Egy IML/IMD kombinációval a multitouch kijelzőhöz – Kompressziós zóna nélkül, egy SL-plasztifikáló rendszerrel a nagyobb pontosság érdekében

Kompakt gyártóegység egy Systec 210-vel, amely az IML és az IMD technológiát ötvözi. Itt egy lépésben hatékonyan készül egy többérintéses kijelző. / Kompakt gyártóegység egy Systec 210-vel, amely az IML és az IMD technológiát ötvözi. Itt egy lépésben hatékonyan készül egy többérintéses kijelző.

Az záróoldali szerszám oldalon a 5'' nagyméretű kijelző keretét az IMD egység segítségével közvetlenül a fröccsöntés során díszítik.

Egy okostelefon ház részei egy ABS/PC keverékből, egy teljesen elektromos SE 180 EV segítségével készültek, melyet a modern SL műanyag-felhasználó rendszerrel szereltek fel. A rendszer egy teljesen fűtött műanyag-felhasználó csavarral működik, amelynek nincs kompressziós zóna (csavar); az anyagellátást egy előzetesen beállított adagolócsavar (GS Loader) végzi.

Termékek, teljes elektromos IntElect precízióval gyártva: Okos kulcsház (bal oldalon) PC/ABS keverékből készült alkatrészekkel, egy hatos családi szerszámban, IntElect 100-on, és alkatrészek egy „Braunüle”-hez (jobbra), MABS-ból készültek, tisztatéri körülmények között, IntElect 50-en.

Innovatív technológiák és gyártási folyamatok, összetett és teljesen automata fröccsöntőcellákban megvalósítva, valamint magas precizitású, dinamikus és energiahatékony fröccsöntőgépekkel kínál Sumitomo magas értéket teremtő megoldásokat a legkülönbözőbb iparági alkalmazásokhoz.

Először mutatták be a Düsseldorf-i K-messen egy teljesen automata IML/IMD gyártócellában, ahol egy fröccsöntéssel egy lépésben készül el egy 5 hüvelykes nagy multitouch-kijelző. Szintén első alkalommal Európában volt látható a SL-plasztifikációs rendszer, amely a hagyományos kompressziós zóna nélkül működik, így előnyöket kínál a hagyományos plasztifikációs rendszerekkel szemben. Emellett a vállalat bemutatta az IntElect teljesen elektromos gép teljesítménykínálatát különböző alkalmazások példáján keresztül.

Fröccsöntőcellák multitouch-kijelzőkhöz – IML a funkcióért, IMD a díszítésért

A multitouch-kijelző gyártása első alkalommal 5 hüvelykes – ez megfelel egy mai okostelefon méretének – fröccsöntéssel egy Systec 210 (záróerő 2 100 kN) gépen, amely a vállalat komplex, teljesen automatizált fröccsöntőcelláinak szakértelmét bizonyítja az innovatív termékek hatékony és folyamatbiztos sorozatgyártásában. A K-messen bemutatott sorozatgyártás során speciális, a PolyIC GmbH & Co. KG, a Kurz-csoport egyik vállalata által kifejlesztett funkcionális fóliákat használtak Inmold-Labeling (IML) eljárással, PMMA-vel bevonva. A közben fröccsöntött keskeny keret egyidejűleg Inmold-Decoration (IMD) technikával fekete piano-fényű lakkozással díszített. Minden folyamat, az IML fólia behelyezésétől a több lépéses utófeldolgozásig, a gyártócellában, tisztatérben (ISO 7 osztály) zajlik.

A PolyIC által optimalizált, vezetőképes IML-fóliák (úgynevezett PolyTC-fóliák) PET-alapú, vékony, fémszerkezetekkel bevont fóliák, amelyek sok esetben helyettesíthetik a ma a érintőképernyőkben használt, általában indium-tin-oxid (ITO) alapú fóliákat. Az ITO alternatívák nemcsak technológiailag, hanem gazdaságilag is nagyon érdekesek, mivel az indium ritka és növekvő kereslet mellett egyre drágább fém. Emellett elkerülhető a fóliák drága laminálása a hordozóra. Már ma is látható, hogy a érintőképernyő technológia a jövőben egyre szélesebb körben fog elterjedni, nemcsak kommunikációs technológiában. Sokoldalú alkalmazási területek vannak, például az autóipartól a szórakoztató elektronikán át a háztartási gépekig, különböző felhasználói funkciókhoz igazítva.

Az egyedi kialakítású PolyTC-fóliák költséghatékonyan gyárthatók sorozatban a PolyIC által. Egyidejűleg ezek a funkcionális fóliák különálló, az IML eljárással feldolgozható címkék is lehetnek. Így a érintőképernyő-szenzor funkcionalitás közvetlenül a fröccsöntési folyamat során, nagy sorozatban, gazdaságosan alkalmazható a termékeken.

A Systec 210-vel készült IML/IMD gyártócellák áttekintése: A K 2013-as standon bemutatott IML/IMD kombinációhoz a Sumitomo több szakértővel közösen egy moduláris berendezést tervezett, amely a hidraulikus fröccsöntőgép-multitalent Systec köré épült. Partnerek között van a PolyIC (a funkciós fólia gyártója), a Leonhard Kurz Stiftung GmbH & Co. KG az IMD-díszítő fóliák és fóliakezelés terén, a HBW-Gubesch Kunststoff-Engineering GmbH a fröccsöntő szerszám fejlesztője, a SAR Electronic GmbH a robotvezérelt automatizáció rendszerintegrátora, a Max Petek Reinraumtechnik a tisztatéri megoldásért, valamint a Kist Maschinenbau GmbH az UV-fóliakötés és a kész formadarabok tisztítása modulok beszállítója.

A Systec 210 fröccsöntőcellában található központi kapcsolóegység egy függőlegesen felszerelt ipari robot (Stäubli TX90), amely háromoldali fogórendszerrel van felszerelve. Minden ciklusban egy vezetőképes Inmold-Label (PolyTC-címke) kerül kiemelésre egy magazinból, és pontosan a szerszám egyik fix felében helyezik el. Egyidejűleg a szerszám felső részén, a szerszámkészlet fölött elhelyezett IMD-betöltő berendezés egy hordozó fóliát helyez el a formázott felületen dekoratív bevonatként. A szerszám zárása után egy segédcsatornán keresztül PMMA-ből fröccsöntött kijelző készül, a lövés tömege 20 g. A variothermikus szerszámhőmérséklet-szabályozás alkalmazásával, amelyet a gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH fejlesztett ki, biztosított a magas minőség és reprodukálhatóság.

A variothermikus szerszámhőmérséklet-szabályozás különösen hosszú és keskeny áramlási csatornákkal rendelkező szerszámok esetében, mint például a fröccsöntött multitouch-kijelző, jelentős hatással van a termék minőségére. Ez a módszer ideiglenesen a szerszám falát a műanyag átmeneti és olvadáspont közötti hőmérsékletre melegíti, így késlelteti vagy megakadályozza az anyag megmerevedését az első fröccs során. Ez megőrzi az anyag folyékonyságát, és egyenletes formázást tesz lehetővé, miközben csökkenti a fröccsnyomást és a záróerőt. A szerszám teljes megtöltése után a hűtés indul, amíg a formadarab eléri a szerszámkioldási hőmérsékletet. A hőmérséklet egyenletes fenntartása a formázás során a nyomás jobb átadását és a száradási idő hosszabbítását eredményezi, ezáltal csökken a deformáció és a száradási egyenletesség javul. Ez a módszer kiváló felületminőséget és magas fényességet eredményez, például piano-fényű lakkozással. Ezek az előnyök a Systec cellában az IMD/IML kombinált fröccsöntés során is érvényesülnek.

Bár a folyamat lényege a fröccsöntés maga, a ciklusidőn kívüli utófolyamatok, mint például a szerszámkészítés, a tisztatéri kezelések és a tisztítás, jelentősen hozzájárulnak a termék minőségéhez és gazdaságosságához. Miután a hat-tengelyes robot kivette a fröccsöntött keretet a szerszámból, és behelyezett egy új címkét, a terméket egy munkadarab-tartóra helyezi. Innen egy szigetelt lézeres leválasztó állomásra kerül, ahol egy CO2 lézer és elszívás tisztán és törés nélkül eltávolítja a filmcsatlakozót. Ezután a robot a kijelzőt egy UV-gyantázó egységbe szállítja, hogy a dekorfólia fedőrétege megkötődjön. Az utolsó feldolgozási lépésben a terméket a UV-állomás alatti tisztítószállító egységhez továbbítja, ahol kefékkel gondosan és kíméletesen eltávolítják az IMD-fóliadarabokat, a szélén leváló részeket pedig maradéktalanul elszívják.

A multitouch-kijelző megbízható működéséhez elengedhetetlen a tisztatéri környezetben történő gyártás. Ehhez egy lamináris áramlású modul tisztítja a beszívott külső levegőt, és egy FFU (Filter Fan Unit) egység megakadályozza a részecskék bejutását. Ezáltal a levegő tisztasága eléri az ISO 7-es osztályt. A cella teljes koncepciója azonban messze túlmutat az alapvető követelményeken, mint például a fröccsöntő egység fölött elhelyezett tisztatéri modul és az egyszerűen tisztítható profilok és felületek a védőburkolaton. Minden utófeldolgozási lépést, például a csatlakozó leválasztását, UV-kötést és tisztítást, zárt és szigetelt modulok végzik, amelyek el vannak választva a fröccsöntő gép szerszámbeállító területétől.

Az egész gyártócellát moduláris felépítés jellemzi, így ugyanazzal az alapfelszereltséggel a kívánt automatizáltsági szint szerint modulokat lehet hozzáadni vagy eltávolítani. A gyors üzembe helyezést és a magas rugalmasságot egy szabványos interfész biztosítja a fröccsöntőgép és az automatizáció között. Emellett az, hogy egyetlen ipari robot végzi az összes kezelési feladatot az egész gyártócellában, szintén hozzájárul a gyors üzembe helyezéshez és a rendszer egyszerűsítéséhez. A hat-tengelyes robot függőleges elrendezése és az kompakt automatizációs burkolat miatt a teljes cella nagyon kis helyigénnyel rendelkezik.

Az új SL-plasztifikációs rendszer – kompresszió nélküli plasztifikálás a folyamatstabilitás és a termékminőség javára

A Sumitomo által a K 2013-on bemutatott új SL (Spiral Logic) plasztifikációs rendszer egyik fő jellemzője, hogy egy alulról betöltött, kompresszió nélküli spirál rendszerű plasztifikációs csiga működik. Az anyagot egy előzetes adagoló csiga vezeti be kontrollált módon. A töltési szint optimális értéke az anyag tulajdonságaitól és a folyamatparaméterektől függ. A granulátum szinte kizárólag a hőátadás révén olvad meg, amit a plasztifikációs egység hőmérséklet-szabályozó hengerei biztosítanak.

Az összehasonlításban a SL rendszer jelentős előnyöket kínál. Ez abból adódik, hogy a kontrollált működés során homogén, viszkozitás-mentes olvadék képződik. Ez jelentősen csökkenti a folyamat ingadozásait és a termékminőség változásait. A rendszer alulról betöltött működése és a kompresszió nélküli kialakítás megakadályozza a ragasztódást és a magas nyomáscsúcsokat a szilárd anyagrészben, amelyek gyakran fordulnak elő hagyományos csigák esetén, különösen félig kristályos műanyagok, például poliamidok és PBT feldolgozásánál. Emellett a csökkent súrlódás miatt a rendszer kopása is jelentősen mérséklődik. További előnyei közé tartozik az anyagkímélő kezelés, a megerősített hosszabb tisztítási intervallumok, az alacsonyabb anyagveszteség és az energiatakarékosság.

A kompresszió nélküli plasztifikálás különösen kedvező a technikai precíziós alkatrészek gyártásában, például optikai alkatrészek fröccsöntésénél, ahol a termékek tisztasága kiemelten fontos. A kompressziós zóna hiánya miatt jelentősen csökkenthető a csigán lerakódott lerakódások mennyisége, amelyek egyébként a nem kontrollált leválás során fekete pontként jelenhetnek meg a formadarabokon. A hosszabb tisztítási intervallumok mellett a gép rendelkezésre állása is növekszik, még magas tisztasági követelmények mellett is.

A SL-plasztifikációs rendszer jelenleg sorozatgyártásban elérhető az SE-EV sorozat teljesen elektromos gépeinél, amelyek 500 és 1800 kN közötti záróerővel kaphatók. A rendszer bemutatásra került a K-messen egy SE 180 EV (záróerő 1800 kN) gépen precíziós fröccsöntés példáján, ahol egy ABS/PC-keverékből készült házalkatrészt gyártottak. A lövés tömege 45 g, a ciklusidő 25 s.

Precíziós fröccsöntés – az elektromos IntElect sorozat egyik fő területe

A biztonság, a folyamatstabilitás és a precizitás a legszigorúbb toleranciák mellett jellemzőek az elektromos IntElect sorozatra. A SE-sorozathoz hasonlóan az IntElect-ben is a Sumitomo által fejlesztett, a fröccsöntési folyamatra optimalizált és saját gyártású elektromos közvetlen meghajtók kerülnek alkalmazásra. Ezek a közvetlen meghajtók magasabb energiahatékonyságot és gyorsabb reakcióképességet biztosítanak, így magasabb precizitást, ismételhetőséget és ciklusidő-előnyt eredményeznek. Az elektromos gépek különösen alkalmasak nagy sorozatú precíziós termékek fröccsöntésére.

Az egyensúlyban lévő többkavitatásos szerszámok: A K-messen egy IntElect 100-340 (záróerő 1000 kN) egy PC/ABS keverékből készült teljes alkatrész-szettet gyártott egy kulcsházhoz (Smart Key); a ciklusidő 30 s, a lövés tömege 33 g. A különleges igény az volt, hogy egy családi szerszámot, amelyben a kavitatértérfogat jelentősen eltér egymástól, folyamatbiztosan töltsenek fel. Ezért itt az activeFlowBalance technológiai modul is alkalmazásra került. A standon szemléltették, hogyan befolyásolja az activeFlowBalance kapcsolgatása a formázást az egyes kavitaterekben. A hatkavitatásos szerszám külön-külön az alkatrészek felső és alsó része, valamint a kisebb méretű gomb formázására van kialakítva.

Az activeFlowBalance segítségével sikeresen kiegyenlíthető a kavitaterek közötti egyenetlen és ingadozó egyensúly, ami egyébként gyakran vezethet peremképződéshez, alulkitöltéshez és szerszámkárosodáshoz. Ez a funkció a fröccsöntés során a nyomásváltásnál a tömörített olvadék expanzióját használja, így a részben kitöltött kavitaterek alacsonyabb ellennyomás mellett erősebben tölthetők ki. A töltöttségi állapotok így természetes módon kiegyenlítődnek, anélkül, hogy megnövelnék a ciklusidőt.

Reinraum-kompatibilis: Egy IntElect 50-45 (záróerő 500 kN) gépen MABS-ből készülnek perifériás vénás katéterek (más néven „Braunüle”) alkatrészei 9 másodperces ciklusidővel. Ez az alkalmazás egyben bizonyítja az IntElect tisztatéri alkalmasságát is, különösen a precíziós fröccsöntés és a többkavitatásos szerszámok terén. A ISO 7 tisztatéri osztály követelményeit könnyen és folyamatbiztosan lehet teljesíteni, csupán egy lamináris áramlású modul a szerszámzár egység fölött és a gép tiszta környezetben való elhelyezése szükséges.

A IntElect 50-45 a T.I.G. Technische Informationssysteme GmbH által fejlesztett új MAS szoftverrel volt felszerelve a K-messen, amely lehetővé teszi a működési, gyártási és folyamatadatok valós idejű rögzítését, vizualizálását, elemzését és felügyeletét még nagy számú gép esetén is. Ez az újdonság, amelyet a K-messen mutattak be először, a Sumitomo partnerségével készült. A szoftver nyomonkövethetőségi funkciói lehetővé teszik, hogy a gyártási adatok visszakövethetők legyenek az egyes termékekig, ami különösen az orvosi és az autóiparban vált egyre fontosabbá.

Két további teljesen elektromos géppel is képviseltette magát a vállalat. Egy IntElect 100-340 (záróerő 1000 kN) a Yushin Precision Equipment Co. Ltd. standján PP-ből készült blisztercsomagolásokat gyártott. A Stieler Kunststoff Service GmbH standján egy IntElect 50-110 (záróerő 500 kN) egy autó belső térhez készült rádióházat gyártott. A hangsúly a magas felületminőségen volt, különösen a látványos megjelenésű alkatrészek esetében. Különleges, a Stieler által kifejlesztett kombinációs technológiát alkalmaztak (váltó hőmérséklet, gáznyomásos technológia és CO2-hűtés), amellyel magas minőségű felületek garantáltan gyárthatók folyamatbiztos módon.