Innovatív folyamattechnológiák a nagyobb versenyképességért

Az erős falú LED-lencsék gyártásához az ENGEL két dupla típusú injection molding gépet kötött össze a Chinaplas-en. (Kép: ENGEL)

A vastag falú lencsék gyártásánál fontos, hogy magas optikai minőséget és magas gyártási hatékonyságot egyaránt elérjünk. Az ENGEL külső hűtéses többréteg-technológiája teszi lehetővé ezt a bravúrt. (Kép: ENGEL)

Az iQ súlyszabályozás kiegyenlíti a folyamat ingadozásait még mielőtt selejt keletkezne. Az intelligens asszisztens rendszer elektromos és hidraulikus injection molding gépekhez egyaránt rendelkezésre áll. (Kép: ENGEL)

A szabad hozzáférés az e-victory fröccsöntő gép szerszámkamrájához lehetővé teszi a pipettahüvelyek gyártásánál, hogy az automatizálás különösen közel kerüljön a záróegységhez. (Kép: ENGEL)

A szabad hozzáférés az e-victory fröccsöntőgép szerszámkamrájához lehetővé teszi a pipettahüvelyek gyártásánál, hogy az automatizálás különösen közel kerüljön a záróegységhez. (Kép: ENGEL)

Mivel a pipettázóhegyeket teljesen automatizált elemző rendszerekben használják, a reprodukálható alkatrészminőség a legnagyobb prioritással bír. (Kép: ENGEL)

Mivel a pipettahüvelyek teljesen automata elemző rendszerekben kerülnek felhasználásra, a reprodukálható alkatrészminőség a legnagyobb prioritást élvezi. (Kép: ENGEL)

„Innováció a jövő kulcsa” – ezzel a mottóval kerül megrendezésre a Chinaplas 2018, 2018. április 24-27. között Sanghajban. Az, hogy az innovatív fröccsöntési technológiákkal hogyan lehet növelni a versenyelőnyt, és ezáltal biztosítani a jövőképeséget, az ENGEL számos izgalmas alkalmazás és technológiai bemutató révén mutatja be standján. Amikor igényes termékekről van szó, az osztrák székhelyű fröccsöntőgépeket és rendszermegoldásokat gyártó cég a kedvelt felszerelők közé tartozik az ázsiai műanyagfeldolgozók körében.

A Chinaplas 2018 a növekedés jegyében áll „A beruházási kedv Kínában új magasságokba emelkedett” – mondja Gero Willmeroth, az ENGEL Machinery Shanghai értékesítési és szervizigazgatója az ázsiai legnagyobb műanyagkiállítás előtt. „A Chinaplas további lendületet ad ennek a fejlődésnek.” Nem utolsósorban a helyi műanyag alkatrészgyártók közötti növekvő verseny nyomásának köszönhető ez a pozitív irány. A beruházások a géppark modernizálásába, valamint új technológiákba történnek, amelyek magasabb gyártási hatékonyságot és termékminőséget eredményeznek.

Vastagfalú lencsék gazdaságos fröccsöntése

A ENGEL standján az Automotive szekcióban a folyamatinnovációk irányába mutató trendeket tükröző kiállítási terület található. Ez az első alkalom, hogy az ENGEL egy összetett többkomponensű folyamatot mutat be láncolt fröccsöntőgépekkel a Chinaplasen. Két duo fröccsöntőgépen LED-lencsék készülnek PMMA-ból, 22 mm vastagságban, járműfényszórókhoz.

Egyre gyakoribb, hogy magas minőségű optikai alkatrészeket készítenek műanyagból. A polimerek könnyebbek, mint az üveg, és nagyobb szabadságot adnak a terméktervezőknek. A kihívás azonban az, hogy magas optikai minőséget és magas gyártási hatékonyságot egyesítsenek. Az ENGEL által kifejlesztett és szabadalmaztatott többrétegű technológia külső hűtéssel pontosan ezt a kihívást oldja meg.

Először egy előfröccsöntött mintát hoznak létre, majd ugyanazon anyag további rétegeivel vonják be. A túlfröccsözéssel kiegyenlíthetők a felületi hibák, és így magas optikai minőség érhető el. A fénytechnikai vizsgálatok kimutatták, hogy a rétegek közötti határfelületek nem befolyásolják a fénytechnikai teljesítményt és funkciót.

Mivel a hűtési idő a falvastagság négyzetével növekszik a fröccsöntés során, a többrétegű technológia különösen vastag falú alkatrészek gyártásánál növeli jelentősen a hatékonyságot. Több vékony réteg gyorsabban hűl össze, mint egy vastag. Emellett, ha a lencse alaptestét a hűtéshez a szerszámból kivonják, az ciklusidőt tovább rövidíti. A levegőn történő hűtés hosszabb, mint a szerszámban, de nem számít bele a ciklusidőbe.
A Chinaplasen a lencse alaptesteket egy duo 1060/400 fröccsöntőgépen készítik, egy négyes szerszámon. Az integrált easix robotkar a gyártócellában kivonja a négy alkatrészt, és átadja őket egy külső hűtőállomásnak. Innen a robot egyszerre négy, már megfelelően lehűtött előfröccsöntött mintát vesz fel, és továbbítja azokat a 4+4 szerszámú, forgótárcsás, többkomponensű géphez, a duo 600H/600H/500 combi géphez. Ott egymás után két további PMMA réteget fröccsöntenek, mielőtt az easix kivenné a kész lencséket. A ciklusidő jelentősen 3 percen belül van, pedig az előfröccsöntött minták körülbelül 30 percig hűlnek. A hűtési időt a külső hűtőállomás hűtési pozícióinak számával lehet szabályozni.

A standard fröccsöntőgép és egy kétkomponensű gép láncolása rendkívül nagy gyártási rugalmasságot jelent. Mindkét gép függetlenül is más szerszámokkal működtethető.

Az ENGEL a kiállítást rendszerpartnereivel, többek között a Skymould (Ningbo/Kína), HRSflow (San Polo di Piave/Olaszország), Innolite (Aachen/Németország), Opsira (Weingarten/Németország) és Gimatic (Sanghaj/Kína) cégekkel közösen valósítja meg. A robotok és saját fejlesztésű folyamattechnológiák mellett az ENGEL globális hálózatot épített ki, hogy más perifériás egységeket és szerszámokat is integrálhasson. „Magyarországon erős partnereink vannak, akik jól ismerik a helyi feldolgozók igényeit, és a legjobb megoldásokat kínálják” – mondja Willmeroth. „A helyi beszállítókkal való együttműködés révén magas költséghatékonyságot tudunk garantálni, és röviden tartjuk a szállítási időt az egész berendezésre.”

Innovatív könnyű szerkezetű koncepciók egy kézből

A járműiparban a kisebb alkatrészsúly elérésére irányuló anyaghelyettesítés Kínában is fontos trend. Az elektromos járművek térnyerése folyamatos. Az ázsiai feldolgozók négy fő területre összpontosítanak: PMMA-ből készült LED-lencsék, polykarbonát burkolóelemek, habfröccsöntés és kompozit anyagtechnológiák.

A kompozit technológiák számára az ENGEL saját szakértői sarkot szentel standján. Az osztrák könnyűszerkezetű kompozitok technológiai központjában a gépgyártó partnerekkel és egyetemekkel együttműködve különösen gazdaságos összekapcsolási eljárásokat fejlesztenek, amelyek felgyorsítják a kompozit technológiák sorozatgyártásba való bevezetését az autóiparban. Az HP-RTM, SMC feldolgozástól a termoplasztikus félkésztermékek, például organoblechek és tape-k feldolgozásán át a reaktív termoplasztikus technológiákig, mint az in-situ polimerizáció (T-RTM), az ENGEL fejlesztői minden jelenleg jövőbe mutató technológiával foglalkoznak, és már több nemzetközi mérföldkövet értek el. Az ENGEL magas szintű automatizálási és rendszermegoldási kompetenciája minden esetben a siker kulcsa volt. A v-duo gépcsaládot pedig kifejezetten a kompozit ipar igényeihez fejlesztették ki.

Folyékony szilikon utófeldolgozásmentesen

A elektromobilitás nemcsak új feldolgozási eljárásokat, hanem új szerkezeti megoldásokat is igényel. Az elektromos járművekhez többféle kábelátvezető tömítésre van szükség, mint a belső égésű motorral szerelt járművekhez. A Chinaplasen az ENGEL folyékony szilikonból (LSR) készült kábelátvezető tömítéseket gyárt, amelyek finom szerkezetűek. Az extrém alacsony viszkozitású LSR pontos és gazdaságos feldolgozásához egy holnélküli e-victory 50/80 fröccsöntőgépet használnak, elektromos injektáló egységgel. A szabadalmaztatott Force-Divider rendszer biztosítja, hogy a holnélküli fröccsöntőgépeknél a mozgó szorítóasztal a szerszámhoz pontosan igazodjon a záróerő felépítése közben, és az egyenletesen oszlassa el a záróerőt a felületen. Így minden üreget ugyanakkora erővel tartanak, ez biztosítja az egyenletes összenyomást és a magas, állandó minőségű alkatrészeket. „Csak a szálkamentes, utófeldolgozás nélküli gyártás teszi lehetővé, hogy a folyékony szilikonból készült high-tech alkatrészek gazdaságosan készüljenek fröccsöntéssel” – hangsúlyozza Willmeroth. A folyékony szilikon egyre gyakoribb Kínában. A tömítéseken túl egyre több mikroméretű alkatrészt is gyártanak, például mobiltelefonokban vagy orvostechnikai eszközökben alkalmazva holnélküli ENGEL gépeken LSR-ből.

Az ENGEL a folyékony szilikon feldolgozást partnere, az Elmet Elastomere Production and Service GmbH (Oftering, Ausztria) segítségével mutatja be. Ebben az alkalmazásban az Elmet 4-üreges szerszámot és az LSR adagoló berendezést szállítja, amely a CC300 vezérlőbe integrálva működik.

Klaszter nélküli tisztatéri megoldás a legkisebb helyen

Az ENGEL a Medical szekcióban is bemutat egy újdonságot. Első alkalommal mutatnak be egy magas szintű integrációval rendelkező gyártócellát pipettaszúnyagok tisztatéri gyártására. Ez a kiállítási tárgy szintén európai-kínai együttműködés eredménye. Az ENGEL, a Waldorf Technik (Engen, Németország) és a Wellmei Mold (Dongguan, Kína) szakértelmét és tapasztalatát összefogva olyan rendszermegoldást alakítottak ki, amely pontosan megfelel a kínai feldolgozók speciális igényeinek.

Mivel a pipettaszúnyagokat az orvosi diagnosztikában teljesen automatizált analizáló rendszerekben használják, a reprodukálható alkatrészminőség a legfontosabb. Ugyanakkor tömegtermékként különösen nagy költségnyomás alatt állnak. Egy stabil folyamat és magas gazdaságosság egyesítéséhez a rendszerpartnerek egy holnélküli e-victory fröccsöntőgépet integrálnak a Wellmei 32-lyukas precíziós szerszámmal és a Waldorf Technik magas sebességű automatizálásával, rendkívül kompakt helyen. A szerszámtérhez való könnyű hozzáférés lehetővé teszi, hogy az automatizálás közel kerüljön az e-victory gép záróegységéhez.

Az elektromos injektáló egység rendkívül magas precizitást biztosít a műanyag olvadék befecskendezése során. Az iQ weight control rendszer pedig kompenzálja a környezeti változásokat és az alapanyag ingadozásait, az injektálási folyamat során valós időben elemzi a nyomásváltozást, és összehasonlítja az értékeket egy referencia ciklussal. Minden lövésnél az injektálási profil, a váltópont és a nyomásprofil automatikusan igazodik a pillanatnyi körülményekhez, így az összesített olvadék mennyisége állandó marad a gyártás során. Ez proaktívan megakadályozza a selejt keletkezését.

Az automatizálás ebben az alkalmazásban egy további kulcs a folyamatos magas alkatrészminőséghez. A Waldorf Technik által kifejlesztett automatizálási megoldás a fröccsöntési ciklus során 32 pipettaszúnyagot vesz ki a szerszámból, és 96 darabos csoportokat helyez el tiszta rekeszekbe. Minden 18 másodpercben 96 pipettaszúnyagot szállít ki a tisztatéri gyártócellából.

Gyakorlatban a későbbi lépések, például a minőségellenőrzés vagy a csomagolás, egyre gyakrabban közvetlenül a fröccsöntés után következnek. A különböző downstream folyamatokat képviselve a Chinaplasen egy kollaboratív robot, a Rethink Robotics Sawyer típusú, veszi fel a megtöltött rekeszeket a gyártási folyamat végén. A kollaboratív robot különlegessége, hogy nincs szüksége védőburkolatra, és biztonságosan dolgozhat az alkalmazottak mellett.

inject 4.0: Állandó minőség szakértői tudás nélkül

Az intelligens segédrendszerek, például az iQ weight control segítségével az ENGEL különösen könnyen teszi lehetővé, hogy ügyfelei szakértői tudás nélkül is biztosítsák a folyamatos magas alkatrészminőséget. Az iQ rendszerek folyamatosan elemzik a folyamatkritikus paramétereket, és automatikusan finomhangolják azokat lövésről lövésre. Ennek eredményeként egy önoptimalizáló fröccsöntőgép jön létre.

A gépvezérlés egyre intelligensebbé válása a smart factory, azaz az ipar 4.0 célkitűzéseinek egyik alapvető jellemzője. Emellett a gyártási rendszerek hálózatba kötése és a gép-, folyamat- és gyártási adatok rendszeres felhasználása növeli a termelékenységet, a minőséget és a rugalmasságot. Az ENGEL a „inject 4.0” név alatt már ma is kínál egy sor kiforrott és a gyakorlatban sokszor bizonyított terméket és megoldást a fröccsöntés digitalizációjára és hálózatba kötésére, amelyek egyedül vagy egy átfogó digitalizációs stratégia részeként is nagy hasznot hoznak. „Lépésről lépésre a smart factory felé – ez ügyfeleink stratégiája” – mondja Willmeroth.

Az ENGEL az inject 4.0 logók gyártásával, egy holnélküli, teljesen elektromos e-motion 80 TL fröccsöntőgépen keresztül mutatja be az inject 4.0 megoldások nagy potenciálját. A gép CC300 vezérlőjében szimulálhatók a változó folyamatfeltételek, így követhető az intelligens segédrendszerek automatikus újrahangolása a kijelzőn. Míg az iQ weight control az injektált olvadék mennyiségét tartja állandóan a teljes folyamat során, az iQ clamp control kiszámítja a szerszám záróerejét, hogy megtalálja és automatikusan beállítsa az optimális záróerőt. „Az önmagát optimalizáló fröccsöntőgéppel különösen egyszerűvé tesszük a feldolgozók számára, hogy kiaknázzák a gépek és technológiák teljes hatékonyságát és minőségét” – mondja Gero Willmeroth. „Az első iQ-s gépek már működnek Kínában.”

ENGEL a Chinaplas 2018-on: 5.1 csarnok, E71 stand