{"id":41390,"date":"2025-05-27T07:49:45","date_gmt":"2025-05-27T05:49:45","guid":{"rendered":"https:\/\/plas.tv\/?p=41390"},"modified":"2025-05-23T10:51:57","modified_gmt":"2025-05-23T08:51:57","slug":"servoelektrische-kaltkanalwerkzeuge-fuer-den-lsr-spritzguss-lernen-mitzudenken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=41390","title":{"rendered":"Servoelektrische Kaltkanalwerkzeuge f\u00fcr den LSR-Spritzguss lernen, mitzudenken"},"content":{"rendered":"

Ein Entwicklungsprojekt des <\/strong>LSR-Werkzeugspezialisten Elmet ist das zum Patent angemeldete Kaltkanal-Mess- und Regelkonzept SMARTshot I, eine intelligente Variante des Systems SMARTshot E mit seinen servoelektrisch bet\u00e4tigten D\u00fcsennadeln. Nach der Umsetzung in die Praxis wird damit der Anfahrvorgang vollautomatisiert erfolgen k\u00f6nnen. Zudem werden sich geregelte Familienwerkzeuge mit unterschiedlichen Kavit\u00e4tenvolumen ohne zus\u00e4tzliche Sensorik realisieren lassen. Kaskadierte Einspritzvorg\u00e4nge mit zeitverz\u00f6gerter \u00d6ffnungs- bzw. Schlie\u00dfbewegung werden dann ebenso m\u00f6glich sein wie Einspritzvorg\u00e4nge mit teilge\u00f6ffneter Nadel zur gleichzeitigen F\u00fcllung der Kavit\u00e4ten mit unterschiedlichen Volumenstr\u00f6men je D\u00fcse. <\/strong>Elmet pr\u00e4sentiert dieses neue Konzept erstmals auf der LSR 2025 (16. bis 19.6.2025 in Irvine\/California).<\/p>\n

SMARTshot E war bei seiner Vorstellung zur Fakuma 2021 eines der ersten vollelektrischen, servomotorisch angetriebenen Kaltkanalsysteme f\u00fcr die Verarbeitung von Fl\u00fcssigsilicon-Kautschuken (LSR). Von der Technik her ist das SMARTshot-I-Entwicklungskonzept gleich aufgebaut. Zus\u00e4tzliche rheologisch basierte Features werden aber die Beherrschbarkeit des Spritzgie\u00dfprozesses durch den Einsatz von KI mit selbstlernenden Funktionen weiter verbessern k\u00f6nnen.<\/p>\n

Diese Erweiterung wird sich auf jedem bestehenden SMARTshot-E-Werkzeug einrichten bzw. nachr\u00fcsten lassen. In Kombination mit kompatiblen Spritzgie\u00dfmaschinen mit entsprechender Schnittstelle ist es dann f\u00fcr alle Anwender nutzbar. Dabei erg\u00e4nzt der Typ SMARTshot I zuk\u00fcnftig den Typ E. Auch weiterhin umfasst das Portfolio der Nadelverschluss-Kaltkanalsysteme von Elmet die pneumatische Version SMARTshot P und mit dem Typ SMARTshot PE eine hybride Version mit pneumatisch ausgef\u00fchrter Nadelbewegung und elektrischer Hubverstellung.<\/p>\n

Selbstlernend schneller und sicherer zum Ziel<\/strong><\/p>\n

Die zukunftsweisende \u201eI\u201c-Technologie basiert auf der Online-Rheometrie zur kontinuierlichen Optimierung des Prozesses und zur Bestimmung der tats\u00e4chlichen Materialviskosit\u00e4t im spritzgie\u00dfrelevanten Scherratenbereich. Sie nutzt dazu eine mathematische Beziehung zwischen dem Volumenstrom der Spritzgie\u00dfmaschine, den geometrischen Randbedingungen des Kaltkanals und der Scherkraft an der Nadel, um Schwankungen von Batch zu Batch zu erkennen und zu quantifizieren. Der Kaltkanal wird damit zum rheologischen Messwerkzeug.<\/p>\n

Im Lernmodus erkennt das System automatisch das zum F\u00fcllen einer Kavit\u00e4t erforderliche Materialvolumen. Dies erleichtert insbesondere bei Familienwerkzeugen mit mehreren, unterschiedlich gro\u00dfen Kavit\u00e4ten das Einrichten und Optimieren. Vorbereitet f\u00fcr die Integration von K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) soll das System zuk\u00fcnftig selbststeuernde Spritzgie\u00dfmaschinen unterst\u00fctzen k\u00f6nnen, wenn die Steuerung von SMARTshot I zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt in die der Spritzgie\u00dfmaschine integriert sein wird.<\/p>\n

Pr\u00e4zision im \u00b5m-Bereich<\/strong><\/p>\n

Bei den Typen E und I \u00fcbernehmen servoelektrische Antriebe die Aufgaben der bis vor kurzem noch standardm\u00e4\u00dfig verwendeten pneumatischen Kolben. Dazu ist ein hochdynamischer, b\u00fcrstenloser 24-V-DC-Motor mit 50\u00a0W Leistung und minimaler Abw\u00e4rme im Einsatz, der kurzzeitig eine dreifache \u00dcberlastung erm\u00f6glicht. Als einer der derzeit kleinsten und kompaktesten Antriebe auf dem Markt erm\u00f6glicht dieser besonders enge Nestabst\u00e4nde ab 44\u00a0mm. Der effektive Hub betr\u00e4gt 4\u00a0mm, und das System erreicht eine Genauigkeit von 0,09\u00b0 pro Umdrehung, was den Fehlerbereich auf +\/- 0,05\u00a0% oder +\/- 0,002\u00a0mm reduziert. Gegen\u00fcber pneumatischen Systemen sind damit deutlich schnellere und pr\u00e4ziser kontrollierbare Nadelbewegungen und -positionierungen sowie minimierte Abweichungen von Schuss zu Schuss m\u00f6glich. Dar\u00fcber hinaus unterst\u00fctzt die aktive Nadelsteuerung eine gleichm\u00e4\u00dfige F\u00fcllung der Kavit\u00e4t, selbst wenn der Kaltkanal nicht perfekt ausbalanciert ist, sowie eine Kaskadierung der Einspritzphase durch Verz\u00f6gern der Nadel\u00f6ffnung beziehungsweise verl\u00e4ngertes Einspritzen.<\/p>\n

Zu den generellen Vorteilen des servoelektrischen Antriebs geh\u00f6rt die Echtzeit-Regelung der Nadelposition inklusive permanenter Positionsu\u0308berwachung. Dank der Verdrehsicherung der Nadeln lassen sich die Geometrien der Nadelspitzen an die Kavit\u00e4tskontur anpassen und so Markierungen am Anspritzpunkt auf ein Minimum reduzieren. Die Nadel\u00f6ffnung l\u00e4sst sich auf 0,002\u00a0mm genau einstellen. Die Nadel-\u00d6ffnungs- und Schlie\u00dfzeiten liegen im Bereich von Hundertstelsekunden, und die Nadelbewegungen an unterschiedlichen Anspritzpunkten lassen sich perfekt ausbalancieren.<\/p>\n

Nicht mehr weit zur Praxisreife<\/strong><\/p>\n

Im aktuell erreichten Entwicklungsstand erm\u00f6glicht die f\u00fcr SMARTShot I eingesetzte Steuerungssoftware, die Kaltkanal-Signale pr\u00e4zise zu messen und den Nadelhub individuell und dynamisch an die spezifischen Anforderungen jeder Kavit\u00e4t anzupassen. In Tests mit einem 16-Kavit\u00e4ten-Werkzeug lie\u00df sich der Kaltkanal innerhalb von 20 Schuss vollautomatisch so weit balancieren, dass die produzierten Bauteilen nur noch minimale Gewichtsschwankungen von 1,5\u00a0% aufwiesen. Zudem scheint eine Verk\u00fcrzung der Prozess-Anfahrzeiten um rund 90 % im Vergleich zum manuellen Justieren durch den Bediener realistisch. Die bevorstehende Erh\u00f6hung der CPU-Kapazit\u00e4t wird hier noch weitere Verbesserungen erm\u00f6glichen.<\/p>\n

Dazu Entwicklungsleiter Thorsten H\u00e4user: \u201eMit unserem Konzept SMARTshot I treten wir an, um das Einrichten des LSR-Spritzgie\u00dfprozesses deutlich zu automatisieren und anwenderfreundlicher zu gestalten. Au\u00dferdem gehen wir damit einen ersten Schritt, um die k\u00fcnstliche Intelligenz zun\u00e4chst in das Werkzeug und sp\u00e4ter in die gesamte LSR-Verarbeitung zu bringen. Anwender werden davon erheblich profitieren, weil der personelle und finanzielle Aufwand sinken wird \u2013 sowohl beim Einrichten und Anfahren neuer Produktionen als auch in der kontinuierlichen Fehlerpr\u00e4vention. KI wird auch im Bereich des LSR-Spritzgusses zuk\u00fcnftig helfen, Prozesse weiter zu automatisieren, effizienter zu gestalten und auch trotz eventuell auftretender St\u00f6rfaktoren stets an die Grenze des Machbaren zu gehen.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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