STEUERN UND REGELN MIT PRIAMUS

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Daniela Schmidt
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1 PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES GmbH Postweg 13 D Salach / Germany Tel. +49 (0) Fax +49 (0) PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES AG Bahnhofstrasse 36 CH-8201 Schaffhausen / Switzerland Tel. +41 (0) Fax +41 (0) STEUERN UND REGELN MIT PRIAMUS Patente angemeldet / erteilt

2 Werkzeugwandtemperatur das ideale Signal zur Prozesssteuerung Um den Spritzgiessprozess während des Füllvorgangs steuern zu können, muss die exakte Position der Schmelzefront zunächst erkannt werden, um dann sehr schnell in Echtzeit darauf reagieren zu können. Bei gleichem Werkzeuginnendruck werden jedoch je nach Viskosität unterschiedliche Schmelzefronten erreicht. Deshalb ist eine Steuerung abhängig von Druck-Umschaltwerten für diese Anwendungen ungeeignet. Ein Werkzeugwandtemperatur-Sensor hingegen erkennt das Erreichen der Sensorfront exakt, unabhängig von Änderungen in der Viskosität, des Drucks oder der Temperatur. Beispiel Kaskaden-Spritzgiessen Werkzeuginnendruck-Sensor Umschaltdruck: 10 bar Viskosität $ - Temperatur # - Volumen # - langer Fliessweg Viskosität # - Temperatur $ - Volumen $ - kurzer Fliessweg è Unterschiedliche Schmelzefronten T1 und T1 Druck-Sensor T1 T2 10 bar Werkzeugwandtemperatur-Sensor Beliebiger Druck, beliebige Viskosität è Schmelzefront immer am Sensor erkannt (SLP)! è Über Verzögerungszeiten werden die Positionen der Schmelzefront sowie von Bindenähten optimiert Temperatur-Sensor SLP 1. Start Einspritzen 2. Automatisches Öffnen der Düse 2 3. Automatisches Öffnen der Düse 3 4. Automatisches Öffnen der Düse 4 5. Automatisches Umschalten auf Nachdruck

3 PRIAMUS Werkzeugwandtemperatur-Sensoren PRIAMUS Werkzeugwandtemperatur-Sensoren werden nach der Herstellung kalibriert und mit einer Seriennummer versehen. Nur die Sensoren, welche bezüglich Reaktionsgeschwindigkeit und Amplitude innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen, kommen auf diese Weise zum Einsatz. Der kleinste Miniatur-Werkzeugwandtemperatur-Sensor weist lediglich einen Frontdurchmesser von 0,6 mm auf. Er wird bei Spritzteilen mit kleinsten Abmessungen wie z.b. in der optischen Industrie angewendet. Vergrössert PRIAMUS Werkzeugwandtemperatur-Sensoren wurden vor allem in Bezug auf ihre kurze Reaktionszeit optimiert. Werkzeugwandtemperatur-Sensoren, die aufgrund ihrer Bauform zu träge sind, können nicht für Steuerzwecke eingesetzt werden. edaq TM Um z.b. Verschlussdüsen in Echtzeit steuern zu können, muss nicht nur der Sensor sehr schnell reagieren, sondern auch die Elektronik muss die Schaltsignale schnell und intelligent verarbeiten können. Bis zu 128 analoge Messsignale Bis zu 280 digitale Schaltsignale Bis zu 260 digitale Alarmsignale Bis zu 1540 Überwachungsparameter Schaltzeit generell: < 0,5 ms (0,0005 s) Schaltzeit Temperatur: < 3 ms (0,003 s)

4 Automatische Nachdruckumschaltung Werkzeugwandtemperatur-Sensor in der Nähe des Fliesswegendes Werkzeuginnendruck-Sensor in der Nähe des Anschnitts Komponente 1 (PARI) Komponente 2 (PARI) Ein Werkzeugwandtemperatur-Sensor vor dem Ende des Fliesswegs erkennt, wenn die Schmelze dort eintrifft, und schaltet automatisch auf Nachdruck um. Schwankungen in der Viskosität oder der Fliessgeschwindigkeit werden dadurch kompensiert. Durch das Programmieren von Verzögerungszeiten kann der Schaltvorgang optimiert werden. Automatische First / Last Nachdruckumschaltung Speziell bei Familienwerkzeugen, aber auch bei herkömmlichen Mehrfachwerkzeugen, werden die Kavitäten oft nicht gleichzeitig gefüllt. Werkzeugwandtemperatur-Sensoren am Ende des Fliesswegs detektieren die zuerst und die zuletzt gefüllte Kavität. Werkzeugwandtemperatur- Sensoren Kavität 1 Kavität 2 Mit Hilfe einer intelligenten Elektronik (edaq TM ) kann je nach Anwendung dann auf Nachdruck umgeschaltet werden, wenn die erste Kavität (First) oder die letzte Kavität gefüllt ist (Last). LAST Umschaltsignal Kavität 3 Kavität 4 Beispiel Familienwerkzeug: Automobil- Türgriffe und Griff der Heckklappe Kavität 5 FIRST Umschaltsignal

5 Automatische Entlüftung In kritischen Fällen ist es notwendig, die Kavität eines Werkzeugs aktiv zu entlüften. Zu diesem Zweck wird vor dem Fliesswegende ein Werkzeugwandtemperatur-Sensor platziert, der die Schmelzefront detektiert und über die angeschlossene Elektronik ein Schaltsignal generiert. Der Entlüftungskern wird dann automatisch kurz vor der vollständigen Füllung der Kavität geschlossen, um ein Überspritzen zu vermeiden. Auf diese Weise wird eine vollständige bzw. optimale Entlüftung gewährleistet. Werkzeugwandtemperatur-Sensor Automatische Kernzug Nach dem gleichen Prinzip werden Kernzüge automatisch je nach Schmelzeposition zurückgezogen. Um ein Einlegeteil vollständig zu umspritzen, wird dieses zunächst von einem Kern gehalten (A). Nachdem das Einlegeteil grösstenteils umspritzt ist, wird der Kern automatisch zurückgefahren, und die Kavität vollends ausgespritzt (B). Die bereits eingespritzte Schmelze verhindert, dass sich das Einlegeteil aus der Positionierung löst. Die Position der Schmelze wird wiederum mit einem Werkzeugwandtemperatur- Sensor ermittelt.

6 Spritzprägen Beim Spritzprägen wird die Kavität teilweise gefüllt, während das Werkzeug noch nicht komplett geschlossen ist. Erreicht die Schmelze eine bestimmte Position, schliessen die Werkzeugeinsätze und verdichten bzw. komprimieren die eingespritzte Schmelze. Auf diese Weise werden unidirektionale Spannungen in Fliessrichtung vermieden, die geprägte Fläche ist weitgehend spannungsfrei. Optische Teile werden oft spritzgeprägt, um die inneren Spannungen auf der Sichtfläche zu reduzieren. Um den Prägevorgang zum richtigen Zeitpunkt zu starten, messen Werkzeugwandtemperaturen ausserhalb der optischen Sichtfläche das Erreichen der Schmelzefront. Sobald die Schmelze an dieser Position eintrifft, wird der Prägevorgang automatisch gestartet. Werkzeugwandtemperatur- Sensoren Gasinnendruckverfahren Beim Gasinnendruckverfahren gilt es einerseits rechtzeitig die Formfüllung zu erkennen, um die Gaseinleitung zu starten, und andererseits die Position der Gasblase zu erkennen, um die Gaseinleitung zu stoppen, und den Austritt des Gases in den Anschnitt zu vermeiden. Ein Werkzeugwandtemperatur-Sensor am Fliesswegende erkennt die volumetrische Füllung der Kavität und startet die Gaseinleitung automatisch. Ein Werkzeuginnendruck-Sensor in der Nähe des Anschnitts erkennt das Erreichen der Gasblase aufgrund eines Druckanstiegs, und stoppt die Gaseinleitung automatisch. Werkzeugwandtemperatur-Sensor Start Gaseinleitung (Automatisches Umschaltsignal) Werkzeuginnendruck-Sensor Stop Gaseinleitung Umschaltung über Schaltschwelle

7 Automatische Steuerung beim Flüssigsilikon-Spritzgiessen (LSR) Werkzeugwandtemperatur- Sensor Aufgrund der sehr niedrigen Viskosität werden die verschiedenen Kavitäten beim Flüssigsilikon-Spritzgiessen in der Regel stark unterschiedlich gefüllt (A). Über das Erkennen der Schmelzeposition wird die Formfüllung in den Kavitäten automatisch ausbalanciert (B), um die gleichen Bedingungen für den anschliessenden Vernetzungsprozess zu gewährleisten. Es wird grundsätzlich zwischen 2 Verfahren unterschieden: 1. Verfahren ohne Nachdruck Ein Werkzeugwandtemperatur-Sensor erkennt die Schmelzefront bei Erreichen der Sensorposition. Die Verschlussdüse jeder Kavität wird automatisch und individuell geschlossen, wenn die volumetrische Füllung erreicht ist. Die Vernetzung erfolgt in jeder Kavität bei gleichem Volumen. 2. Verfahren mit Nachdruck Das Öffnen der Verschlussdüsen wird mit dem PRIAMUS Fill & Heat System so geregelt, dass alle Kavitäten gleichzeitig gefüllt sind (Verzögertes Öffnen der Verschlussdüsen in jeder einzelnen Kavität). Durch den ausbalancierten Füllvorgang werden alle Kavitäten gleichzeitig auf Nachdruck umgeschaltet, was wiederum die Vernetzung bei gleichem Volumen in jeder Kavität zur Folge hat. Beispiel: Rückschlagmembran für Infusionsleitungen (Silcotech)

8 Schweiz (Hauptsitz) Priamus System Technologies AG Bahnhofstrasse 36 CH-8201 Schaffhausen Telefon Fax Deutschland Priamus System Technologies GmbH Postweg 13 DE Salach Telefon Fax Japan Priamus System Technologies AG Japan Branch Office F Nanpeidai-Chou Shibuya-Ku Tokyo Telefon Fax salesj@priamus.com USA Priamus System Technologies, LLC 3061 Nationwide Parkway Brunswick, OH / USA Telefon +1 (877) Fax +1 (877) salesus@priamus.com 2006, PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES AG / PP001d Ed

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