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恩格尔在Fakuma 2018:灵活生产,最小批量

2018-09-14

现代塑料 2018年9期
关键词:恩格尔注塑机温度控制

从汽车到电子设备,越来越多的产品正在呈现出日益多样化的设计。就生产而言,这意味着更小的批量。2018年10月16~20日,在德国腓特烈港举行的Fakuma 2018展会中,恩格尔奥地利公司(展位:A5-5204)将通过两个创新应用,来证明如何在小批量的生产中实现大批量生产的效率和经济性。

全自动更换实现变品种生产:3项技术同时首秀

在Fakuma 2018展会中,恩格尔将利用一个高度集成的生产单元,来庆祝3项技术的同时首秀,该生产单元将采用ABS材料生产由两个组件构成的卡尺:为极快速地更换模具镶块,一个完全自动化的解决方案将首次亮相;新的120规格的全电动、无拉杆e-motion TL 系列注塑机将呈现在观众面前,它拥有1 200 kN 的锁模力;作为第三个首秀技术,电子温度控制的e-flomo水歧管的扩展功能也将得到展示。

由Braunform制造的模具装有专利的快速更换机构,允许在1 min之内更换产品(图片来自Braunform)

通常,产量低于1 000的小批量生产对注塑成型提出了特殊的挑战。为了以更经济的方式实现大量变品种的生产,通常需要使用可更换镶块的模具。在Fakuma展会中,恩格尔将与Braunform公司(德国Bahlingen)及其他系统合作伙伴一起,展示这方面的最新进展。所展示的系统解决方案允许在不到1 min的时间内,完全自动化地更换模具镶块。为此,恩格尔e-motion 170/120 TL 注塑机配备的模具将含有Braunform公司专利的快速更换机构。

为了清晰地展示这一新的解决方案所具有的潜力,两个形状不同的卡尺组件,将交替地被快速生产出来。仅在3次注射后,注塑机就向集成的恩格尔easix关节机器人发出警报:批量已经完成,解锁模具镶块。该机器人首先取出最后生产出的组件,然后更换夹持器并更换模具镶块。从一个可用部件到另一个可用部件,这一过程只需1 min。注塑机与周边设备之间的通信,是通过authentig,即恩格尔子公司TIG的MES实现的,该软件向注塑机和机器人提供部件数据设置。

4.0 辅助确保生产最高合格品的可用部件

这项应用的挑战之一是,两个组件的注射量变化很大。为确保在设置后随着第一次注射而连续地生产出可用的部件,注塑机需要借助恩格尔注射4.0方案中的3个智能辅助系统而不断进行自我优化。其中,iQ weight control调整每一次注射的熔体量;iQ clamp control计算最佳的锁模力并自动设定它;iQ flow control根据e-flomo确定的测量值,自动补偿冷却水歧管回路中的温差,并将e-temp温度控制单元的泵转速调整到符合当前的工艺条件。

这种电子温度控制的e-flomo水歧管还有助于缩短安装时间。模内歧管回路的自动顺序吹扫,确保了在取出模具或模具镶块之前,滞留在温度控制通道中的水和可能的污垢被完全排出。安装时,这种新的功能保证了温度控制通道的最佳通风。与传统的人工吹扫相比,这种自动化的过程节省了时间,还允许延长模具维修的间隔时间。由于在人工操作过程中,在压力空气的作用下,所有的通道都不能均匀通风,导致残留的水可能滞留在通道中并引起腐蚀,而自动吹扫则消除了这种风险。

所有装置的紧凑集成

在Fakuma展会中,真正引人注目的是以easix机器人为中心的生产单元极为紧凑的布局。该机器人负责操作模具镶块和组件、对注塑成型部件进行标记及组装以及从生产单元中取出卡尺等所有的工作。为此,注塑机、夹持器和模具镶块的存储站、激光打印机、装配装置及输送装置等,按星形被安排在机器人的周围。

有两个因素特别有助于以极节省空间的方式来安排各个单独的部分,一是easix机器人可自由界定的禁止区域,二是e-motion TL 注塑机无拉杆的锁模单元。由于能够无障碍地进入模具区域,因而允许机器人的移动可以非常靠近锁模单元而不受运动约束。

凭借这一完全自动化的生产单元,系统合作伙伴恩格尔与Braunform正在寻求小批量生产彼此相似的物品或者具有明显差异的物品的客户。典型的产品是消费品,如书写工具,以及汽车和电子领域的技术部件,此外还包括一系列的医疗技术产品。

无拉杆和全电动——现在锁模力已达1 200 kN

凭借1 200 kN的锁模力,新的e-motion 120 TL注塑机成为该系列中最大型的机器。这种机器向高锁模力方向的扩展,表明恩格尔对“多型腔模具的应用日益增多”的发展趋势给予了高度关注。在没有任何拉杆的情况下,模具安装模板可以得到充分利用,从而可以将大型模具安装在相对较小型的注塑机上。这也是生产形状复杂部件的一大优势,生产这类部件要求模内要有抽芯和滑块。现在,决定机器规格大小的是实际需要的锁模力,而不是模具的尺寸,这既节省了新投资的成本,也节省了当前的运行成本。

为确保模具的长期使用寿命以及始终如一的高产品质量,恩格尔的全电动、无拉杆高性能注塑机配有高度灵敏的模板平行度调整。该系列的机器通常被用于生产电子和医疗技术行业中极为小巧的精密部件。

一种用于无数设计选项的工艺:仅在一步加工中实现设计、结构和功能

随着其foilmelt 技术的发展,在Fakuma 展会中,恩格尔将展示至今尚不存在的一种非常灵活的卷到卷的IMD应用。这项由系统合作伙伴恩格尔、Leonhard Kurz(德国 Fürth)、Schfe(r奥地利Schwertberg)和Isosport Verbundbauteile(奥地利Eisenstadt)联合开发的应用,允许一个接着一个,快速地完成热成型、背部注射和冲孔,从而卷到卷地在模内实现最多样化的表面结构。

为实现变品种的全自动化生产,该生产系统将注塑机与一台关节机器人、一个夹持器和模具镶块的存储站、一台激光打印机、一个装配装置和一个输送装置(用于运送可随时供使用的装配好的卡尺)集成在一起(图片来自恩格尔)

值得一提的是,可能的材料组合所带来的广泛性。利用电容电子而得到功能化的箔、采用面漆的多层箔系统,以及结构的、背部可发光的或开孔的系统,如木纹,可从卷料进行加工。除典型的材料如ABS、PC或PC/ABS外,PP也能被用于背部注射。为了改变装饰、结构和功能,仅需更换卷材,而无需改变模具。

凭借1 200 kN的锁模力,新的e-motion 120 TL注塑机成为该系列中的最大型机器(图片来自恩格尔)

在其展台上,恩格尔将在一台集成了viper 20线性机械手的duo 1060/350注塑机上生产拥有不同装饰的三维复杂样品部件,以此证明这项准备用于批量化生产的技术所具有的高度灵活性。其中,为汽车内饰以及为电子和白色家电行业生产外观部件的制造商是这项技术的目标群体。

截至2019年1月,在位于奥地利Schwertberg总部的新的恩格尔技术中心中,该生产单元将可用于技术演示、材料测试和客户的特定开发。

模块化、高柔性的安全防护装置

在Fakuma展会中,通过foilmelt 生产单元展示的另一项创新是恩格尔依据EN ISO 14120而开发的新的安全防护装置,到2018年10月,它将适用于所有自动化的注塑机和集成的系统解决方案。这项开发再一次地体现出了高度的灵活性与高度的经济效益的结合。模块化的概念允许非常简单的配置以及同样方便的装配。对安全面板和功能元素如开口、旋转门和推拉门的综合选择,允许即使是单个布局也能实现成本效益。

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