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Echtzeit-Checker Sensorischer Werkzeugeinleger überwacht das Spritzgießen

Quelle: Fraunhofer IST 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Fastems Systems GmbH
EPLAN GmbH
VEGA Austria GmbH

Das Spritzgießen von Kunststoffteilen ist einer der am besten geregelten Fertigungsprozesse. Doch Fraunhofer-Forscher setzen in Sachen Überwachung dabei jetzt noch einen drauf ...

Mit diesem Sensor, der am Fraunhofer IST entwickelt wurde, kann das Spritzgießen von Kunststoffteilen im Werkzeug in Echtzeit erfasst werden, um gegebenenfalls Korrekturen einzuleiten. Zu sehen ist das System auf der kommenden Hannover Messe.(Bild: Fraunhofer IST / U. Balhorn)
Mit diesem Sensor, der am Fraunhofer IST entwickelt wurde, kann das Spritzgießen von Kunststoffteilen im Werkzeug in Echtzeit erfasst werden, um gegebenenfalls Korrekturen einzuleiten. Zu sehen ist das System auf der kommenden Hannover Messe.
(Bild: Fraunhofer IST / U. Balhorn)

Die ökonomische und ökologische Herstellung von Kunststoffteilen mittels Spritzgießmaschine und entsprechendem Werkzeug erfordert eine hohe Prozesssicherheit. Dazu ist eine genaue Erfassung und Überwachung relevanter Parameter wie Temperatur- oder Druckverläufe erforderlich. Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST präsentiert deshalb auf der Hannover Messe vom 22. bis 26. April 2024 eine Echtzeit-Datenerfassung, die unmittelbar im laufenden Prozess mittels integrierter und verschleißfester Dünnschichtsensoren verwendet werden kann. Das Besondere dabei sei, dass die tribologisch beständigen multifunktionalen Sensorsysteme direkt auf der Werkzeugoberfläche abgeschieden werden, sodass eine Messung in den Hauptbelastungszonen möglich werde.

Echtzeiterfassung der Bauteilgeometrie im Entstehungsprozess

Ein Beispiel ist die Entwicklung eines multifunktionalen Dünnschichtsensor-Systems, das auf einem austauschbaren Werkzeugeinsatz appliziert ist. Ein speziell angepasstes Sensordesign mit insgesamt 13 Messstellen erlaubt, wie die IST-Forscher erklären, eine ortsaufgelöste Messung der kompletten Fließfront der Kunststoffschmelze, wenn sie durch die Werkzeugkavität gedrückt wird. Die thermoresistiven Sensoren seien dabei so verteilt, dass sie die Bauteilgeometrie messtechnisch abbilden können. Die gewonnenen Messdaten werden durch eine speziell an die Sensorik angepasste Elektronikeinheit in Echtzeit ausgelesen und direkt verarbeitet. Störungen und potenzielle Schwachstellen könnten dadurch sofort erkannt und Korrekturen und Anpassungen kurzfristig umgesetzt werden. Maschinelle Lernalgorithmen, die auf einem Edge-Gerät implementiert wurden, ermöglichen darüber hinaus eine zuverlässige Bestimmung der Bauteilqualität. Das Ergebnisse der Datenanalyse wird schließlich als Farbsignal an der Anlage ausgegeben – und zwar noch bevor sich das Werkzeug nach dem Spritzvorgang wieder öffnet, um das Bauteil auszuwerfen.

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