Forminnendruck-Sensoren bei mehrkavitätigen Werkzeugen

    • Forminnendruck-Sensoren bei mehrkavitätigen Werkzeugen

      Hallo liebe Kunststoff-Gemeinde!

      Ich würde gerne eure Meinung zu der "Sinnhaftigkeit" von Forminndruck-Messungen bei hoch- bzw. höherkavitätigen Werkzeugen (32- bis 64-fach) erfahren! Es geht darum, dass mir ein Werkzeugbauer sagt es sei "überflüssig" bei einem 64-fach Werkzeug beispielsweise vier oder acht Forminnendrucksensoren zu verbauen, "da das Werkzeug von Haus aus ausbalanciert und eine gleichmäßige Formfüllung gewährleisten muss" und wenn "dann muss jede Kavität mit einem Sensor ausgestattet werden". Nun die Frage, ob ich anhand des Füllverhaltens von "wenigen" Sensoren dieses Verhalten nicht auf alle Kavitäten verallgemeinern kann?! Meiner Meinung nach sind zumindest "einige wenige Sensoren" besser als ein "blindes Vertrauen in das Werkzeug" (zumal sich dieser Werkzeugbauer bis jetzt nicht mit Ruhm bekleckert hat, wenn's um umbalancierte Werkzeuge ging...). Meine Kollegen (und auch der Projektleiter) sind jedoch ebenfalls der Meinung, dass es "nichts bringt", wenn man dann nicht alle Kavitäten überwacht und dass man quasi "Glück" haben müsste, wenn bei einem anderen Füllverhalten der Kavitäten dann genau diese Kavität auch mit einem Sensor ausgestattet ist. Mir fehlt irgendwie die Beweisführung, bzw. schlüssige Argumente, dass es eben nicht sein muss, alle Kavitäten mit Sensoren zu bestücken. Ich hoffe, ich konnte mich wenigstens halbwegs klar ausdrücken und freue mich sehr auf eure Antworten! Ich freue mich aber auch, wenn ich total daneben liege mit meiner Vermutung; dann hätte ich zumindest wieder was gelernt!! 8o
    • Meine Meinung zu Sensoren im Werkzeug: Absoluter Muss. Immer.

      Euer Werkzeugbauer spricht davon, dass das Werkzeug balanciert ist. Dabei vergisst er viele Details, die einen Einfluss auf das Füllverhalten haben. Bei Kunststoffen liegen in der Regel laminare Strömungen vor. Der Druckverlust ist dabei in 2. Potenz vom Durchmesser abhängig. Gibt es einen Kanal mit ø3mm und einer Toleranz von 0,01mm, ergeben sich schon Unterschiede im Volumenstrom von ca. 1%. Dies gilt aber nur für den newtonschen Bereich von Kunststoffen. Ist die Scherrate hoch genug, geht der Kunststoff in den strukturviskosen Bereich über. Da wird sich der Volumenstrom ändern, da die Viskosität nicht mehr konstant ist. Die Scherrate ist dabei in 4. Potenz vom Durchmesser abhängig. Je nach Kunststoff und Prozessfenster kann sich dies ausgleichen oder schlimmer werden. Bedingt durch die vielen gegenseitigen Abhängigkeiten, muss dies ganze über eine Simulation berechnet werden.

      Es ist auch nicht notwendig alle 64 Kavitäten mit einem Sensor auszustatten. Es ist teuer und unnötig. Stattdessen sollten die Kavitäten geschickt gewählt werden. Da kann dir @Behrens es wesentlich besser erklären, da er damit schon einiges an Erfahrung gesammelt hat.

      Viele vergessen auch, dass Kunststoff ein statistisches Material ist. Die Viskosität unterscheidet sich von Charge zu Charge leicht, aber auch von Granulatkorn zu Granulatkorn. Es ist technisch nicht machbar einen Kunststoff herzustellen, wo alle Molekülketten exakt gleich lang sind. Dieser Aspekt muss beachtet werden und mit Sensoren ist es möglich diese Schwankungen nahezu vollständig auszugleichen. So kann man die Maschine vor sich arbeiten lassen und der Kunde kriegt keiner teilweise gefüllten Teile. Die QS muss auch nicht stichprobenartig nach diesem Fehlerbild suchen, da die Maschine dies aussortiert. Die anfängliche Mehrinvestition amortisiert sich schnell durch den geringeren Prüfaufwand.

      Die Einstellung eures Werkzeugbauers zu Sensoren zeigt auch direkt seine Qualitäten auf. Mit Sensoren kann direkt belegt werden, ob der Werkzeugbauer wirklich sauber gearbeitet hat. Ein Werkzeugbauer aus dem Premiumbereich hat keinerlei Probleme mit Sensoren, da er die Qualität liefert, die technisch machbar ist. Bei den Werkzeugen könnte man auf Sensoren verzichten, aber bei den Preisen für diese Werkzeuge ist es auch keine Ersparnis. Da nimmt man die Sensoren mit und kann noch andere Effekte überwachen, wo man nicht direkt darauf kommt.
      Drängt ein Werkzeugbauer auf den Verzicht von Sensoren, spricht dies nie für die Qualität des Werkzeugbauers. Er pfuscht das Werkzeugbau am Ende noch zusammen, damit es halbwegs passt. Mit Sensoren ließe sich dieser Pfusch nachweisen.

      Edit: Ich hab einfach mal eine schnelle Simulation gestartet. Dabei ist der Durchmesser am Anfang auf 3mm eingestellt. Geht die Schmelze den linken Weg, verringert sich der Durchmesser auf 2,99mm. Beim rechten Weg vergrößert sich der Durchmesser auf 3,01mm. Somit sind alle vier Fälle(2,99/2,99; 2,99/3,01; 3,01/2,99; 3,01/3,01) abgedeckt. Wie man sieht, wird die Scheibe mit den dünnsten Durchmessern zuerst gefüllt und zuletzt die Scheibe mit jeweils 3,01mm. Somit ist es absolut notwendig Sensoren zu nutzen. Gibt es eine leichte Schwankung in der Temperatur oder Viskosität des genutzten Kunststoffs, tritt eine ungleichmäßige Füllung ein. Dabei spielt es keine Rolle, ob durch die HK-Temperatur alles balanciert füllt. Weicht man leicht vom eingestellten Wert ab, ergibt sich immer das Fehlerbild unvollständig gefüllte Teile.
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    • Glückwunsch @Immun, verfolge das Themma weiter, denn die gesamte Spritzgussbranche hat hierzu 40 Jahre *Nachholbedarf*, man könnte auch sagen: Die Prozesslehre in der Spritzguss-Branche hat eine wichtige Technik 40 Jahre ignoriert/verschlafen!


      Ich weiss, meine Überzeugungen zu dem Themea machen mich verdächtig, jedoch: Ich verkaufe keine Innendruckfühler, habe auch null Interesse daran :thumbsup:

      Meine Leidenschaft/Überzeugung zu dem Thema resultiert nur aus dem großen jahrelangen Erfolg mit dieser Technik!


      @Immun, schau mal unter Werkzeuginnendruck Das Thema ist hier im Forum schon oft diskutiert ..... egal was andere Dir erzählen ... bleib da immun :thumbsup:

      Hier der Link einer Veröffentlichung zum Thema boida.com/userdata/5067/upload…fzeitschrift_7_8_2010.pdf

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    • Es gibt Werkzeuge z.B. im sensiblen Medizinbereich, bei denen jede Kavität mit Sensoren überwacht wird. Zusätzlich werden die Teile dann auch noch kavitätsgeordnet abgelegt, so dass tatsächlich einzelne Fertigteile, die nicht die erforderlichen sensorischen Erfassungen gebracht haben, automatisch aussortiert werden können. Und das bei Werkzeugen mit mehr als 64 Kavitäten. Diese Firmen erreichen damit (und natürlich mit der dann folgenden Anpassung der Werkzeuge) praktisch eine 100% Kontrolle ihrer Produktion.
      Durch diese Maßnahme kann der Ausschuss praktisch auf Null reduziert werden. Und dann rechnet sich die Maßnahme recht schnell, vor allem, wenn es sich um Millionen von Teilen in sehr kurzer Zeit handelt.
    • Servus zusammen!

      Erstmal vielen Dank für eure tollen Hinweise und eure Einstellung zum Thema "Forminnendruck"! Mir liegt das ganze Thema auch sehr am Herzen, da auch für mich diese Technik/Sensorik sehr essentiell ist und ich einfach so viele Informationen anhand der Grafiken/Kurven ablesen kann und dadurch weiß bzw. ableiten kann, was eigentlich in der Kavität gerade geschieht. In meinem aktuellen Fall kommt noch einiges erschwerend hinzu: Zum einen handelt es sich um wirklich kleine und leichte Teile (Höhe ca. 10mm / Kanten-Seitenlänge ca. 4mm / Gewicht ca. 0,06 gr.); zum anderen soll 100%ig garantiert werden, dass alle Seitenflächen (Wandstärke ca. 0,25mm) verschlossen sind, möglichst keine/wenig Bindenaht im Bereich der Seitenflächen sind und der "obere Rand" (gegenüberliegend der Anspritzung mit Nadelverschluss) voll ausgespritzt wird. Beim zu verwendenden Material handelt es sich um ein PE-HD; zum besseren Verständnis findet ihr ein Bildchen zu den Artikeln... Mir ist leider aber immer noch nicht ganz klar, ob es quasi "genügt", 8 Sensoren zu verbauen und dadurch die Qualität von allen 64 Kavitäten zu gewährleisten?! Evtl. hat einer von noch eine Idee, wie ich meine Kollegen davon überzeugen kann, dass das schon Sinn macht und nicht nur für mich bzw. unsere Einsteller ein "nettes Gimmick" ist, sondern darüber ganz klar die Qualität der Artikel entscheidend verbessert werden kann!


      Kapillare.jpg
    • Hallo @Immun, zu klären wäre, ob überhaupt bei diesem "Miniteil" eine geeignete Fläche (Abzeichnung und Größe des Fühlers) vorhanden ist. Ideal wäre es, den Fühler nahe Fließwegende zu positionieren. Der am Markt verfügbar kleinste Fühler hat Durchmesser 1mm. Ich würde "Faktor 4", also 16 Fühler empfehlen, womit eine hohe Sicherheit erreichbar wäre. Um die Qualität stabil zu erzeugen, wäre auf jeden Fall das Regeln mit den Fühlern empfehlenswert! Die Anzahl macht ein externes Gerät notwendig, mit dem man auch optimal das 16fach-Umschalten auf Nachdruck regeln kann.
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    • Bei dem Artikel und den Qualitätsanforderungen nimmt euer Werkzeugbauer den Mund so voll? Hier muss eine maschinelle Qualitätskontrolle direkt an der Kavität stattfinden. Ansonsten wird euer Kunde jede produzierte Charge reklamieren und eine wirtschaftliche Fertigung wäre damit nicht möglich.

      Bei der Position der Drucksensoren müsstest du mit dem Kunden klären, welche Flächen die Spuren zeigen dürfen. Die entstehenden Abdrücke sind jetzt nicht so groß, aber sichtbar. Anhand dieser Angabe kannst du dann schauen, wie man den Sensor am besten platziert.