Inteligentne rozwiązania systemowe dla większej przejrzystości, bezpieczeństwa i wydajności

Na w pełni elektrycznej maszynie wtryskowej e-motion 170/110 T ENGEL na swoim stoisku ENGEL produkuje w pełni zautomatyzowaną produkcję interdentalnych szczoteczek do zębów. (Zdjęcie: ENGEL) / W stoisku W3303 ENGEL będzie produkować jednokomponentowe interdentalne szczoteczki, w pełni zautomatyzowane na w pełni elektrycznej maszynie wtryskowej e-motion 170/110 T. (Obraz: ENGEL)

Technologia produkcyjna opracowana przez ENGEL we współpracy z Hack Formenbau i Hekuma umożliwia pełne formowanie do 500 włosków w procesie jednoskładnikowym. (Zdjęcie: ENGEL)

Technologia produkcyjna opracowana przez ENGEL we współpracy z Hack Formenbau i Hekuma umożliwia pełne formowanie do 500 włosków w jednym procesie składanym. (Zdjęcie: 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)

Zintegrowane z kontrolerem CC300 maszyny wtryskowej e-motion systemy wsparcia iQ kompensują w czasie rzeczywistym wahania procesu. (Zdjęcie: ENGEL)

Najwyższa jakość i najwyższa wydajność – że to nie jest sprzeczność, potwierdza ENGEL na NPE2018 od 7 do 11 maja w Orlando, Floryda, prezentując szeroki wachlarz fascynujących zastosowań wtryskarek. Aby zapewnić swoim klientom w branżach motoryzacyjnej, telekomunikacyjnej, technicznej formowania, opakowań i medycznej przewagę konkurencyjną, producent maszyn wtryskowych i rozwiązań systemowych stawia na innowacyjne technologie, dostosowane koncepcje produkcji i inteligentne sterowania.

Od pojedynczych maszyn wtryskowych po wysoko zintegrowane komórki produkcyjne, ENGEL dostarcza rozwiązania szyte na miarę dla przemysłu wtryskowego. Opracowywanie rozwiązań dostosowanych do potrzeb klienta wymaga więcej niż tylko wiedzy technologicznej. Chodzi o dokładne zrozumienie indywidualnych wymagań klientów i ich efektywną realizację. ENGEL skupia swoją wiedzę branżową w pięciu jednostkach biznesowych, i to nie tylko w głównej siedzibie w Austrii. Trzy lata temu ENGEL Machinery Inc. z siedzibą w York, Pensylwania, powołał własnych kierowników jednostek biznesowych dla Ameryki Północnej, od tego czasu nieustannie wzmacniając swoją lokalną wiedzę branżową i zdolności techniczne. „Opinie naszych klientów są bardzo dobre. Najnowsze sukcesy potwierdzają, że obraliśmy właściwą drogę”, mówi Mark Sankovitch, dyrektor generalny ENGEL w USA, przed NPE2018. „Możemy jeszcze szybciej reagować na wymagania i oczekiwania naszych klientów w różnych branżach oraz jeszcze skuteczniej wspierać ich w rozwiązywaniu indywidualnych wyzwań. Jako dostawca systemów coraz częściej towarzyszymy naszym klientom przez cały cykl życia maszyn i urządzeń – dokładnie ten trend odzwierciedla nasza nowa struktura.”

Od motoryzacji po techniczne formowanie i telekomunikację, aż po medyczną i opakowania, każda branża ma swoje specyficzne wymagania, choć ogólne trendy są takie same. Integracja procesów i automatyzacja zyskują w Ameryce Północnej coraz większe znaczenie. Jednocześnie tematy digitalizacji i sieciowania stają się coraz bardziej istotne dla przetwórców. Wspólnie te trendy prowadzą do wyższej jakości, efektywności i rentowności, ale także do zwiększonej złożoności procesów produkcyjnych. „Jako dostawca systemów zapewniamy, że nawet skomplikowane procesy można łatwo i bezpiecznie opanować”, mówi Sankovitch. „Eksponaty na naszym stoisku to wyraźnie pokazują.”

Motoryzacja: wysokiej jakości komponenty wnętrza przy niskich kosztach jednostkowych

Po raz pierwszy w Ameryce Północnej ENGEL prezentuje na swoim stoisku w pełni zautomatyzowaną, zintegrowaną komórkę produkcyjną do procesu DecoJect. Technologia łączy wtrysk i IMG (In-Mould Graining), otwierając nowe możliwości dla produkcji wysokiej jakości komponentów do wnętrza samochodów. W odróżnieniu od tradycyjnych metod IMD (In-Mould Decorating), gdzie lakier jest przenoszony z folii na element, folia jest wycinana i pozostaje na elemencie. W ten sposób oprócz koloru i wzoru, w grę wchodzi również struktura powierzchni i odczucie w dotyku. Jednocześnie znacznie zwiększa się odporność powierzchni na zarysowania. „Decoject daje nam także bardzo opłacalną możliwość podnoszenia walorów wizualnych elementów w małych seriach i harmonizacji powierzchni we wnętrzu pojazdu”, podkreśla Larry Alvey, kierownik jednostki biznesowej Automotive ENGEL w Ameryce Północnej.
Podczas NPE ENGEL będzie produkować na maszynie duo 5160/1000 elementy drzwiowe do samochodów, które będą miały różne struktury powierzchni: od wyrafinowanego wykończenia skóry z przeszyciami, po nowoczesny wygląd w stylu karbonu. Folie DecoJect zostały opracowane przez Benecke-Kaliko, członka grupy Continental, z siedzibą w Hanowerze, Niemcy.

Aby rozpocząć proces, folia z rolki jest wciągana do otwartego narzędzia, podgrzewana przez promiennik IR zamocowany na chwytaku robota i formowana bezpośrednio w formie wtryskowej za pomocą próżni. Zaraz potem folia jest wtryskiwana z polipropylenu i wycinana, zanim robot pobierze element i przeniesie go do zintegrowanej stacji laserowej do precyzyjnego wykończenia. Co 60 sekund z komórki wychodzi gotowy do montażu element. Zmiana projektu wymaga tylko kilku minut na wymianę rolek folii, co sprawia, że koszty jednostkowe nie wzrastają. Aby dodatkowo zaoszczędzić surowiec, stosowana jest technologia piankowego wtrysku MuCell firmy Trexel (Wilmington, MA, USA). Pozostałe firmy partnerskie zaangażowane w projekt to Georg Kaufmann Formenbau (Szwajcaria), Galvanoform Gesellschaft für Galvanoplastik (Niemcy), HRSflow (Włochy), ICO SYSTEM international coating (Niemcy) i Borealis (Austria).

Wysoka automatyzacja ENGEL odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu opłacalności i elastyczności tego procesu. Podgrzewanie folii i wyjmowanie elementów z formy realizuje robot ENGEL viper Linear. Dodatkowo, robot ENGEL easix z ramieniem przegubowym, wraz ze stacją laserową do precyzyjnego wykończenia folii, jest zintegrowany w easiCell, umieszczonej bezpośrednio obok jednostki zamykającej maszynę wtryskową. Dzięki standaryzowanej i modułowej konstrukcji, automatyzacja opracowana przez ENGEL umożliwia bardzo oszczędną przestrzennie integrację robotów oraz jednostek procesów poprzedzających i następujących po wtrysku. Dodatkowo, znacząco upraszcza to złożoność aplikacji. Cały proces można obsługiwać za pomocą sterownika CC300 maszyny wtryskowej. Ujednolicona logika obsługi we wszystkich komponentach komórki produkcyjnej sprawia, że operator maszyny może łatwo, bez specjalnego szkolenia, bezpiecznie opanować zintegrowany proces.

Medyczna: interdentalne szczoteczki w technologii one-shot

Wysoki poziom integracji wyróżnia także prezentowaną w Orlando aplikację medyczną. Na w pełni elektrycznej maszynie e-motion 170/110 T w wersji czystego pomieszczenia czystego, produkowane są interdentalne szczoteczki typu „scrub!”, opracowane przez firmę pheneo (Niemcy). Do 500 włosków jest formowanych bezpośrednio w jednym wtrysku razem z rdzeniem i powierzchnią chwytu. Wysokiej precyzji narzędzie do produkcji włosków z ośmioma komorami pochodzi od Hack Formenbau (Niemcy), a automatyzację zapewnia firma Hekuma z Niemiec. Prezentowana jest w pełni zautomatyzowana komórka produkcyjna w modularnym systemie HEKUflex od Hekuma. Bezpośrednio po wtrysku elementy są kamerowo sprawdzane i pakowane po 16 sztuk do torebek sprzedażowych. Co 4 sekundy z komórki wychodzi gotowa do sprzedaży paczka.

„Dzięki wysokiej integracji procesu produkcyjnego i realizacji w technologii one-shot, wyprzedzamy pod względem efektywności produkty i metody już obecne na rynku”, wyjaśnia Jon Kelm, kierownik jednostek biznesowych Medical i Packaging ENGEL w Ameryce Północnej. „Zazwyczaj interdentalne szczoteczki składają się z trzech komponentów – powierzchni chwytu, siatki drucianej i filamentów – które są produkowane w oddzielnych, niezależnych procesach. Nasze rozwiązanie eliminuje te etapy i dodatkowo zmniejsza logistyczne koszty.”

Przy masie końcowej zaledwie 1,93 grama, wypełnienie w pełni ośmiu komór o bardzo delikatnych strukturach stawia wysokie wymagania nie tylko dla narzędzia, ale także dla precyzji i powtarzalności maszyny wtryskowej. ENGEL ma na to dwie odpowiedzi: po pierwsze, w pełni elektryczną, wysokowydajną maszynę e-motion, a po drugie, inject 4.0. Pod hasłem inject 4.0 ENGEL łączy oprogramowanie do cyfryzacji i sieciowania procesów produkcyjnych, takie jak inteligentne systemy asystujące z rodziny iQ, które wykrywają i automatycznie kompensują wahania warunków otoczenia i surowca, zanim powstanie odpad. Odwiedzający NPE mogą na żywo śledzić w sterowniku CC300, jak iQ weight control analizuje przebieg ciśnienia podczas wtrysku, dostosowując je do aktualnych warunków, zarówno punkt przełączania, jak i profil wtrysku czy ciśnienie końcowe. Równocześnie iQ clamp control, opierając się na odczycie oddechu narzędzia, automatycznie ustawia optymalną siłę zamknięcia. Trzecim systemem asystującym jest iQ flow control, który reguluje różnice temperatur w poszczególnych obwodach rozdzielczych narzędzia oraz moc pomp w urządzeniach grzewczych, zapewniając stałe warunki temperaturowe i obniżając zużycie energii. „Dzięki inteligentnym systemom asystującym maszyna wtryskowa stale się optymalizuje”, wyjaśnia Kelm. „Dzięki temu nawet operatorzy z niewielkim doświadczeniem mogą osiągać optymalne wyniki.”

Telekomunikacja: konsekwentna integracja procesów zwiększa konkurencyjność

W branży telekomunikacyjnej często chodzi o elementy z tworzywa sztucznego i metalu w strukturze kompozytowej. ENGEL udowadnia na NPE, że także dla tego wyzwania opracowuje precyzyjne rozwiązania, czego przykładem jest produkcja obudów termostatów. Wszystkie etapy, od wycinania kontaktów po kontrolę i znakowanie gotowych elementów elektronicznych, odbywają się w pełni zautomatyzowanym procesie. Surowiec do miedzianych płyt nośnych jest podawany bezpośrednio z rolki i inline wycinany z gwintem. Gwint jest formowany serwoelektrycznie, a następnie płytki są wtryskiwane z włóknem szklanym w maszynie ENGEL insert 60V/35 z jedną formą wtryskową. Kontrola jakości odbywa się również inline. Oprócz kontroli kamerowej, w narzędziu zintegrowano test wysokiego napięcia, gwarantujący 100-procentową kontrolę zwarć już podczas produkcji. Aby zapewnić pełną identyfikowalność, części są oznaczane laserowo przed usunięciem kanałów i rozdzielaczy, a gotowe elementy odcinane od taśmy. Co 20 sekund z komórki wychodzi osiem gotowych do montażu elementów.

Rozwiązanie produkcyjne ENGEL, opracowane wspólnie z partnerem MMS Modular Molding Systems (Austria), gwarantuje najniższe koszty jednostkowe i wysoką elastyczność. Dzięki modułowej budowie systemów MMS można w razie potrzeby dodawać kolejne moduły obróbki, np. do spawania oporowego czy laserowego, nitowania, montażu lub czyszczenia elementów. „Niezależnie od liczby modułów, cały proces można wizualizować i sterować za pomocą sterownika CC300 maszyny insert”, wyjaśnia Stefan Aberl, kierownik automatyzacji ENGEL w Ameryce Północnej. To znacznie redukuje złożoność i upraszcza obsługę całego procesu.”

Tradycyjnie, termiczne wyłączniki, na przykład do monitorowania silników elektrycznych w samochodach czy urządzeniach gospodarstwa domowego, są produkowane w skomplikowanych, wieloetapowych procesach. Zazwyczaj wycinanie i wtryskiwanie metalowych elementów odbywa się w różnych lokalizacjach, co wymaga dużego nakładu logistycznego i materiałowego, ponieważ konieczne jest uruchomienie dwóch niezależnych procesów. Szczególnie przy użyciu metali kolorowych jest to istotny czynnik kosztowy.

Opakowania: maksymalizacja wydajności produkcji

Najwyższa wydajność przy najlepszej jakości i najkrótszych cyklach: to wyzwanie, z którym codziennie mierzą się producenci zamknięć do napojów. Na NPE ENGEL prezentuje nowoczesne rozwiązanie do produkcji 26-mm zakrętek z oryginalnym taśmowym oznaczeniem z HDPE. Podczas rzeczywistych warunków produkcyjnych komórka pracuje przez pięć dni targowych z cyklem około 2 sekund, wyróżniając się także doskonałą efektywnością energetyczną i najwyższą powtarzalnością procesu.

Serce zintegrowanego rozwiązania stanowi w pełni elektryczna maszyna wtryskowa e-cap 2440/420 US, wyposażona w narzędzie z 96 formami od z-moulds (Austria). ENGEL integruje do systemu peryferia, w tym system suszenia powietrza od Eisbär Trockentechnik (Austria) oraz system kontroli optycznej od Intravis (Niemcy).

Aby połączyć minimalne zużycie energii z wybitną powtarzalnością i precyzją procesu, ENGEL sięga po w pełni elektryczne, wysokowydajne maszyny z serii e-cap, specjalnie opracowane do tego segmentu rynku. Dzięki mocnym serwo napędom, maszyny e-cap zapewniają wymaganą plastyfikację nawet przy użyciu wysokowytrzymałych materiałów HDPE o MFI poniżej 2, a nawet 1 g/10 min. „Pod względem geometrii, zamknięcia napojów osiągnęły swoje minimum lekkiego designu”, wyjaśnia ekspert ds. opakowań Jon Kelm. „Stawiają one wyższe wymagania wobec precyzji i powtarzalności maszyn wtryskowych niż kiedykolwiek wcześniej.” Pomimo imponującej wydajności, maszyna e-cap zużywa bardzo mało energii i wody chłodzącej nawet przy szybkim cyklu. Zwiększona siła wypychacza i wzmocniony napęd zamknięcia zapewniają bardzo krótkie czasy cyklu.

Najwyższa wydajność dla cienkościennych pojemników

Ogólnie, ENGEL packaging jest obecny na NPE2018 z dwoma zintegrowanymi komórkami produkcyjnymi. Campetella Robotic Center z Włoch produkuje na swoim stoisku (Hala Południowa, stoisko S27009) cienkościenne kubki na liniach w pełni elektrycznych maszynach ENGEL e motion 740/240 T US w narzędziu od Fostag (Szwajcaria). Kubki są pobierane z formy za pomocą szybkiej automatyzacji i od razu pakowane po wytłoczeniu.

Przy cyklach poniżej 3 sekund i prędkościach wtrysku powyżej 500 mm na sekundę, w pełni elektryczne maszyny z serii e-motion coraz częściej są wykorzystywane do produkcji cienkościennych pojemników. Zamknięty system dla ramienia typu knee-jerk i śruby zapewnia optymalne i czyste smarowanie wszystkich ruchomych elementów maszyny, spełniając wysokie wymagania czystości w przemyśle spożywczym.

Techniczne formowanie: zaawansowane soczewki LED z ciekłego silikonu

W strefie wystawowej Techniczne Formowanie ENGEL na NPE2018 głównym tematem jest zaawansowana obróbka ciekłego silikonu (LSR). Na maszynie wtryskowej e-victory 310/120 US z zintegrowanym robotem viper 40 wytwarzane są soczewki do reflektorów LED w narzędziu dwukomorowym od ACH solution (Austria). Elementy te reprezentują szeroki zakres zastosowań. Od systemów oświetleniowych do samochodów, przez oświetlenie budynków, po oświetlenie uliczne, LSR zyskuje na znaczeniu w produkcji wysokiej jakości systemów LED.

Za ich wyjątkowymi właściwościami stoją unikalne cechy. Przezroczysty LSR ma niższy indeks żółknięcia niż tradycyjne materiały soczewek, jest odporne na UV i stabilne w szerokim zakresie temperatur od -20 do +150 °C. Dodatkowo, nawet skomplikowane geometrie soczewek można efektywnie i powtarzalnie odzwierciedlić wtryskiem.

ENGEL posiada na świecie dużą wiedzę na temat projektów LSR w różnych branżach i dlatego jest jednym z preferowanych partnerów przemysłu oświetleniowego przy wprowadzaniu na rynek nowego materiału soczewkowego. To pierwszy raz, gdy ENGEL prezentuje produkcję soczewek z LSR na targach.

„Warunkiem ekonomicznej produkcji zaawansowanych produktów z ciekłego silikonu są zautomatyzowane procesy oraz wysoka precyzja i stabilność procesu wtrysku”, wyjaśnia Steve Broadbent, odpowiedzialny za projekty elastomerowe w technice aplikacyjnej ENGEL w Ameryce Północnej. „Dzięki bezramowemu układowi zamknięcia maszyna e-victory z elektrycznym układem wtryskowym jest do tego idealnie przystosowana.” Dostęp do przestrzeni narzędziowej jest prosty, co ułatwia ustawianie i utrzymanie procesu. Ponieważ można w pełni wykorzystać powierzchnię mocowania formy, duże narzędzia soczewkowe, które są złożone z wielu elementów, mieszczą się na stosunkowo małej maszynie o sile zamknięcia 120 ton. Dodatkowo, robot bez konieczności obejścia krawędzi formy może bezpośrednio od strony formy dotrzeć do komory i wymaga mniej miejsca na wysokości.

Bezrękowe maszyny wtryskowe ENGEL wyróżniają się doskonałą równoległością powierzchni mocowania formy. Patent Force Divider zapewnia, że ruchoma powierzchnia mocowania formy podczas zamknięcia dokładnie podąża za formą, a siła jest równomiernie rozłożona na powierzchni. Dzięki temu niezawodnie zapobiega się powstawaniu odpadów z bruzdowania, nawet przy niskowiskoznych materiałach, takich jak LSR. Elementy są gotowe do użycia bez konieczności dalszej obróbki zaraz po wyjściu z formy.

ENGEL realizuje to rozwiązanie high-tech wspólnie z partnerem. Zarówno narzędzie, jak i system dozowania zostały opracowane i wyprodukowane przez ACH solution, przy czym w narzędziu zastosowano nową elektryczną regulację dyszy ServoShot.

Jako dostawca systemów, ENGEL integruje wszystkie komponenty komórki produkcyjnej LSR w jeden wspólny system sterowania, co umożliwia ustawianie i kontrolę całego procesu, w tym dozowania LSR i obsługi, za pomocą panelu operatorskiego maszyny wtryskowej.

Bezpieczne opanowanie procesów LSR dzięki technologii bezramowej ENGEL

NPE2018 potwierdza pozycję lidera ENGEL i maszyn bezramowych w obróbce LSR. Na targach prezentowane są cztery aplikacje z LSR na maszynach ENGEL, z czego trzy to maszyny bezramowe. W hali Sąd, stoisko S24179, na hydraulicznej maszynie victory 200/120 w narzędziu czterokomorowym od Wacker Silicones (Niemcy) produkowane są podkładki pod kubki. Kolejna bezramowa aplikacja działa na maszynie victory 200/55 na stoisku firmy Burteck z Windsor, CT, USA, w hali Sąd. W hali Sąd, stoisko S20125, firma Shin-Etsu Silicones z Akron, Ohio, produkuje na w pełni elektrycznej maszynie e mac 170/55 w narzędziu od Roembke z Indiana okulary korekcyjne z optycznego LSR.