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Aug 21, 2023

Wie effektiv ist Ihr Formensicherheitssystem?

ActiveProtect von Sumitomo (SHI) Demag Da einige High-End-Multikavitäten

ActiveProtect von Sumitomo (SHI) Demag

Angesichts der Tatsache, dass einige hochwertige Mehrkavitätenformen für Automobil- und Medizinteile mehr als 500.000 £ (554.000 US-Dollar) kosten können, sind Formwerkzeuge nicht billig. Manche kosten sogar mehr als die Spritzgießmaschine selbst! Ein zuverlässiges Sicherheitssystem, das irreparable Schäden an diesen empfindlichen Werkzeugen verhindern kann, steht auf der Wunschliste jedes Formers.

Die Sicherheit der Form kann beeinträchtigt werden, wenn Komponenten nicht ordnungsgemäß ausgeworfen werden, wenn während der Produktion während der Schließ- und Öffnungssequenz ein Fremdkörper in die Form gelangt und wenn zu viel Schließkraft angewendet wird.

Sehr oft wird dem Schimmelschutz nicht die gebotene Aufmerksamkeit geschenkt. Dies kann zum Teil auf die Komplexität des Systemaufbaus zurückzuführen sein, der ein gewisses Maß an Fachwissen erfordert, insbesondere im Hinblick auf das Verständnis der Klemmkräfte. Darüber hinaus bieten nur wenige Spritzgussanbieter aktive Formensicherheitslösungen an, die ein Hindernis erkennen und sofort darauf reagieren können.

Sumitomo (SHI) Demag bietet seinen Kunden eine Reihe von Optionen, die von den neuesten High-Tech-Maschinen, vollelektrischen Maschinen bis hin zu hydraulischen Maschinen und allem dazwischen reichen.

Typischerweise verwenden Maschinenlieferanten Messungen des Motordrehmoments oder der Zugstangenbelastung, um den Formzustand an elektrischen Maschinen zu messen. Sumitomo (SHI) Demag ist nach wie vor das einzige bekannte Unternehmen, das ein Werkzeugsicherheitssystem mit hochauflösenden Sensoren anbietet, die in das Kniehebelsystem selbst integriert sind, behauptet der britische Geschäftsführer Nigel Flowers. Diese Sensoren sind in der Nähe des Krafteinleitungspunkts positioniert und mit dem NC5-Maschinensteuerpult verbunden, um Änderungen in der Kraftsignatur während der Schließsequenz der Form zu erkennen und zu übertragen.

Das zum Active-Sortiment des Unternehmens gehörende Sensor-Sicherheitssystem „activeProtect“ ist standardmäßig verfügbar und kann bei Maschinen mit dynamischen Servoantrieben nachgerüstet werden. Dazu gehören die vollelektrischen IntElect-Modelle des Unternehmens und die schnelltaktende El-Exis SP-Reihe.

Zusätzlich zur Sicherheit

Bei diesen Maschinen befindet sich der hochauflösende Sensor am ersten Glied direkt hinter der beweglichen Aufspannplatte auf der Außenseite. Die Positionierung des Sensors nahe am Krafteinleitungspunkt hat den Vorteil, dass selbst kleinste Zug- oder Druckdehnungen gemessen werden. Dies bedeutet, dass jeder Zustand, der dazu führen kann, dass die eingestellte Formsicherheitskraft überschritten wird, sofort behoben wird.

Nigel erklärt: „Das von activeProtect erzeugte Signal ist so genau, dass es selbst kleinste Änderungen in Kraftmustern erkennen kann. Kraftwerte werden im Wandler in ein 0- bis 10-Volt-Signal umgewandelt, das sofort an das NC5-Betriebssteuerungssystem der Maschine übertragen wird.“ An diesem Punkt werden die tatsächlichen Werte von Schließkraft, Kolbengeschwindigkeit und Hub mit den Hauptberechnungen verglichen, sodass die Maschine reagieren und anhalten kann, bevor sich die Formflächen berühren. Es ist wie eine Kettenreaktion, bei der die gesamte Formsicherheitsentscheidung und -reaktion getroffen wird geschieht in weniger als 10 Millisekunden.“

Für zusätzlichen Werkzeugschutz wurde activeProtect nun um die Überwachung der Öffnungshübe erweitert. Dadurch wird sichergestellt, dass mechanische Formelemente, beispielsweise Ausschraubvorrichtungen, vor Beschädigungen geschützt werden.

Andere Technologie verfügbar

Darüber hinaus können Benutzer der IntElect-Maschinen von einer verbesserten Auswerfersteuerungstechnologie profitieren. Die neueste Weiterentwicklung von Sumitomo (SHI) Demag – der synchronisierte Auswerferbetrieb – sorgt dafür, dass sich die Komponenten nicht mehr in der Form befinden, bevor diese wieder geschlossen wird. Es verhindert nicht nur, dass herunterfallende Teile zerquetscht werden, sondern trägt auch dazu bei, Schäden an teuren Formwerkzeugen zu minimieren.

„In einer idealen Welt werden die Teile ohne Trägheit ausgeworfen und fallen in einer zentralen Linie aus dem Formraum. Für Benutzer hydraulischer Maschinen stellt dies keine große Herausforderung dar, da Kunststoffteile in einer Kaskade aus der Form fließen „-ähnlicher Wasserfall. Bei vollelektrischen Maschinen kann es schwierig sein, diesen konstanten Strom zu reproduzieren. Das liegt daran, dass man weniger Kontrolle darüber hat, wie und wohin die geformten Komponenten fallen, wenn die Kniehebelklemme schneller arbeitet als der Auswerfermechanismus.“

Durch den Einsatz dieser Technologie, die einen synchronen Betrieb von Form und Auswerfer ermöglicht, wird die Geschwindigkeit des Auswerfers an die Geschwindigkeit der Urform angepasst. Wenn die Formgeschwindigkeit verlangsamt wird, darf sich der Auswerfer nicht näher als 20 mm an die Form heranbewegen.

Die Wärmebildtechnik ist eine weitere Technik, mit der sich der optimale Punkt zum Auswerfen von Teilen aus der Form steuern lässt. Es kann auch dabei helfen, sicherzustellen, dass die Form vor dem Schließen der Form frei von Komponenten ist. Diese an der festen Platte der Maschine angebrachte Infrarottechnologie nutzt Wärme, um festzustellen, ob Teile aus den Hohlräumen ausgeworfen wurden.

Der Vorteil für viele besteht darin, dass die Wärmebildtechnik den Benutzern von Hybrid- und Hydraulikmaschinen eine Sicherheitslösung bietet. „Im Vergleich zu Bildverarbeitungssystemen macht die Wärmebildtechnik etwa ein Drittel der Investitionskosten aus. Darüber hinaus kann die Wärmebildtechnik auch zur Überwachung der Temperatur von Teilen und zur Dokumentation wichtiger Produktionsparameter eingesetzt werden“, bemerkt Nigel.

Hilfe zur Hydraulik

Für die große Anzahl von Formern, die immer noch ausschließlich hydraulische Maschinen verwenden, sind die Sicherheitssysteme konventionell und eingeschränkter. „Sollte ein Ereignis innerhalb einer Form in einer hydraulischen Maschine auftreten, wird die Schließphase fortgesetzt, wenn auch mit langsamerer Geschwindigkeit, und mit sanftem Druck in der Hoffnung, dass sie zum Stillstand kommt, bevor die Form durch die Verstopfung dauerhaft beschädigt wird.“ betont Nigel.

„Die Einstellung dieser Sicherheitsparameter hängt davon ab, dass Maschinenbediener über die Fähigkeiten und das Feingefühl verfügen, den Bereich im Schließhub zu identifizieren, in dem die Form am stärksten gefährdet ist“, fügt Nigel hinzu.

Typischerweise geschieht dies kurz bevor sich die beiden Formflächen berühren. Der Bediener stellt dann basierend auf dem Hydraulikdruckniveau eine langsamere Geschwindigkeit und Kraft ein. Ein Fehler kann zu längeren Zykluszeiten und damit zu einer geringeren Leistung führen.

Der passive Charakter dieses Sicherheitssystems ist sein größter Nachteil. Es beruht darauf, dass ein Bediener die Eigenschaften des Kniehebelsystems und den Zylinderdurchmesser schrittweise in den Hydraulikdruck umwandelt, um den wahrscheinlichsten Kollisionspunkt zu bestimmen. Wird dieses Druckniveau im weiteren Verlauf des Spannens überschritten, öffnet das System-Druckbegrenzungsventil und die Form stoppt.

Darüber hinaus muss das Sicherheitssystem den mechanischen Widerstand der Form (Wangen und Gleiter usw.) berücksichtigen und überwinden. Dies erfordert oft eine erhöhte Schließkraft, was wiederum zu Schäden an der Form führen kann.

Mit Maschinen der zweiten Generation wurde eine etwas ausgefeiltere Sicherheitsoption eingeführt. Ausgestattet mit Kniehebelspanntechnik und leistungsfähigeren Steuerungssystemen konnten Maschinen die Formposition aus der Traversenposition berechnen, indem sie ein Modell des Kniehebelsystems in der Steuerung speicherten. Mit diesem System wird eine konstante Kraft erreicht, indem der Druck entsprechend der Nähe der Platten zueinander angepasst wird.

„Angesichts der Tatsache, dass eine gut gewartete Präzisionsform, die 10-Sekunden-Zyklen ausführt, eine Lebensdauer von mehr als 10 Millionen Zyklen über fünf Jahre haben sollte, ganz zu schweigen vom Preis, den diese Werkzeuge verlangen, lohnt es sich, Ihrem Formsicherheitssystem die Aufmerksamkeit zu schenken, die es verdient“, schließt Nigel.

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