Kistler zeigt auf der Fakuma 2023, wie Digitalwirtschaft auf Kreislaufwirtschaft trifft

Aug 30, 2023

29. August 2023

16:00

Die Kunststoffindustrie steht vor radikalen Veränderungen: Neue Vorschriften erfordern einen neuen Umgang mit Ressourcen. Gleichzeitig sind die fortschreitende Digitalisierung (und auch der Einsatz künstlicher Intelligenz) Entwicklungen, die enormes Potenzial bergen. Auf der Fakuma 2023 zeigt die Kistler Gruppe, was intelligente Prozessüberwachung heute leisten kann und welche Trends die Entwicklung der Branche in den kommenden Jahren prägen werden.

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Fakuma will take place at Messe Friedrichshafen

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Zu den Highlights am Kistler-Stand A2-2302 in Halle A2 zählen berührungslos messende Sensoren für den Medtech-Bereich, Sensoren für den 3D-Druck sowie die Produktionsdatenlösung AkvisIO – nun erweitert um weitreichende Möglichkeiten der Datenanalyse. Optische Prüfsysteme runden das Portfolio von Kistler für die Kunststoffverarbeitung ab.

Intelligente Prozessüberwachung und -optimierung, die Abweichungen vom Standard während des Spritzgießprozesses automatisch erkennen, Parameter anpassen und Schlechtteile selbstständig aussortieren kann: Dieses Szenario ist bereits heute möglich, wenn die richtige Sensorik mit entsprechender Hard- und Software kombiniert wird.

Wie eine solche Gesamtlösung in der Praxis aussehen kann, zeigt Kistler auf der diesjährigen Fakuma: Vorgestellt werden zwei der neuesten Sensoren für Spritzguss und 3D-Druck (Typ 4004 und 9239B). Das am Kistler-Stand ausgestellte automatische Sortier- und Prüfsystem KVC 821 repräsentiert die neueste Generation optischer Inspektionssysteme, während neue Versionen der Firmware für ComoNeo und ComoScout die erweiterten Funktionalitäten dieser Prozessüberwachungssysteme veranschaulichen.

Ein weiteres Highlight auf der Fakuma ist der Stasa QC Optimizer von Kistler – mit neuen Features. Diese Software optimiert die Einstellungen an der Spritzgießmaschine, um sicherzustellen, dass Produkte in bestmöglicher Qualität hergestellt werden. Zu den Verbesserungen des Stasa QC Optimizer gehören eine neue Benutzeroberfläche, erweiterte Funktionalitäten und eine intuitive Bedienung.

Komplette Prozessüberwachungssysteme spielen eine Schlüsselrolle bei der Erzielung von Produktqualität und Prozesseffizienz. Dies gilt insbesondere dann, wenn Unternehmen in ihren Prozessen häufiger und in höheren Anteilen recycelte Materialien einsetzen. „Es ist klar, dass der Einsatz von Recyclingmaterialien in der Kunststoffherstellung und -verarbeitung weiter zunehmen wird“, so Felix Früh, Leiter der BU Kunststoffe bei Kistler. „Höhere Anteile an Rezyklat wirken sich aber auch negativ auf die Stabilität von Spritzgießprozessen aus. Beispielsweise verändert sich die Viskosität der Schmelze. Prozessüberwachungssysteme auf Basis des Werkzeuginnendrucks erkennen diese Schwankungen sofort und gleichen sie während des Prozesses kontinuierlich aus.“ Dadurch können Anwender auch bei variierenden Materialeigenschaften eine homogene Teilequalität gewährleisten.“

Im Mittelpunkt der Fakuma steht der piezoelektrische Miniatur-Längsmessstift 9239B – ein Sensor zur berührungslosen Werkzeuginnendruckmessung. Dieses seit letztem Jahr auf dem Markt erhältliche Modell benötigt aufgrund seines Durchmessers von nur 2,5 mm beim Einbau in die Spritzgussform nahezu keinen Platz. Der 9239B misst mithilfe eines von Kistler speziell gezüchteten PiezoStar-Kristalls die druckbedingte Kompression der Form während des Spritzgießprozesses – und misst somit indirekt den Werkzeuginnendruck. Im Gegensatz zu Sensoren, die direkt messen, kann der 9239B zwischen zwei und vier Millimeter hinter der Kavitätswand montiert werden und ist so vor direktem Kontakt mit der Schmelze und deren Einflüssen geschützt. Der Sensor bietet einen weiteren entscheidenden Vorteil, der besonders für den medizinischen Bereich relevant ist: Aufgrund seiner Position hinterlässt er keinerlei Spuren auf dem gefertigten Kunststoffteil. Damit ist der Längsmessstift immer dann die Lösung der Wahl, wenn makellose Oberflächen gefordert sind – zum Beispiel bei medizinischen Brillengläsern. Ein weiterer Vorteil: Durch die Positionierung des Stiftes kann dieser nicht verschmutzen und ist somit nahezu wartungsfrei.

Darüber hinaus rückt Kistler einen weiteren Miniatursensor ins Rampenlicht: den Schmelzedrucksensor 4004A. Mit einem Durchmesser von nur 3 mm kann es direkt in Einspritzdüsen und kleinen Extrudern eingesetzt werden. Dank seines großen Betriebs- und Messbereichs, der bis zu +350 °C reicht, hält der 4004A den in diesen Umgebungen herrschenden extremen Temperaturen stand. Der Sensor ist für zwei Druckbereiche kalibriert und kann daher sowohl für Spritzgussanwendungen (Messbereich bis 2.500 bar) als auch für die additive Fertigung (Messbereich bis 1.000 bar) eingesetzt werden. Bisher war es den Herstellern aufgrund der hohen Temperaturen nicht möglich, den Schmelzedruck zu messen und somit keine Qualitätskontrolle während des laufenden Prozesses durchzuführen.

Die Como-Systeme zur Prozessüberwachung von Kistler ergänzen das Angebot an anwendungsspezifischen Sensoren der Gruppe. Kistler stellt auf der diesjährigen Fakuma die neuesten Versionen zweier Systeme vor: ComoNeo und ComoScout 6.0. Sowohl ComoNeo als auch ComoScout verfügen nun über eine erweiterte OPC UA-Schnittstelle, um zusätzliche Daten verfügbar zu machen. Benutzer können Geräte jetzt über das Netzwerk aktualisieren, sodass dies nicht mehr vor Ort auf dem Gerät selbst durchgeführt werden muss. Als zusätzlichen Vorteil kann zur Vervollständigung des Datensatzes die Zyklus-ID von der Spritzgießmaschine übernommen werden. Das ComoNeoSWITCH-Feature und die Hüllkurven-Funktionalität bieten zusätzliche Einstellmöglichkeiten. All diese Innovationen führen zu einer besseren und effizienteren Prozessüberwachung und -optimierung. Diese Updates sind vollständig kompatibel mit der neuen Datenanalysesoftware AkvisIO von Kistler.

Mit AkvisIO IME (Injection Moulding Edition) zeigt Kistler, was Komplettlösungen zur Prozessüberwachung in Zukunft leisten können. Diese modulare Datenanalysesoftware inklusive grafischer Benutzeroberfläche bietet eine Vielzahl neuer Analysemöglichkeiten. Klassische Methoden der statistischen Analyse – aber auch datenbasierte Methoden der künstlichen Intelligenz – ermöglichen künftig qualitätsorientierte Auswertungen von Prozess- und Maschinendaten direkt in der Software. Dies erleichtert auch die Einbindung von Kistler-Geräten wie ComoNeo und ComoScout (sowie Maschinen) in die Datenerfassung. Die Software unterstützt Kommunikationsstandards wie den Ethernet-basierten EUROMAP 77, sodass die Maschine selbst zur Datenquelle wird und AkvisIO die Single-Source-of-Truth (SSOT) für zuverlässige Produktionsdaten ist. Dadurch können Anwender Schwachstellen schnell erkennen und Optimierungspotenziale heben. Kistler arbeitet außerdem an der Integration von KI-Lösungen zur automatisierten Datenanalyse, die den Anwendern die Prozessoptimierung auf Basis des Werkzeuginnendrucks erheblich erleichtern sollen.

Neben der Prozessüberwachung ist die optische Inspektion am Ende des Spritzgießprozesses ein wesentlicher Schritt zur lückenlosen Qualitätssicherung. Kistler bietet mit seinen variablen Kamerasystemen, Prüfmodulen und Komplettlösungen inklusive Sortieren und Batchieren vielfältige Möglichkeiten zur umfassenden End-to-End-Inspektion und Sortierung von Spritzgussteilen. Die Hauptprüfkriterien für diese 100 %-Prüfung sind Abmessungen und Oberflächenfehler. Zu den eingesetzten Methoden zählen neben der klassischen Bildverarbeitung auch KI-basierte Techniken wie die Anomalieerkennung. KiVision, die von Kistler entwickelte Software, garantiert einen zuverlässigen Prüfprozess für bis zu 4.000 Teile pro Minute: Sie ist das Herzstück der optischen Prüfsysteme von Kistler. Die interaktive Kombination aus Werkzeuginnendrucküberwachung und optischen Inspektionslösungen bildet somit die Grundlage für ein komplettes Portfolio an Prozess- und Qualitätssicherungslösungen für die Herstellung komplexer Spritzgussteile.

Die Digitalisierung eröffnet Spritzgießern viele Möglichkeiten, ihre Produktion zu optimieren. Die neu gegründete Kistler Plastics Academy lädt Unternehmen ein, ihre Mitarbeiter auf drei Stufen schulen zu lassen: Basic Level bietet produktspezifische Schulungen; Der Advanced Level zeigt den Teilnehmern, wie sie die Kistler-Technologie umfassend nutzen können. und Expert Level konzentriert sich auf datengestützte Prozessoptimierung.

29. August 2023

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