Inteligentní systémová řešení pro větší přehled, bezpečnost a efektivitu

Na svém stánku s plně elektrickou vstřikovací strojní linkou e-motion 170/110 T vyrábí společnost ENGEL plně automaticky mezizubní kartáčky. (Obrázek: ENGEL) / Na stánku W3303 bude ENGEL vyrábět jednokomponentní mezizubní kartáčky, plně automatizovaně na plně elektrickém vstřikovacím stroji e-motion 170/110 T. (Obrázek: ENGEL)

Technologie výroby, kterou vyvinuli společně ENGEL, Hack Formenbau a Hekuma, umožňuje plně formovat až 500 štětin v jednomkomponentním procesu. (Obrázek: ENGEL) / The production technology developed by ENGEL in cooperation with Hack Formenbau and Hekuma makes it possible to fully form up to 500 bristles using a single-component process. (Image: ENGEL)

Technologie výroby vyvinutá společností ENGEL ve spolupráci s Hack Formenbau a Hekuma umožňuje plně vytvarovat až 500 štětin pomocí jedno-komponentního procesu. (Obrázek: ENGEL)

Integrované do řídicího systému CC300 stroje na vstřikování e-motion systémy asistence iQ kompenzují odchylky v procesu v reálném čase. (Obrázek: ENGEL)

Nejvyšší kvalita a nejvyšší hospodárnost – že to není rozpor, dokazuje ENGEL na NPE2018 od 7. do 11. května v Orlandu na Floridě, s řadou vzrušujících vstřikovacích aplikací. Aby svým zákazníkům v odvětvích automotive, teletronics, technické lisování, balení a medicína zajistil rozhodující náskok, spoléhá výrobce vstřikovacích strojů a systémových řešení na inovativní technologie, na míru šité výrobní koncepty a inteligentní řízení.

Od jednotlivých vstřikovacích strojů po vysoce integrované výrobní buňky dodává ENGEL na míru šitá řešení do průmyslu vstřikování. Vyvíjet zákaznická řešení vyžaduje víc než jen technologické know-how. Jde o to, pochopit detailně individuální požadavky zákazníků a tyto efektivně realizovat. ENGEL shromažďuje svou odbornou znalost odvětví do pěti obchodních jednotek, a to nejen v hlavním sídle v Rakousku. Před třemi lety jmenovala ENGEL Machinery Inc. se sídlem v Yorku v Pensylvánii vlastní vedoucí pracovníky obchodních jednotek pro Severní Ameriku a od té doby neustále posiluje jak místní znalosti odvětví, tak technické kapacity aplikací. „Zpětná vazba od našich zákazníků je velmi dobrá. Nejnovější úspěchy potvrzují, že jsme zvolili správnou cestu,“ uvádí Mark Sankovitch, generální ředitel ENGEL v USA, před NPE2018. „Můžeme ještě rychleji reagovat na požadavky a přání našich zákazníků v různých odvětvích a cíleněji jim pomáhat s řešením jejich individuálních výzev. Jako systémový dodavatel doprovázíme naše zákazníky stále častěji po celém životním cyklu strojů a zařízení – přesně tento trend reflektuje naše nová struktura.“

Od automotive přes technické lisování a teletronics až po medicínu a balení, každé odvětví má své specifické požadavky, ačkoliv hlavní trendy jsou stejné. Procesní integrace a automatizace nadále nabývají na významu v Severní Americe. Současně se do popředí dostávají témata digitalizace a propojení. Společně tyto trendy vedou ke zvýšení kvality, efektivity a hospodárnosti, ale také ke zvýšené složitosti výrobních procesů. „Jako systémový dodavatel zajistíme, že i složité procesy lze jednoduše a bezpečně ovládat,“ říká Sankovitch. „Naše výstavní exponáty to jasně ukazují.“

Automotive: Vysoce kvalitní vnitřní komponenty za nízké náklady na kus

Poprvé v Severní Americe představí ENGEL na svém stánku plně automatizovanou integrovanou výrobní buňku pro proces DecoJect. Technologie kombinuje vstřikování a IMG (In-Mould Graining) a otevírá nové horizonty pro výrobu vysoce kvalitních komponentů pro interiér vozidel. Na rozdíl od běžných metod IMD (In-Mould Decorating) se zde neaplikuje lak z fólie na díl, ale fólie se vyrazí a zůstává na dílu. Tím se kromě barvy a vzoru dostává do hry i textura povrchu a hmat. Současně se výrazně zvyšuje odolnost povrchů proti poškrábání. „Decoject nám nabízí extrémně ekonomickou možnost vizuálně vylepšit vstřikované díly a sladit povrchy v interiéru vozidla,“ zdůrazňuje Larry Alvey, vedoucí obchodní jednotky Automotive v ENGEL Severní Amerika.
Během NPE bude ENGEL na vstřikovací stroj duo 5160/1000 vyrábět dveřní kování pro použití v osobních automobilech, které mají velmi odlišné povrchové struktury: od náročného koženého reliéfu včetně švu po moderní vzhled karbonu. DecoJect tenké fólie byly vyvinuty společností Benecke-Kaliko, členem skupiny Continental se sídlem v Hannoveru, Německo.

Pro zahájení procesu se fólie z role vtáhne do otevřeného nástroje, zahřeje IR zářičem umístěným na robotickém uchopovači a pomocí vakua se přímo předtvaruje ve vstřikovacím nástroji. Ihned poté se fólie s polypropylenem vstřikuje a vyrazí, než robot odebere díl a přenese ho na integrovanou laserovou stanici pro jemné opracování. Každých 60 sekund opustí výrobní buňku hotový díl. Změna designu vyžaduje jen několik minut na výměnu fóliových rolí, takže náklady na kus se tímto způsobem příliš nezvyšují. Pro úsporu surového materiálu se používá pěnová technologie MuCell od Trexel (Wilmington, MA, USA). Dalšími partnery na projektu jsou Georg Kaufmann Formenbau (Švýcarsko), Galvanoform Gesellschaft für Galvanoplastik (Německo), HRSflow (Itálie), ICO SYSTEM international coating (Německo) a Borealis (Rakousko).

S vysokou automatizační kapacitou přispívá ENGEL významně k hospodárnosti a flexibilitě tohoto procesu. Zahřívání fólií a vyjímání dílů z nástroje zajišťuje ENGEL viper lineární robot. Kromě toho je v rámci řešení easiCell integrovaný robot ENGEL easix s kloubem a laserová stanice pro jemné opracování fólií, umístěná přímo vedle uzávěrové jednotky vstřikovacího stroje. Díky svému standardizovanému a modulárnímu uspořádání umožňuje vyvinutá automatizační buňka od ENGEL velmi úspornou integraci robotů i před- a postprocesních jednotek vstřikování. Navíc výrazně snižuje složitost aplikace. Celý proces lze ovládat přes řídicí systém CC300 vstřikovacího stroje. Jednotná logika ovládání přes všechny komponenty výrobní buňky činí obsluhu stroje zvlášť jednoduchou, i bez speciálního školení, pro bezpečné zvládnutí integrovaného procesu.

Medical: Interdentální kartáčky v jednom kroku

S velmi vysokou úrovní integrace představuje i aplikace v Orlando. Na plně elektrickém vstřikovacím stroji e-motion 170/110 T v čistém prostředí se vyrábí interdentální kartáčky typu „scrub!“ vyvinuté společností pheneo (Německo). Až 500 štětin se přímo ve vstřiku v jednom kroku formují společně s jádrem a rukojetí. Vysoce jemný, výkonný přesný nástroj s osmi dutinami pochází od Hack Formenbau (Německo), a automatizaci zajišťuje společnost Hekuma v Německu. Představena je plně automatizovaná výrobní buňka v modulárním designu HEKUflex od Hekuma. Ihned po vstřikování jsou díly kamerově kontrolovány a baleny po 16 kusech do prodejních sáčků. Každé čtyři sekundy opouští výrobní buňku sáček s hotovým produktem.

„Naše řešení s vysoce integrovaným výrobním procesem a jednosložkovým provedením výrazně překonává efektivitu zavedených produktů a metod na trhu,“ zdůrazňuje Jon Kelm, vedoucí obchodních jednotek Medical a Packaging v ENGEL Severní Amerika. „Obvykle se interdentální kartáčky skládají ze tří komponent – rukojeti, drátěného pletiva a vláken – které se většinou vyrábějí v nezávislých procesech. Naše řešení však šetří celé výrobní kroky a zároveň snižuje logistickou náročnost.“

Celková hmotnost jednoho kusu je pouhých 1,93 gramu, osm dutin s extrémně jemnými strukturami je plně zaplněno, což klade vysoké nároky nejen na nástroj, ale i na přesnost a stálost vstřikovacího stroje. Na to má ENGEL dvě odpovědi: za prvé plně elektrický vysokovýkonný vstřikovací stroj e-motion a za druhé inject 4.0. Pod pojmem inject 4.0 spojuje ENGEL softwarové produkty pro digitalizaci a propojení výrobních procesů, například inteligentní asistenční systémy řady iQ, které rozpoznávají a automaticky vyrovnávají odchylky v okolních podmínkách a surovinách ještě před vznikem odpadu. Návštěvníci NPE mohou na řídicím systému CC300 sledovat, jak iQ weight control při vstřikování analyzuje průběh tlaku přes šroub a upravuje tlak i průběh vstřikování a zpětný tlak v reálném čase podle aktuálních podmínek. Současně iQ clamp control na základě vzduchové komory nástroje automaticky nastavuje optimální uzavírací sílu. Třetím asistenčním systémem je iQ flow control, který reguluje teplotní rozdíly v jednotlivých rozvodových okruzích nástroje a výkon čerpadel v temperačních zařízeních, aby zajistil konstantní teplotní podmínky a snížil spotřebu energie. „S pomocí inteligentních asistenčních systémů se vstřikovací stroj neustále sám optimalizuje,“ vysvětluje Kelm. „Tak mohou i méně zkušené obsluhy dosahovat optimálních výsledků.“

Teletronics: Důsledná procesní integrace zvyšuje konkurenceschopnost

V odvětví teletronics se často při tématu procesní integrace jedná o díly z plastu a kovu v kombinaci. To, že ENGEL také pro tuto výzvu vytváří přesná řešení, dokazuje na NPE výroba termostatických krytů. Všechny kroky od stříhání kontaktů po kontrolu a označení hotových elektronických součástek probíhají plně automatizovaně. Surovina pro mosazné nosiče je přímo z role vedena do linky a včetně závitu je inline předtvarována. Závit je formován servoelektricky, než jsou nosiče – ještě na pásu – vstřikovány do formy s vláknem vyztuženého polyamidu na vstřikovacím stroji ENGEL insert 60V/35 s jedním vertikálním vstřikováním. Kontrola kvality je rovněž inline. Kromě kamerové kontroly je do následujícího spojovacího nástroje integrováno vysokonapěťové testování, které zaručuje 100% kontrolu zkratů již během výroby. Pro zajištění nepřerušené sledovatelnosti jsou díly označeny laserem před odstraněním přívodních a rozvodových částí a oddělením hotových dílů od pásu. Každých 20 sekund opouští výrobní buňku osm hotových dílů.

Řešení výroby, které společně s partnerem MMS Modular Molding Systems (Rakousko) realizovala společnost ENGEL, zaručuje nejnižší náklady na kus a zároveň vysokou flexibilitu. Díky modulární konstrukci systémů MMS lze podle potřeby integrovat další obráběcí moduly, například pro odporové nebo laserové svařování, nýtování, montáž nebo čištění dílů. „Bez ohledu na počet modulů lze celý proces vizualizovat a řídit přes řídicí systém CC300 vstřikovacího stroje,“ říká Stefan Aberl, vedoucí automatizace ENGEL Severní Amerika. To výrazně snižuje složitost a zjednodušuje obsluhu celého procesu.“

Obvykle se termostatické spínače, například používané k monitorování elektromotorů v automobilech nebo domácích spotřebičích, vyrábějí složitým, vícestupňovým procesem. Obvykle se stříhání a přelévání kovových dílů provádí na různých místech. To vyžaduje nejen značné logistické úsilí, ale i vysokou spotřebu materiálu, protože se musí spouštět dva nezávislé procesy. Zejména u použití barevných kovů je to významný nákladový faktor.

Balení: Výroba na vrcholu efektivity

Nejvyšší efektivita při nejlepší kvalitě a nejkratších cyklech: taková je výzva, které denně čelí výrobci uzávěrů na nápoje. Pro výrobu 26mm uzávěrů včetně originálního pásu z HDPE představí ENGEL na NPE moderní řešení. Za reálných výrobních podmínek pracuje výrobní buňka během pěti dnů veletrhu s cyklem kolem 2 sekund a navíc vyniká vynikající energetickou účinností a nejvyšší procesní stabilitou.

Srdcem vysoce integrovaného řešení je plně elektrický vstřikovací stroj e-cap 2440/420 US, vybavený 96dílným nástrojem od z-moulds (Rakousko). K periferiím ENGEL integruje systém suchého vzduchu od Eisbär Trockentechnik (Rakousko) a optický kontrolní systém od Intravis (Německo) do celkového konceptu.

Pro minimalizaci energetické náročnosti s vysokou procesní stabilitou a přesností spoléhá ENGEL při výrobě uzávěrů na plně elektrické vysokovýkonné stroje řady e-cap, které byly speciálně vyvinuty pro tento segment trhu. Díky výkonným servo přímým pohonům zajišťují stroje e-cap při použití vysoce pevných HDPE materiálů s MFI výrazně pod 2 nebo dokonce 1 g/10 min požadovanou plastifikační kapacitu a vysoký podíl dobrých dílů. „Geometricky dosáhly uzávěry na minimální váhu,“ vysvětluje odborník na balení Jon Kelm. „Tím kladou vyšší nároky na přesnost a opakovatelnost vstřikovacích strojů než kdy dříve.“ Navzdory své pozoruhodné výkonové kapacitě potřebují stroje e-cap i při vysokorychlostním chodu jen velmi málo energie a chladicí vody. Zvýšená síla výtlačného zařízení a zesílený uzavírací pohon zajišťují velmi krátké cykly.

Nejvyšší výkon pro tenkostěnné nádoby

Celkově je ENGEL packaging zastoupen na NPE2018 dvěma integrovanými výrobními buňkami. Campetella Robotic Center z Itálie na svém stánku (hala Jižní, stánek S27009) vyrábí na plně elektrickém stroji ENGEL e motion 740/240 T US tenkostěnné kelímky s technologií vlnité stěny na nástroji od Fostag (Švýcarsko). Kelímky jsou vyjmuty z formy pomocí vysokorychlostní automatizace a ihned jsou baleny.

S cykly výrazně pod 3 sekundy a vstřikovacími rychlostmi přes 500 mm za sekundu jsou plně elektrické vstřikovací stroje řady e-motion stále častěji využívány pro výrobu tenkostěnných obalů. Uzavřený systém pro kyvné páky a šroub zajišťuje vždy optimální a čisté mazání všech pohyblivých částí stroje a splňuje vysoké nároky na čistotu v potravinářském průmyslu.

Technical Moulding: Náročné LED čočky z tekutého silikonu

V sekci Technical Moulding na výstavě NPE2018 je hlavním tématem náročná zpracování tekutého silikonu (LSR). Na vstřikovacím stroji e-victory 310/120 US s integrovaným robotem viper 40 jsou vyráběny čočky pro LED reflektory z dvou dutinového nástroje od ACH solution (Rakousko). Díl je zastupující široké spektrum použití. Od světelných systémů pro automobily přes budovy až po veřejné osvětlení, LSR získává na významu pro výrobu vysoce kvalitních LED světelných systémů. 

Za jeho vlastnosti jsou zodpovědné. Vysoce průhledný LSR má nižší žloutnutí index než běžné materiály čoček, je UV odolný a stabilní v širokém teplotním rozsahu od -20 do +150 °C. Navíc lze efektivně a reprodukovatelně formovat složité geometrie čoček ve vstřikování.

ENGEL má celosvětově velké zkušenosti s projekty LSR v různých odvětvích a patří proto mezi preferované partnery osvětlenářského průmyslu při zavádění nového materiálu čoček. Poprvé zde ENGEL představuje výrobu LSR čoček na veletrhu.

„Podmínkou pro ekonomickou výrobu náročných produktů z tekutého silikonu jsou automatizované procesy a vysoká přesnost a stabilita vstřikovacího procesu,“ zdůrazňuje Steve Broadbent, zodpovědný za projekty elastomerů v aplikační technice ENGEL v Severní Americe. „Díky bezramenné uzavírací jednotce je stroj e-victory s elektrickou vstřikovací jednotkou ideální pro tento účel.“ Volný přístup do prostoru nástroje usnadňuje seřízení a udržuje výrobní buňku kompaktní. Protože lze plně využít rozměry upínacích desek nástroje až k okraji, vejde se do poměrně malé 120tunové vstřikovací stroje. Navíc robot bez překážek může přímo z boční strany dosáhnout dutiny a vyžaduje méně prostoru na výšku.

Bezramenné vstřikovací stroje od ENGEL vynikají vynikající rovnoběžností upínacích desek. Patentovaný Force Divider zajišťuje, že pohyblivá upínací deska přesně sleduje uzavírací sílu a rovnoměrně rozděluje sílu přes plochu. Tím je spolehlivě zabráněno tvorbě otřepů i při zpracování nízkoviskózních materiálů, jako je LSR. Díly nevyžadují dodatečnou opravu a jsou ihned po vstřikování připravené k použití.

ENGEL realizuje toto high-tech řešení ve spolupráci se svým partnerem. Jak nástroj, tak dávkovací zařízení vyvinula a postavila společnost ACH solution, přičemž v nástroji je použito nové elektrické řízení trysek ServoShot.

Jako systémový dodavatel integruje ENGEL všechny komponenty výrobní buňky pro zpracování LSR do společného řídicího systému, takže celý proces včetně dávkování LSR a manipulace lze nastavovat a kontrolovat přes ovládací panel vstřikovacího stroje.

S ENGEL technologií bezramenných strojů bezpečně zvládnout procesy s LSR

NPE2018 opět potvrzuje vedoucí pozici ENGEL a bezramenných strojů v zpracování LSR. Celkem jsou na veletrhu představeny čtyři aplikace s LSR na strojích ENGEL, tři z nich s bezramennými stroji. U společnosti Wacker Silicones (s hlavním sídlem v Německu) v hale Jižní, stánek S24179, se na hydraulickém stroji victory 200/120 v 4-dílném nástroji vyrábí podložky. Další bezramenná aplikace běží na stroji victory 200/55 na stánku výrobce nástrojů Burteck z Windsoru v Connecticutu v USA, v hale Jižní, stánek S30045. A společnost Shin-Etsu Silicones z Akronu v Ohiu vyrábí v hale Jižní, stánek S20125, na plně elektrickém stroji e mac 170/55 v nástroji od Roembke z Ossianu v Indianě brýlové čočky z optického LSR.