H/500 combi s otočným stolem. Postupně se na něm vstřikuje ještě dvě vrstvy PMMA, než easix odstraní hotové čočky. Cyklus je výrazně pod 3 minuty, i když předlisek chladí přibližně 30 minut. Doba chlazení se řídí počtem chlazicích pozic v externí stanici.

Spojení standardního vstřikovacího stroje s dvoukomponentním strojem představuje vysokou výrobní flexibilitu. Oba stroje lze také nezávisle na sobě využívat s jinými nástroji.

ENGEL realizuje tento exponát ve spolupráci s partnery, mezi nimiž jsou Skymould (Ningbo/Čína), HRSflow (San Polo di Piave-Itálie), Innolite (Aachen-Německo), Opsira (Weingarten-Německo) a Gimatic (Šanghaj-Čína). Aby mohl ENGEL integrovat vedle robotů a procesních technologií z vlastního vývoje i další periferní jednotky a nástroje, vybudoval celosvětovou síť systémových partnerů. „Máme na místě v Číně velmi silné partnery, kteří stejně jako my dobře znají požadavky místních zpracovatelů a dokážou je přeměnit na optimální řešení,“ říká Willmeroth. „Díky spolupráci s místními dodavateli můžeme zaručit vysokou nákladovou efektivitu i u náročných aplikací a krátkou dodací lhůtu celé linky.“

Inovativní lehké konstrukční koncepty od jednoho zdroje

Substituce materiálů s cílem snížit hmotnost dílů je v automobilovém průmyslu v Číně rovněž důležitým trendem. Elektrická vozidla jsou zde na vzestupu. Zpracovatelé v Asii se zaměřují především na čtyři oblasti: LED čočky z PMMA, díly z polykarbonátu, pěnové vstřikování a kompozitní technologie.

Kompozitní technologie věnuje ENGEL na svém stánku vlastní sekci Expert Corner. Ve svém technologickém centru pro lehké kompozity v Rakousku vyvíjí výrobce strojů ve spolupráci s partnery a univerzitami zvlášť ekonomické spojovací postupy, které urychlí zavádění kompozitních technologií do sériové výroby automobilů. Od HP-RTM a SMC přes zpracování termoplastických polotovarů, jako jsou organové desky a pásky, až po reaktivní termoplastické technologie, například in-situ polymerizaci (T-RTM), se vývojáři ENGEL zabývají všemi současnými perspektivními technologiemi a již dosáhli několika mezinárodně významných milníků. Vysoce automatizované a systémové řešení od ENGEL se ukázalo jako klíčový faktor úspěchu. S řadou v-duo nabízí ENGEL také vlastní strojní řadu speciálně vyvinutou pro potřeby průmyslu kompozitů.

Bezvadná zpracování tekutého silikonu

Elektrická mobilita vyžaduje nejen nové zpracovatelské postupy, ale i nové konstrukční řešení. Aby bylo možné bezpečně vést kabely z motoru do interiéru vozidla, vyžadují elektromobily větší rozmanitost těsnění průchodů kabelů než vozidla se spalovacím motorem. Během Chinaplas ENGEL vyrábí z tekutého silikonu (LSR) těsnění průchodů kabelů pro jednotlivé kabely, která mají jemnou strukturu. Aby bylo možné extrémně nízkoviskózní LSR zpracovat s vysokou přesností i efektivitou, používá se bezramenný vstřikovací stroj e-victory 50/80 s elektrickou vstřikovací jednotkou. Patentovaný Force-Divider zajišťuje, že pohyblivá upínací deska při zatlačování přesně sleduje nástroj a rovnoměrně rozděluje zatížení. Tím jsou všechny dutiny drženy se stejnou silou, což zajišťuje rovnoměrné stlačení nástroje a konstantní vysokou kvalitu dílů. „Pouze bezrámová výroba bez nutnosti následného opracování umožňuje ekonomickou výrobu high-tech komponentů z tekutého silikonu ve vstřikování,“ zdůrazňuje Willmeroth. Tekutý silikon se v Číně stále častěji používá. Kromě těsnění pro nejrůznější aplikace se stále více vyrábí i mikrodíly, například pro použití v mobilních telefonech nebo lékařské technice, na bezrámových strojích ENGEL z LSR.

ENGEL představuje zpracování tekutého silikonu společně se svým partnerem Elmet Elastomere Produktions- und Dienstleistungs-GmbH (Oftering, Rakousko). Od Elmet pochází v této aplikaci čtyřdutinové nástroje a dávkovací zařízení LSR, které lze integrovat do řídicího systému CC300 stroje e-victory.

Integrované řešení čistého prostoru na nejmenší ploše

Další premiérou je v oblasti medicíny představení vysoce integrované výrobní buňky pro výrobu pipetových špiček v čistém prostředí. I tento exponát je výsledkem evropsko-čínské spolupráce. ENGEL, Waldorf Technik (Engen, Německo) a Wellmei Mold (Dongguan, Čína) spojili své know-how a zkušenosti s přesnými lékařskými díly a systémové řešení přesně přizpůsobili specifickým požadavkům čínských zpracovatelů.

Protože pipetové špičky v lékařské diagnostice nacházejí uplatnění v plně automatizovaných analytických systémech, je nejvyšší prioritou jejich reprodukovatelná kvalita dílů. Jako hromadný produkt však podléhají i zvlášť vysoké tlakové náklady. Aby bylo možné spojit stabilní proces s vysokou efektivitou, integrují systémoví partneři do výrobního procesu bezrámový vstřikovací stroj e-victory od ENGEL s 32násobným přesným systémem na vstřikování, systémem přesného dávkování LSR od Wellmei a vysokorychlostní automatizací Waldorf Technik na velmi kompaktní ploše. Volný přístup k nástroji umožňuje umístit automatizaci velmi blízko k uzavírací jednotce stroje e-victory.

Elektrická vstřikovací jednotka hybridního stroje zajišťuje vysokou přesnost při vstřikování plastové taveniny. Aby se vyrovnaly i výkyvy v okolních podmínkách a v surovinách, používá se systém iQ weight control. Asistenční systém z programu inject 4.0 od ENGEL analyzuje během vstřikování v reálném čase průběh tlaku a porovnává naměřené hodnoty s referenčním cyklem. U každého cyklu se automaticky přizpůsobí vstřikovací profil, přepínací bod i profil zpětného tlaku, čímž se udrží konstantní objem vstřikované taveniny po celou dobu výroby. Tím je aktivně zabráněno vzniku odpadu.

Automatizace je v tomto případě dalším klíčem k trvale vysoké kvalitě dílů. Automatizační řešení od Waldorf Technik odebírá v rytmu vstřikování 32 pipetových špiček z nástroje a ukládá skupiny po 96 pipetových špičkách do přihrádek. Každých 18 sekund je z výrobní buňky v prostředí čistého prostoru vyexpedováno 96 pipetových špiček.

V praxi se na navazující kroky, jako je kontrola kvality nebo balení, stále častěji přímo navazuje vstřikovací krok. Jako příklad různých následných procesů během Chinaplas si kolaborativního robota typu Sawyer od Rethink Robotics (Boston, USA) vyzvedne naplněné rámy na konci výrobního procesu. Výjimečnost kolaborativních robotů spočívá v tom, že nepotřebují ochranné kryty a mohou bezpečně pracovat ruku v ruce s pracovníky.

inject 4.0: Konstantní kvalita bez potřeby odborných znalostí

S inteligentními asistenčními systémy jako iQ weight control je pro ENGEL velmi snadné zajistit i bez odborných znalostí konstantní vysokou kvalitu dílů. Systémy iQ kontinuálně analyzují kritické parametry procesu a automaticky je upravují při každém cyklu. Výsledkem je samooptimalizující se vstřikovací stroj.

Zvyšující se inteligence řídicího systému strojů je klíčovým rysem chytré továrny, která představuje cíl průmyslu 4.0. Navíc propojení výrobních systémů a systematické využívání dat z strojů, procesů a výroby přispívá ke zvýšení produktivity, kvality a flexibility výroby. Pod názvem inject 4.0 nabízí ENGEL již dnes řadu vyspělých a v praxi osvědčených produktů a řešení pro digitalizaci a propojení vstřikovací výroby, která mohou být využita jak samostatně, tak v rámci širší digitální strategie. „Krok za krokem ke chytré továrně, tak zní strategie našich zákazníků,“ říká Willmeroth.

S výrobou loga inject 4.0 na bezrámovém, plně elektrickém vstřikovacím stroji e-motion 80 TL ukazuje ENGEL jasně velký potenciál řešení inject 4.0. V řídicím systému CC300 stroje lze simulovat kolísání procesních podmínek a sledovat automatické přizpůsobení pomocí inteligentních asistenčních systémů na displeji. Zatímco iQ weight control udržuje objem vstřikované taveniny po celou dobu procesu konstantní, iQ clamp control vypočítává optimální uzavírací sílu a automaticky ji upravuje. „S naším samooptimalizujícím se vstřikovacím strojem je pro zpracovatele velmi jednoduché využít plný potenciál efektivity a kvality, který stroje a technologie nabízejí,“ říká Gero Willmeroth. „První stroje s iQ jsou již v Číně v provozu.“

ENGEL na Chinaplas 2018: hala 5.1, stánek E71