Proces Optimalisatie bij Spuitgieten

Sensoren in de spuitgietmatrijs zorgen voor data waarmee de parameters van de spuitgietmachine optimaal kunnen worden ingesteld, voor optimale gegoten delen. De combinatie van zowel druk als temperatuur sensoren biedt het grootste aantal mogelijkheden voor het schakelen en bijregelen van het proces. Voordelen die hieruit voortkomen zijn automatisering, kosten besparingen en een stuk procesveiligheid, onafhankelijk van de machine en van de operator. De hotrunner kan worden aangestuurd op basis van real-time procesparameters uit de multi-cavity matrijs, via closed-loop systemen.

De Uitdaging

Een producent kent over het algemeen de zwakke punten van hun matrijzen en hotrunner systemen, en weet dat de nozzle temperaturen van de hotrunner controller nooit de daadwerkelijke temperaturen in de matrijs weerspiegelen.

Omdat er tal van kwaliteitscriteria zijn, zoals dimensie, sterkte, oppervlaktekwaliteit of vervorming die kunnen verschillen als gevolg van verschillende binnen gekomen grondmateriaal of als gevolg van machine-invloeden, terwijl de hotrunner ervoor zorgt dat de afzonderlijke onderdelen gelijk gevuld zijn. Dit komt omdat er geen materiaal en geen machine hetzelfde zijn, en geen proces kan worden gereproduceerd door dezelfde machine-instellingen, hoewel dit toch wordt voorgespiegeld door sommige fabrikanten van machines.

Vooral voor de machinefabrikanten is het antwoord onaangenaam, maar tegelijkertijd eenvoudig: De belangrijkste kwaliteitsparameters moeten direct op het onderdeel worden bepaald, met behulp van geïntegreerde druk en temperatuur sensoren met aanvullende tools voor het verwerken van de data waarmee vervolgens de machine kan worden aangestuurd. De belangrijkste parameters die effect hebben op de kwaliteit van een gegoten materiaal zijn de vloei in de matrijs tijdens het vullen, compressie voor de juiste dichtheid en de uiteindelijke dimensie als gevolg van krimp. Elk van deze parameters kan echter worden gekarakteriseerd, aangepast en dus gereproduceerd door een geïntegreerde druk en temperatuur sensor.

De Oplossing

PRIAMUS heeft een breed scala aan druk- en temperatuursensoren. Meest gebruikt zijn de PRIASAFE®/ PRIASED® Cavity Pressure Sensors die eerst in een behuizing worden gemonteerd en vervolgens gekalibreerd. Deze procedure heeft het voordeel dat de gevoeligheid niet verandert nadat de sensor in de mal is geïnstalleerd, omdat de sensor door de behuizing is “beschermd”. In een tweede stap wordt de gevoeligheid van de sensor, die vooraf bepaald wordt, met een hardware code in de sensor opgeslagen. Met behulp van deze hardware code kan de sensorgevoeligheid vervolgens automatisch worden gedetecteerd, zonder beïnvloed te worden door de installatie. De sensor is daarom eenvoudig te gebruiken, veilig en geschikt voor industriële productie, wat resulteert in een hoge reproduceerbaarheid van het proces.

De eigenschappen van een gegoten onderdeel kunnen automatisch worden gereproduceerd. Dit betekent in de praktijk dat dimensionale controles door steekproeven na het eigenlijke gietproces kunnen worden vermeden. Dit resulteert in een aanzienlijke tijd- en kostenreductie.

De vloei in de matrijs wordt gemeten tussen de geïntegreerde druk en temperatuur sensor, waarbij de viscositeit automatisch wordt bepaald op basis van afschuifsnelheid en schuifspanning tijdens het injectie proces. Deze parameters kunnen worden aangepast met behulp van het automatisch sturen van de injectie snelheid en de smelttemperaturen. De compressie van de gevormde onderdelen wordt bepaald door de matrijsdruk tijdens de drukfase en wordt automatisch afgesteld. De afmetingen van de onderdelen wordt uiteindelijk bepaald en gecontroleerd door het meten van de matrijs temperatuur ten opzichte van de matrijs druk. De integratie van zowel druk als temperatuur sensoren in het proces, resulteert in een directe kostenbesparing gekeken naar afkeur materialen.