Spritzgießmaschine Geringster Platzbedarf bei maximalem Output

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Anlagenstellfläche und Energieverbrauch sind immer wichtigere Effizienzkennzahlen. Wie das funktioniert, will Engel auf der K 2022 vom 19. bis 26. Oktober präsentieren. Mit minimalem Footprint werden auf einer vollelektrischen Hochleistungsmaschine unter Reinraumbedingungen Probengefäße für die medizinische Diagnostik im Zweikomponentenspritzguss produziert.

Herzstück der Produktionszelle ist eine vollelektrische Engel E-Motion-160-Combi-M-Spritzgießmaschine. War die Combi-M-Bauweise von Engel bislang größeren Spritzgießmaschinen vorbehalten, präsentiert Engel im Oktober auf der K in Düsseldorf erstmalig eine Spritzgießmaschine mit nur 160 Tonnen Schließkraft mit einer horizontal drehenden Wendeplatte. In der Combi-M-Ausführung unterteilt die Wendeplatte den Schließbereich der Spritzgießmaschine in der Mitte, um zwei Werkzeuge parallel zu betreiben. Damit eignet sich die Combi-M-Technologie sowohl für den integrierten Zweikomponentenspritzguss als auch zur effizienten Verdoppelung des Outputs, wenn zwei baugleiche Werkzeuge aufgespannt werden. Die Combi-M-Maschinen sind im Standard mit zwei Spritzeinheiten ausgerüstet. Ein Spritzaggregat befindet sich auf der festen Werkzeugaufspannplatte, das zweite auf der beweglichen.

Maschinenstellfläche um mehr als 20 Prozent reduziert

Die Diagnostik-Komponenten, die Engel während der K 2022 auf seinem Messestand produziert, sind Zwei-Komponenten-Bauteile. In einem ersten Spritzgießschritt werden aus schwarz eingefärbtem Polycarbonat die Grundkörper, die zylindrische Hohlräume aufweisen, gespritzt. Dann dreht sich die Wendeplatte um 180 Grad, um im zweiten Spritzgießschritt mit transparentem Polycarbonat die Zylinder einseitig mit linsenförmigen Abdeckungen zu verschließen. Gleichzeitig wird auf der anderen Seite der Wendeplatte ein weiterer Satz Grundkörper produziert. Die beiden Werkzeuge mit jeweils 32 Kavitäten kommen von Hack Formenbau.

Vor allem beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen spart die Combi-M-Wendeplattentechnik Stellfläche ein. Ein vergleichbares 32-fach-Werkzeug mit vertikalem Drehteller hätte eine größere E-Motion-Spritzgießmaschine mit mindestens 280 Tonnen Schließkraft erfordert. Die Wendeplattentechnik reduziert in dieser Anwendung die Stellfläche der Spritzgießmaschine damit um mehr als 20 Prozent. Vor allem im Reinraum steigert dies die Kosteneffizienz. Hinzu kommt, dass die kleinere Maschine noch weniger Energie verbraucht.

Zusätzlich leistet die Automatisierung einen großen Beitrag zu den insgesamt sehr kompakten Außenmaßen der Produktionszelle. Verantwortlich hierfür ist die Compact Cell. Durch ihren standardisierten Aufbau macht die von Engel entwickelte Automatisierungszelle die Integration von unterschiedlichen Automatisierungskomponenten sowie weiteren Prozesseinheiten besonders einfach und ist dabei deutlich schmaler als eine Standard-Schutzumwehrung. Für die Herstellung der Diagnostik-Produkte auf der K arbeiten innerhalb der Compact Cell zwei Handling-Geräte im Duett. Ein Engel-Viper-20-Linearroboter entformt die Zweikomponentenbauteile und legt sie in Trays ab. Ein Engel-E-Pic-Pick-and-Place-Roboter schließt die vollständig bestückten Trays mit einer Zwischenlage ab, um sie in Boxen stapeln und über den ebenfalls integrierten Tray-Server ausschleusen zu können.

Intelligente Assistenz für validierte Prozesse

Die Digitalisierung ist im Reinraum angekommen – auch das macht das Exponat am Messestand von Engel deutlich. Die E-Motion-Combi-M-Spritzgießmaschine ist für die Herstellung der Zweikomponententeile mit einer ganzen Reihe intelligenter Assistenzsysteme aus dem Inject-4.0-Programm von Engel ausgerüstet. Darunter unter anderem IQ Weight Control, das Schwankungen des Einspritzvolumens und der Materialviskosität erkennt und noch im selben Zyklus innerhalb der validierten Grenzen automatisch ausgleicht, und IQ Flow Control, das für konstante Temperierverhältnisse sorgt, indem es Temperaturdifferenzen in den einzelnen Kühlkreisen auf einen Sollwert regelt. Darüber hinaus kann der Messebesucher IQ Process Observer live erleben. Das Besondere dieses Assistenzsystems ist, dass es nicht einzelne Arbeitsschritte des Spritzgießprozesses optimiert, sondern zu jeder Zeit den Gesamtprozess im Blick behält. Mehrere hundert Parameter werden gleichzeitig analysiert und qualitätsrelevante Referenzabweichungen transparent dargestellt. In vielen Fällen liefert die Software direkt einen Optimierungsvorschlag mit. IQ Process Observer gehört zu den ersten Anwendungen künstlicher Intelligenz in der Spritzgießverarbeitung, so das Unternehmen.

Intelligente Assistenzsysteme machen die Produktionsprozesse stabiler und sicherer und rücken deshalb gerade in der Medizintechnik und Pharmazie immer stärker in den Fokus. Denn auch validierte Prozesse lassen sich dynamisch regeln. Der Schlüssel hierfür ist die Definition von Prozessfenstern statt konkreten Einstellwerten für die nachzujustierenden Parameter.

Um sämtliche voreingestellte Sollwerte innerhalb eines definierten Prozessfensters konstant zu halten, hat Engel das neue Feature Parameter-Limits entwickelt. Für bis zu 150 individuell auswählbare Prozessparameter kann mit Hilfe der neuen Software im CC300 Bedienpanel der Engel Spritzgießmaschinen ein Prozessfenster festgelegt werden. Damit sind die Toleranzgrenzen zum Produktionsstart direkt in der Spritzgießmaschine verfügbar und werden im laufenden Prozess sicher eingehalten. Das Risiko von Eingabefehlern wird gebannt. Dieses Plus an Sicherheit macht Parameter-Limits für Anwendungen in der Medizintechnik so interessant. Auf der K wird Engel den Einsatz von Parameter-Limits live demonstrieren.

Spritzgießtechnik aus einem Guss

Als Systemanbieter stellt Engel bei der Digitalisierung der Prozesse sicher, dass sich auch Steuerungen externer Systeme, zum Beispiel vom Werkzeug oder von Peripheriegeräten, in das zentrale CC300 Bedienpanel der Spritzgießmaschine integrierten lassen. So ist bei der Herstellung der Diagnostikprodukte auch die Software Hack Moldlife Sense mit Hilfe der Webviewer-Technologie in die CC300 Maschinensteuerung eingebunden. Hack Moldlife Sense erkennt Fehler und Unstimmigkeiten im Werkzeug und benachrichtigt automatisch den Maschinenbediener, bevor Ausschuss und hohe Kosten entstehen.

Engel auf der K 2022: Halle 15, Stand C58

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