05/04/2011 - Steigerung der Effizienz in der Produktion

Menéame

Wenn es um ein großes Produktionsvolumen geht, spielt die Frage der Effizienz eine zentrale Rolle. Effiziente Spritzgießmaschinen, benötigen effiziente Energie-Design. Die Effizienz hängt jedoch nicht nur vom Energieverbrauch der Maschinen ab. Ein effizienter Betrieb, der den gesamten produktiven Aspekt sowie die Verfügbarkeit der Maschine, die Schnelligkeit, Genauigkeit und die Wettbewerbsfähigkeit betrifft, die berücksichtigt werden müssen. Einige der neuesten Technologien, die zur Steigerung der Effizienz beitragen können, sind in diesem Artikel beschrieben.

Direktantriebe mit hohem Drehmoment

Die verteilte elektrische Energie, die in allen elektrischen oder Hybrid-Einspritzmaschinen verwendet wird, wird in der Regel durch synchrone Motoren servo. Es gibt deutliche Unterschiede zwischen diesen Motorentypen, die den Energieverbrauch beeinflussen, oder der Produktivität von Spritzgießmaschinen.

Bei herkömmlichen Synchronen-Servomotoren hingegen bieten die direkten Antriebe ein hohes Drehmoment, auch bei niedrigen Geschwindigkeiten. Sie verwenden keine Übertragungssysteme, die die Effizienz reduzieren und somit keine negativen Auswirkungen auf den Energieverbrauch, die Dynamik der Einheit, die Genauigkeit und die Wettbewerbsfähigkeit der Maschinen haben. Die minimale Trägheit in Verbindung mit der direkten Energieübertragung bietet ein hohes Maß an Dynamik (Schnitten für Beschleunigung und Bremsen) und Schlägen. Das Fehlen einer Übertragung bedeutet, dass das Gerät praktisch keine Wartung erfordert und sehr zuverlässig ist.

Die Vorteile von Direktantrieben mit hohem Drehmoment in Bezug auf die Energieeffizienz sind offensichtlich, wenn man die Dosierungseinheit betrachtet. Normalerweise ist die Dosiereinheit der Bestandteil der Spritzgießmaschine, die die meisten Energie verbraucht. Durch Erhöhung der Effizienz dieser Achse wird die Effizienz der gesamten Maschine erheblich gesteigert. Wenn hier die Direktantriebe mit hohem Drehmoment verwendet werden, ist keine Verringerung oder Erhöhung der Geschwindigkeit oder des Drehmoments aufgrund der Gurteinheiten oder der planetarischen Getriebe erforderlich, und im Gegensatz zu den Standardsynchronmotoren darf es keinen Energieverlust geben, der durch diese Bauteile verursacht wird. Daher wird die Effizienz der Dosiereinheit in der Spritzgießmaschine 90% erreichen.

Der Nutzen der Optimierung der Einheit ist viel offensichtlicher, wenn man sie als hydraulische Dosiereinheit betrachtet. Die Achsen der hydraulischen Dosierantriebe verstehen in der Regel verschiedene Komponenten. Ein Motor bewegt die Pumpe, um das Öl durch den hydraulischen Stromkreis zu bewegen. Das Öl versorgt den hydraulischen Motor durch ein Ventil, das die notwendige Rotationsbewegung erzeugt. Alle Komponenten einer Standardeinheit verlieren an Effizienz, und wenn diese Verluste sich gegenseitig vermehren, ist ihre Gesamtwirkung bei der Verwendung in Spritzgießmaschinen selten größer als 50%.

Direktantriebe mit hohem Drehmoment haben auch Vorteile, wenn sie auf anderen Achsen wie Einspritzung, Formbewegung oder Auswurf eingesetzt werden, die lineare Bewegungen erfordern. Hier ist es wieder notwendig, nicht zu reduzieren oder zu erhöhen Geschwindigkeit, oder Drehmoment, da die erforderliche Leistung direkt durch das Gerät bereitgestellt wird. Es besteht kein Bedarf an Gurten, planetarischen Getrieben oder anderen mechanischen Übertragungssystemen, die sich negativ auf die Trägheit der Einheit auswirken werden. Auch die Dynamik, Steifigkeit und Wettbewerbsfähigkeit der Achsen wird gestärkt, was wiederum zu einer Verkürzung der Zykluszeit und damit zu einer Steigerung der Effizienz der Maschine führen wird.

Verwendung des Hebelsystems

Das Hebelsystem ist ein gutes Beispiel für Technologie, die dazu beiträgt, den Energieverbrauch zu senken und die Produktivität zu steigern, und eine positive Wirkung auf Input und Output hat. Optimale Kraft-Geschwindigkeits-Funktionen erleichtern schnelle Bewegungen. Darüber hinaus wird die dynamische Sperrung und Entriegelung die Trockenzeit der Spritzgießmaschine verringern. Die mechanische Verriegelung hat eine konstante Schließkraft ohne zusätzliche Energiezufuhr. Da die Verriegelung rein mechanisch ist und weil es keinen Hydraulikzylinder in der Streckenkraft gibt, ist die Schließhebeleinheit extrem robust.

Die Technologie des Hebelsystems erlebt derzeit eine Wiedergeburt durch den Einsatz in vollelektrischen Spritzgießmaschinen. Aber wenn es in hydraulischen Maschinenverriegelungseinheiten verwendet wird, hilft das Hebelsystem, die Effizienz zu steigern und bietet hohe Zuverlässigkeit und niedrige Wartungskosten.

Kühl- und Filtertechnik

Wie die Verringerung des Energieverbrauchs ist auch die Steigerung der Produktivität das zweite Ergebnis einer höheren Effizienz der Maschine. Bei der Entwicklung neuer Produkte sind die Ziele, Ausfallzeiten zu vermeiden und die Abstoßungsraten zu senken. Die Kühlung und ein neues Filterkonzept für Hydrauliköl von Spritzgießmaschinen richten sich nach den oben genannten Zielen. Mit diesem System, das in Sumitomo (SHI) Demag unter dem Namen "active Cool&Clean" sowie dem Druckkreislauf der Maschine verfügbar ist, gibt es einen weiteren hydraulischen Kreislauf, der von einer kleinen energetischen Palettenpumpe im Niederdruckkreislauf betrieben wird und der ausschließlich für Ölfilter und Kühlöl ausgelegt ist. Dieser zusätzliche Hydraulikkreislauf ist unabhängig von anderen Hauptdruckkreisläufen und erleichtert die Verwendung von Mikrofilteröl. Der Luftstrom laminiert ohne Schwingung, auch während der Pause in Verbindung mit dem Zyklus, das Öl erhöht die Betriebsdauer um 40.000 Stunden. Außerdem erhöht es dank sauberem Öl die Lebensdauer von Pumpen, Ventilen, Zylindern und Dichtungen. Dies wird dazu beitragen, die Dauer der Arbeitslosigkeit und die Routine des Dienstes zu reduzieren, indem die Produktionszeiten pro Jahr erhöht werden. Die kontinuierliche Kühlung mit optimaler Wärmeübertragung erleichtert den erhöhten Ölfluss, was bedeutet, dass keine komplexen Kühlsysteme erforderlich sind.

Lineare Anleitungen zur Verringerung des Verschleißes der Form

Um die Verfügbarkeit bei der Produktion von Spritzteilen zu erhöhen, ist es wichtig, die Form selbst zu pflegen, indem man den Verschleiß verringert. Die richtigen Pfade dafür sind Linearführungssysteme, um eine perfekte Ausrichtung der Teller zu gewährleisten und die Abweichungen zu verringern. Das korrekte Design der Maschine wird die Parallelität der Teller über die Euromap-Empfehlungen hinweg erleichtern, so dass der Verschleiß der Form verringert wird. Darüber hinaus wird die Verringerung des Reibungswiderstands in den Führungen zu weniger Verlust und damit zu einer Steigerung der Energieeffizienz führen.

Formschutz

Das von Sumitomo (SHI) Demag entwickelte Formschutzsystem namens ActiveQ zeichnet den Kraftweg beim Schließen der Form auf. Eine Kontrollkurve kann als Hauptkurve in einem frei verstellbaren axialen Abstand aufbewahrt werden. Wenn die Kraftstrecke die Steuerkurve während der Schließbewegung schneidet, z. B. weil ein Teil in der Trennlinie gefangen ist, muss die Maschine die Schließbewegung stoppen. Verglichen mit den konventionellen Formschutzsystemen ist dieses System auch bei den maximalen Verschlussgeschwindigkeiten der Form zuverlässig, so dass die kürzeste Bewegungszeit der Form erreicht wird. Das System bietet nicht nur Schutz für Spritzformen, es reduziert auch die Zykluszeit, was zu einer Steigerung der Produktionseffizienz führt.

Rückschlagventile mit aktivem Verschluss

In den vergangenen Jahren wurden bei Elektrogießmaschinen erhebliche Fortschritte in Bezug auf Genauigkeit und Wettbewerbsfähigkeit erzielt. Bei hochpräzisen Teilen war der Schwachpunkt jedoch das Rückschlagventil; bei den verwendeten Systemen kann noch keine Auswahl oder Aktivierung aktiviert werden. Bei konventionellen, Ring- oder Kugel-Rückschlagventile hängt das Schließverhalten von mehreren Prozessparametern ab, wie z. B. Rückdruck, Dekompression, Homogenität der Schmelze oder Einspritzbewegung. Es ist nur der Schmelzdruck, der bei der Injektion erzeugt wird, der den Schiebering oder die Ventilkugel zurückschiebt, um die Dichtung zu gewährleisten. Bis zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil der zerdrückten Fusion durch das Rückschlagventil nach hinten fließen. Das Verhalten des Rückschlagventils und damit die Menge des nach hinten fließenden Materials kann mit den Prozess- oder Materialschwankungen variieren. Dies wird zu Schwankungen des verbleibenden Kissens oder des Gewichtes des injizierten Stückes führen, was wiederum zu Qualitätsschwankungen des injizierten Teils führen oder sogar zu Abstoßung führen kann.

Hier ist das aktive Schließventil nützlich. Der aktive Verschluss des Rückschlagventils am Ende des Dosierungszyklus sorgt für eine höhere Prozesskonsistenz. Durch Schließen des Rückschlagventils am Ende der Dosierung, Umdrehung der Spindelrichtung, wird ein konstantes und aktiv kontrolliertes Verhalten gewährleistet. Es erhöht die Konsistenz des Verfahrens, die Schwankungen des Kissens und des Injektionsteils werden verringert und das Risiko einer Abstoßung wird auf ein Minimum reduziert. Diese neue Technologie kann auf allen elektrischen Maschinen für Anwendungen verwendet werden, die das höchste Präzisionsniveau erfordern.

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