Kistler AkvisIO: Smarte, nachhaltige Lösungen für Prozesssicherheit und Qualität im Spritzgießen von Kistler

Der Miniatur-Längsmessdübel 9239B misst mithilfe eines eigens von Kistler gezüchtetem PiezoStar-Kristall die druckbedingte Stauchung des Werkzeugs während des Spritzgießprozesses und damit indirekt den Werkzeuginnendruck.

Eine intelligente Prozessüberwachung und -optimierung, die während des Spritzgießprozesses Abweichungen von der Norm automatisch erkennt, Parameter justiert und Schlechtteile von selbst aussortiert – dieses Szenario ist bereits heute mit der passenden Sensorik und entsprechender Hard- und Software möglich. Auf der Fakuma zeigt Kistler, wie eine solche Komplettlösung in Aktion aussehen kann: Mit den Sensoren 4004 und 9239B sind zwei der neuesten Sensoren für das Spritzgießen sowie den 3D-Druck vertreten. Der ausgestellte Sortier- und Prüfautomat KVC 821 repräsentiert die jüngste Generation der optischen Prüfsysteme, während neue Versionen der Firmware für ComoNeo und ComoScout die erweiterten Funktionalitäten der Prozessüberwachungssysteme zeigen. Auch der Stasa QC Optimizer von Kistler präsentiert sich auf der Fakuma mit neuen Features. Die Software optimiert die Einstellungen der Spritzgießmaschine, um Produkte in bestmöglicher Qualität herzustellen. Sie verfügt über eine neue Benutzeroberfläche, bietet erweiterte Funktionalitäten und eine intuitive Handhabung.

Der Schmelzedrucksensor 4004A ist aufgrund seines Durchmessers von nur 3 mm insbesondere für den Einsatz in Einspritzdüsen und kleinen Extrudern geeignet

100 Prozent Prozesskontrolle auch beim Einsatz von Rezyklaten

Komplettsysteme für die Prozessüberwachung leisten einen wichtigen Beitrag zur Produktqualität und Prozesseffizienz. Das gilt ganz besonders, wenn Unternehmen vermehrt und in höheren Anteilen Rezyklate in den Verarbeitungsprozess einbringen. „Es ist klar, dass der Einsatz von Rezyklaten in der Kunststoffherstellung und -verarbeitung weiter zunehmen wird“, so Felix Früh, Leiter des Geschäftsbereichs Plastics bei Kistler. „Steigende Rezyklatanteile wirken sich aber auch negativ auf die Prozessstabilität bei Spritzgießverfahren aus. So verändert sich beispielsweise die Viskosität der Schmelze. Auf dem Werkzeuginnendruck basierende Prozessüberwachungssysteme erkennen diese Schwankungen sofort und gleichen sie im Prozess fortlaufend aus. So gewährleisten Anwender eine homogene Bauteilqualität auch bei veränderten Materialeigenschaften.“

Mit der Produktionsdaten-Software AkvisIO IME können Anwender Daten aus ihrem Spritzgussprozess auswerten und diesen so optimieren.

Miniatur-Sensoren für Medtech-Anwendungen, Heisskanal und 3D-Druck

Mit dem piezoelektrischen Miniatur-Längsmessdübel 9239B steht auf der Fakuma ein Sensor zur kontaktlosen Messung des Werkzeuginnendrucks im Mittelpunkt. Das seit letztem Jahr auf dem Markt verfügbare Modell nimmt dank eines Durchmessers von nur 2,5 mm kaum Bauraum im Spritzgießwerkzeug ein. Es misst mithilfe eines eigens von Kistler gezüchteten PiezoStar-Kristalls die druckbedingte Stauchung des Werkzeugs während des Spritzgießprozesses – und damit indirekt den Werkzeuginnendruck. Im Gegensatz zu direkt messenden Sensoren kann der 9239B zwei bis vier Millimeter hinter der Wand der Kavität montiert werden, und ist so vor direktem Kontakt mit der Schmelze und deren Einflüssen geschützt. Besonders für den Medizinbereich bietet der Sensor einen weiteren wesentlichen Vorteil: Er hinterlässt dank seiner Position keinerlei Abdruck auf dem produzierten Kunststoffteil. Damit ist der Längsmessdübel besonders da geeignet, wo makellose Oberflächen gefordert sind, wie etwa bei medizinischen Linsen oder Automobil-Interieurs. Zusätzlich kann er aufgrund seiner Positionierung nicht verschmutzen und ist dadurch quasi wartungsfrei.

Mit dem Schmelzedrucksensor 4004A stellt Kistler einen weiteren Miniatursensor ins Rampenlicht. Dank seines Durchmessers von nur 3 mm kann er direkt in Einspritzdüsen und kleinen Extrudern eingesetzt werden. Den dort herrschenden extremen Temperaturen hält er dank seines großen Betrieb- und Messbereichs von bis zu +350 °C stand. Der Sensor ist für zwei Druckbereiche kalibriert und kommt daher sowohl in Spritzgießanwendungen (Messbereich bis 2500 bar) als auch in der additiven Fertigung (Messbereich bis 1000 bar) zum Einsatz. Für 3D-Druck-Anwendungen ist er damit ein echtes Novum: Bisher konnten Hersteller aufgrund der hohen Temperaturen den Schmelzedruck nicht messen und daher keine Qualitätskontrolle im laufenden Prozess betreiben.

Die Optischen Qualitätsprüfautomaten von Kistler überprüfen Masse, Farben und Oberflächeneigenschaften der Spritzgussprodukte.

Software-Updates für eine vereinfachte Prozessüberwachung

Die Como-Systeme zur Prozessüberwachung von Kistler ergänzen die anwendungsspezifische Sensorik. Auf der Fakuma zeigt Kistler mit ComoNeo und ComoScout 6.0. die neueste Version der beiden Systeme. So verfügen sowohl ComoNeo als auch ComoScout über eine erweiterte OPC-UA-Schnittstelle, um zusätzliche Daten bereitstellen zu können. Anwender können Geräte nun über das Netzwerk updaten und müssen dies nicht mehr vor Ort am Gerät selbst vornehmen. Zudem kann die Zyklus-ID aus der Spritzgießmaschine übernommen werden und vervollständigt hiermit den Datensatz. Das Feature ComoNeoSWITCH sowie die Hüllkurvenfunktionalität bieten weitere Einstellmöglichkeiten. Damit können Prozesse noch besser und effizienter überwacht und optimiert werden. Diese Updates sind voll kompatibel mit der neuen Datenanalyse-Software AkvisIO.

Mit fundierten Analysen optimieren und entscheiden

Mit AkvisIO IME (Injection Molding Edition) zeigt Kistler auf, was Komplettlösungen für die Prozessüberwachung in Zukunft leisten können. Die modular aufgebaute Datenanalyse-Software samt grafischer Benutzeroberfläche bietet viele neue Analysemöglichkeiten. Mithilfe klassischer Methoden der statistischen Analyse oder auch datenbasierten Methoden der künstlichen Intelligenz können Anwender in Zukunft Prozess- und Maschinendaten direkt in der Software qualitätsorientiert auswerten. Kistler-Geräte wie ComoNeo und ComoScout, aber auch Maschinen lassen sich zudem einfacher in die Datenerfassung einbinden. Die Software bedient Kommunikationsstandards wie die ethernet-basierte Euromap 77, sodass die Maschine selbst zur Datenquelle und AkvisIO damit zur Single-Source-of-Truth für verlässliche Produktionsdaten wird. Anwender können so Schwachstellen schnell erkennen und Optimierungspotenziale heben. Zudem arbeitet Kistler an der Integration von KI-Lösungen zur automatisierten Datenanalyse, die Anwendern eine werkzeuginnendruckbasierte Prozessoptimierung deutlich erleichtert.

Optische Qualitätsprüfung für Spritzgussprodukte

Neben der Prozessüberwachung ist die optische Prüfung am Ende des Spritzgießprozesses ein wesentlicher Prozessschritt zur vollständigen Sicherstellung der Qualität. Mit variablen Kamerasystemen, Prüfmodulen und Komplettlösungen inklusive Sortierung und Chargierung bietet Kistler verschiedene Möglichkeiten, Spritzgussteile lückenlos und umfassend zu prüfen und zu sortieren. Prüfkriterien dieser 100%-Prüfung sind vor allem Maße und Oberflächendefekte. Zum Einsatz kommen neben klassischen Verfahren der Bildverarbeitung auch KI-Methoden wie die Anomalieerkennung. Die von Kistler entwickelte Software KiVision garantiert die prozesssichere Prüfung von bis zu 4000 Teilen pro Minute und bildet den Kern der optischen Prüfanlagen von Kistler. Durch das Zusammenspiel aus Werkzeuginnendrucküberwachung und optischen Prüflösungen entsteht so ein komplettes Prozess- und Qualitätssicherungsportfolio für die Fertigung von anspruchsvollen Spritzgussteilen.

Schulungen zum Spritzgießen in der neuen Kistler Plastics Academy

Die Digitalisierung bietet Spritzgießern viele Möglichkeiten, ihre Produktion zu optimieren. In der neu aufgebauten Kistler Plastics Academy können Unternehmen ihre Mitarbeitenden auf drei Levels schulen lassen: Das Basic Level konzentriert sich auf produktspezifische Trainings, das Advanced Level behandelt die umfassende Nutzung der Technologie von Kistler und das Expert Level legt den Schwerpunkt auf die datenunterstützte Prozessoptimierung.