Prozessüberwachung im Spritzguss

Kistler-Drucksensoren im Werkzeug reduzieren den Ausschuss

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Medizinprodukte sind ein Schwerpunkt beim Spritzgussspezialisten Tessy Plastics. Für den Mikrospritzguss setzt dieser inzwischen Prozessüberwachungssysteme auf Basis von Piezosensoren ein (Bild: Kistler)
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Piezoelektrische Sensoren und Systeme von Kistler messen und analysieren den Werkzeuginnendruck während des Spritzgießens. Durch die Prozessüberwachung direkt in der Kavität lässt sich Ausschuss vermeiden.

Suzanne Graeser Bieri
Kistler Instrumente, Winterthur/Schweiz

Die Qualität von Spritzgussteilen ist etwas, das Ben Passetti sehr ernst nimmt. Der Forschungs- und Entwicklungsingenieur mit 15 Jahren Erfahrungrbeitet bei der US-amerikanischen Tessy Plastics, Corp., die als Auftragsfertiger unter anderem medizinische Geräte herstellt. Ein Fokus liegt auf dem Mikrospritzguss für die Medizintechnik. In diesem herausfordernden Bereich sind laut Pasetti enge Toleranzen zu erreichen, wenn man mit Werkzeugpartnern zusammenarbeitet.

Ein Beispiel für so eine Kooperation ist der Einsatz des Scientific Injection Molding (SIM) der Kistler Instrumente AG aus Winterthur in der Schweiz. Das SIM nutzt Tessy Plastics, um den Spritzgussprozess vom Anfang bis zum Ende zu optimieren. Zum System gehören Werkzeuginnendrucksensoren und Prozessüberwachungssysteme, die alle Aufgaben vom Messen über das Überwachen bis zum Dokumentieren des Werkzeuginnendruckverlaufs übernehmen.

In der Vergangenheit hatte Tessy bereits Erfahrungen mit Drucksensoren gemacht, aber noch nicht im Mikrobereich. Hier sollten sich die Drucksensoren von Kistler beweisen, um festzustellen, ob sich die bis dahin beobachteten Abweichungen zwischen den Maschinen nachweisen lassen würden. „Nachdem wir festgestellt hatten, wie effektiv die Drucksensoren von Kistler diese Aufgabe erfüllen, haben wir uns entschieden, sie in unsere Maschinen zu integrieren“, sagt Passetti. Besonders wichtig war ihm, nicht nur die Unterschiede zwischen den Spritzgießmaschinen festzustellen, sondern auch zu verhindern, dass eine Form überfüllt oder unvollständig gefüllt wird – und das in Echtzeit. Seit die Toleranzgrenzen durch piezoelektrische Sensoren im Werkzeug überwacht werden, sind Prozessabweichungen so früh erkennbar, dass sich Ausschuss weitgehend vermeiden lässt.

Zusätzlich zu den Werkzeuginnendrucksensoren setzt Tessy auch den XY-Monitor Maxymos und das Prozessüberwachungssystem Comoneo für die vernetze Spritzgussproduktion ein. Das Maxymos-System soll zeigen, wie das Bauteil tatsächlich aussieht und sicherstellen, dass es vollständig geformt ist. Das Prozessüberwachungssystem Comoneo soll zeigen, was in der Spritzgießform selbst passiert und so Genauigkeit und Wiederholpräzision steigern. Damit ließ sich eine Qualitätssicherung über die Stufen der Wertschöpfungskette etablieren. Und auch im Montagebereich ist Sensorik im Einsatz. Sie hilft, Details anzupassen, um so zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. „Die Kunden suchen heute aktiv nach technologisch anspruchsvolleren Lösungen“, sagt Passetti. Wo Wettbewerbsvorteile zu erwarten seien, würden sie auch Risiken eingehen.

Passetti fasst zusammen: „Indem wir direkt in der Form sehen, was vor sich geht, können wir die fehlerhaften Teile früher identifizieren, Ausschuss vermeiden und unseren Wirkungsgrad über die gesamte Messkette verbessern.“ In den USA gebe es aktuell nur sehr wenige Unternehmen, die Mikrospritzguss in Kombination mit Sensorik einsetzen. „Ich bin überzeugt, dass Tessy bei der Sensorintegration im Mikrobereich und in Mikrospritzgießmaschinen weiterhin führend sein wird.“

www.kistler.com


Der XY-Monitor Maxymos ist bei Tessy Plastics in das Automatisierungssystem integriert
(Bild: Kistler)

Was Drucksensoren im Spritzguss leisten

Die Überwachungs- und Steuerungssysteme Maxymos und Comoneo, kombiniert mit Drucksensoren, eröffnen viele Möglichkeiten, das Spritzgießen zu optimieren und eine Null-Fehler-Produktion, 100%ige Qualitätssicherung sowie optimierte Zykluszeiten und erhöhte Produktionseffizienz zu erreichen.

Bei Tessy Plastics sind folgende Produkte im Einsatz:

  • Werkzeuginnendrucksensoren – Piezoelektrische Drucksensoren eignen sich, um hochdynamische, dynamische und quasistatische Druckverläufe oder Pulsationen zu messen. Kistler bietet hierfür anpassbare Lösungen.
  • Comoneo – Dieses Prozessüberwachungssystem nutzt das Werkzeuginnendruckprofil, um die Qualität eines Spritzgießteils zu überwachen und zu bewerten. Das System analysiert die qualitätsrelevanten Abschnitte der Messkurven und separiert die Schlecht-Teile.
  • Maxymos – Die XY-Monitore zur Prozessüberwachung ermöglichen es, die Qualität eines Produktes oder eines Produktionsschritts anhand einer Kurve zu überprüfen und zu beurteilen. Der Anwender nutzt Bewertungselemente, um die Kurvenauswertung an die Aufgabe anzupassen. Das System entscheidet dann, ob ein Teil gut oder schlecht ist.

Zum Anwender

Das 1973 gegründete Unternehmen Tessy Plastics, Corp., hat mehrere Standorte im Bundesstaat New York und ist Auftragsfertiger für medizinische Geräte.

tessy.com


Kontakt zum Hersteller der Sensoren und Systeme:

Kistler Group
Eulachstrasse 22
8408 Winterthur/Schweiz
Tel. +41-52-224-11 11

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