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技術淺談 使工業4.0 更實用

本文由   德商阿博格機械有限公司台灣分公司 提供

模具溫度控制是品質保證

可靠的模具恒溫控制是產生最優產品結果的前提。它不僅對注塑件的品質有著決定性影響,更會影響一個應用可達到的迴圈時間。為了能夠更簡單地對恆溫控制進行設定、監控和調節,需要進行資訊網路化和系統的資料評估,或者表達地更醒目一點就是”工業4.0”。

多年來,現代的機器控制系統已經有一個必須的要求 : 在整個注塑過程中,它們必須充當一個品質 檢測者。而且,不會增加複雜性。為了值溫控制模具,SELOGICA 已經具有了多種功能,利用這些功能,可以監控流程參數,不間斷地記錄下來,而且還能進行自我調整的調節。在通往數位工廠中所謂的”智慧”機器的道路上採取了一切措施,或者說都是為了在實踐中獲得更高的生產效率。

調節、監控、記錄溫度參數

集成模具加熱回路是一個很好的範例。一方面可以直接控制模具加熱回路。在這裡,根據模具加熱回路的調節情況,參數會做出相匹配的調節,這樣SELOGICA控制器就能自己控制溫度的調節。另一方面,以OPC UA 這樣一個開放的、標準化的通信平臺為基礎,就可以連接外部的熱流道調節裝置。(見62期《TODAY》技術 淺談)。這樣,就可以將熱流道的設定溫度輸入機器,然後以資料組的形式儲存起來。明顯簡化了操作。機器的控制器會一直監控實際值,並以表格和圖形的形式記錄下來。另外,還有一個根據設備定制的”協助工具”,利用這個功能,可以對流程和品質進行越來越詳細的控制,例如:

  • 監控熱流道的接過時間以及控制迴圈中的均勻分佈
  • 對模具和熱流道進行共同多級加熱
  • 超溫加熱

將溫度控制單元集成到控制器中,可對流程細節進行精確參數設置和監控。同時,這也確保了加熱流程的穩定性和高度的可重複生產性。如果溫度控制單元捕獲了 流量、回流管路或者溫差,那麼會直接進行故障檢測,比如一個打結的軟管,利用這個功能就能保證品質。

將測量工具集成到流程中

通過在ALLROUNDER冷卻水分配器的冷流道上配置一個流量和溫度檢測裝置,可以自動平衡冷卻水供應的的波動。為此,會通過SEL0GICA控制系統有選擇地自動調節冷卻水量和溫度。為了實現個性化線上監控,會規定每一個被監控的冷卻通道的誤差範圍。這也帶來這樣的結果 : 諸如篩檢程式堵塞,流道沉積物,冷卻水供應量波動等干擾變數不再影響產品品質和生產流程。

網路化改善產品品質

模具恒溫功能的出現令人印象深刻,也清楚的表明,在“工業4.0" 的口號下,“智慧工廠"的願景不再是清晨的幻想。相反,這其中涉及到的完全是實際的解決方案和結構組。為了繼續提高生產效率以及生產的經濟性,不斷發展資訊技術網路化和系統的資料評估僅僅只是下面要進行的邏輯步驟。當然,能夠將這一主題不斷地推上正軌,也歸功於日益強大、先進的資訊通信技術。

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快速生產樣件

2018 arburg 5ARBURG (阿博格)樣機設計中心:  freeformer  的生產能力得到提升

從春季開始,位於德國勞斯伯格的全新ARBURG(阿博格)樣機設計中心投入運營。在這裡,有六台什freeformer幾乎全天不間斷生產樣件,以滿足客戶需求。每台機器均配備了不同的塑膠顆粒。在2017年的技術節上,ARBURG (阿博格)向大家展示的塑膠無模成型技術 (APF) 以及材料標準化方面的進步,給人留下了極其深刻的印象。

人們對freeformer 的興趣在不斷提高。單獨定制的日常塑膠消費品、醫療植入物和功能部件等,僅僅是我們所展示的可以應用我們的(開放性)增材製造系統的眾多領域中的一部分,ARBURG (阿博格) freeformer銷售經理Eberhard Lutz解釋道 : 在新的ARBURG(阿博格)樣機設計中心,我們為六台freeformer 供應合格材料,以快速生產產品樣件。由此,我們的技術人員可以更加快速應對和滿足來自客戶的需求。因為我們事先為客戶進行全面檢查,freeformer是否與所需部件和實際材料相符合。APF專家獲取到的知識以及在樣機設計中心得到優化的資料,將最終使所有客戶及其相關方從中受益。

2018 arburg 6  令人印象深刻的產品案例包括合阻燃劑的PC/ABS電子插頭,
由PA和TPE材料製成的機械手夾具,
以及表面經過優化處理的智慧手機外殼(左側)。

利用原材料製造的增材部件

freeformer的應用領域主要集中在工業化功能部件的增材製造方面。APF工藝的一個主要優勢是可以使用符合標準的原始材料。在2017年3月舉辦的技術節上,還展示了採用可用於航空航太領域的PC材料製造的部件、採用具有耐火性能的   PC/ ABS製造的電子零件以及採用醫用PLA材料製成的醫用植入注塑件。freeformer向大家展示它如何使用雙組份工藝用硬實PA材料和柔軟的TPE材料製造夾鉗。

2017年5月,在美國賓夕法尼亞州匹茲堡市舉辦的RAPID+TCT展會上,首次使用PP以及專門為此研發的支撐材料製成了小型柔性鉸鏈盒子。在2017年10月舉辦的Fakuma展會上,預計還將會現場使用PP材料進行展示。未來,這一廣受歡迎的材料會使freeformer的材料選擇範圍得到擴展。

新型支撐材料armat 21

freeformer標配有兩個卸料單元。當需要實現複雜的幾何圖形時,就需要將支撐機構作為第二個組分投入使用。ARBURG (阿博格)還在繼續擴大f reeformer的支撐材料供應種類。”從2017年5月開始,除水溶性armat11之外,我們還將提供可溶於氫氧化納的溶液的armat21”,Eberhard Lutz如是說。這種支撐材料易於加工,並且熱穩定性好。具有良好的液滴形成和粘附性能,以及極好的建築材料邊沿構造。用此支撐材料增材製造的一種功能元件為智慧手機外殼,其特點是表面優化。

ALS生產計畫

我們的樣機設計中心和歐洲其他工廠中的freeformer已經與ARBURG (阿博格)中央生產管理系統ALS聯網,Eberhard Lutz補充道”這樣可以保證以更高效、清晰和透明的方式對樣件增材製造進行規劃、優化和使用,使我們的注塑客戶適應規模化生產過程。" ARBURG (阿博格) freeformer銷售部的員工還可以通過智慧手機隨時查看當前狀態,並知道每台freeformer將在何時生產哪種樣件。

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在新的 ARBURG (阿博格)樣機設計中心,
有六台不同的freeformer,
使用各種各樣標準材料快速生產產品樣件,
以滿足客戶需求。
因為配備了ALS,
ARBURG (阿博格) freeformer
銷售負責人Eberhard Lutz及其團隊
得以通過智慧手機隨時瞭解目前的生產情況。

 

 

2018 arburg 1 碩士工程師(BA) Oliver Schaefer,技術資訊 

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