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Indipendentemente dalle dimensioni del pezzo o dal tipo di plastica, i tre fattori principali che influenzano la qualità dei prodotti stampati a iniezione sono la pressione, la temperatura e il tempo. Mould Hotrunner Solutions (MHS), con sede a Georgetown, Ontario, ha ottimizzato questi parametri quando ha lanciato la micro macchina per stampaggio a iniezione M3 nel 2016. Questo sistema di stampaggio a iniezione chiavi in mano e senza scarti offre nuove funzionalità ai produttori di dispositivi medici e prodotti elettronici. Lo sviluppo interno del sistema, compresi gli ugelli a canale caldo Rheo-Pro e la tecnologia di stampaggio ISOKOR, consente alla macchina M3-D08 di produrre in modo efficiente e accurato microparti con accesso diretto di dimensioni fino a 1,3 mg.
UN???? Abbiamo creato un nuovo processo di stampaggio a iniezione per soddisfare le esigenze che altri produttori di macchine non possono soddisfare, â????? Lo ha detto il fondatore di MHS, Harald Schmidt. UN???? M3 è il primo sistema di stampaggio a iniezione in grado di produrre microparti di alta qualità in un processo misurabile e ripetibile. UN???? Tuttavia, l’azienda ha visto l’opportunità di migliorare ulteriormente le proprie capacità. Nel 2020, MHS ha iniziato ad espandere l'M3 da un singolo modulo con 8 cavità per microparti a quattro moduli da 8, ottenendo una versione a 32 cavità a velocità più elevata. La nuova ALPHA M3-D32 combina robotica e sistemi di controllo avanzati per ottenere una produttività più elevata senza compromettere la qualità.
La tecnologia di automazione flessibile consente a MHS di ottimizzare M3 e altri prodotti nel suo portafoglio prodotti. MHS fornisce soluzioni per componenti di varie dimensioni nei settori dell'imballaggio, automobilistico, edile e dei beni di consumo. Fondata nel 2002, MHS è impegnata nella creazione di macchine per lo stampaggio a iniezione e sistemi a canali caldi innovativi per migliorare la produttività, la qualità delle parti e l'impatto ambientale. L'azienda ha sede in Canada e, come parte della famiglia Westfall Technik, mantiene un'influenza su scala globale.
MHS si impegna ad eliminare molti difetti di vecchia data nel processo di stampaggio a iniezione durante la progettazione dell'M3. Tradizionalmente, il processo inizia quando i pellet di plastica cadono dalla tramoggia nel fusto tubolare. La coclea sposta le particelle in avanti e il riscaldatore esterno al cilindro le scioglie. La plastica raggiunge la temperatura e la viscosità richieste prima di raggiungere l'ugello per essere iniettata nello stampo. A differenza dello stampaggio a iniezione tradizionale, i canali caldi utilizzano otturatori e canali caldi interni per ridurre la quantità di rifiuti di plastica inutili che vengono riciclati o scartati dopo lo stampaggio. Tuttavia, non possono eliminare completamente i rifiuti, solo alcune plastiche possono essere macinate e riutilizzate.
L'originale M3 a otto cavità deve garantire che ogni volta che si apre lo stampo appaia un pezzo perfetto. La macchina richiede un movimento orizzontale e verticale coordinato per spostare uno stampo da 500 libbre con una precisione di 10 micron in una frazione di secondo. Queste sfide rendono molto difficile progettare una macchina ripetibile che possa semplicemente mantenere parametri accurati di pressione, temperatura e tempo. Man mano che il team espande le dimensioni della macchina nel 2020, mantenere questi movimenti precisi e le funzioni del canale caldo diventa ancora più importante.
MHS si è rivolta a Beckhoff Automation per una nuova soluzione di controllo attraverso la costruzione iniziale dell'M3 nel 2016, ed è stata in grado di utilizzare la stessa architettura di controllo per progettare un sistema a 32 cavità. UN???? Beckhoff lavora con MHS dal 2012, quando aveva bisogno di maggiori capacità di automazione, rete e accesso remoto, â???? Paul Pierre, direttore delle vendite regionali di Beckhoff Canada, ha affermato. M3 raggiunge questi obiettivi attraverso molteplici soluzioni in esecuzione sul PC industriale (IPC) Beckhoff C6920. Il computer industriale del quadro elettrico è dotato di un processore Intel Core i7 quad-core. UN???? C6920 IPC ci fornisce una potente piattaforma per realizzare tutte le funzioni richieste, cosa quasi impossibile con i PLC tradizionali, â???? L'ingegnere di automazione di MHS Amir Abbas Shoraka, Sr. ha spiegato.
M3 dispone di un pannello di controllo widescreen CP3921 per l'hardware HMI. Questo display multi-touch da 21,5 pollici consente a MHS di riconfigurare l'interfaccia di controllo per adattarsi meglio al processo di microstampaggio. Secondo Kai Thielen, responsabile tecnico di MHS, in combinazione con l'IPC C6920, MHS fornisce un HMI con più variabili di registrazione e un'interfaccia utente più intelligente. L'ampio schermo garantisce un'elevata trasparenza dell'interfaccia utente e migliora la formazione degli operatori. Abbiamo sviluppato le nostre funzioni nel layout del software HMI. non abbiamo-? ? Non hai seguito ciò che hanno fatto gli altri fornitori di macchine per lo stampaggio a iniezione——? ? ? ? Vogliamo qualcosa di più facile da capire e più trasparente, â????? Thielen ha detto.
L'apertura del sistema del software di automazione TwinCAT 3 fornisce la migliore piattaforma di ingegneria per M3. La piattaforma di controllo aperta basata su PC comunica in modo efficace attraverso tutti gli standard IT e l'hardware di altri fornitori industriali. Insieme al facile accesso remoto, TwinCAT consente a MHS di inviare i dati del registratore via e-mail e supporta anche l'archiviazione nel cloud, poiché molti utenti finali non desiderano garantire l'accesso alla rete. La maggior parte degli utenti finali del microstampaggio preferisce archiviare i dati localmente invece di connettere la macchina al cloud. Tuttavia, le soluzioni di raccolta dati sono la chiave per fornire supporto tecnico di alta qualità e miglioramento dei processi.
Il sistema Ethernet industriale EtherCAT fornisce comunicazione in tempo reale per architetture di movimento complesse. Poiché le microparti utilizzano pochissima plastica, è difficile mantenere la temperatura di lavorazione senza danneggiare il materiale. Il processo MHS non riscalda la plastica fusa alla temperatura di lavorazione prima che raggiunga l'otturatore, prolungando così il tempo di lavorazione della plastica e riducendo significativamente gli sprechi.
Il terminale EtherCAT di ingresso per termocoppia a quattro canali EL3314 e il software di controllo della temperatura TF4110 in TwinCAT rendono possibile l'implementazione. MHS utilizza 14 riscaldatori con un requisito di tolleranza di ±0,1°C. EL3314 e il software di controllo della temperatura hanno dato risultati eccellenti. I servoazionamenti Beckhoff includono anche la scheda di interfaccia encoder AX5721 per supportare gli encoder lineari Heidenhain ad alta risoluzione. Per quanto riguarda gli I/O e la sicurezza dell'azionamento, la tecnologia TwinSAFE controlla i blocchi di sicurezza, gli arresti di emergenza e le opzioni Safe Torque-Off (STO).
Per gestire le esigenze di movimento dello stampo, il servoazionamento AX5000 di Beckhoff fornisce energia al servomotore lineare AL2815 con movimento orizzontale e al servomotore lineare AL2412 con movimento verticale. UN???? Senza le funzionalità in tempo reale di EtherCAT negli I/O e negli azionamenti, sarebbe impossibile raggiungere rapidamente una precisione di 10 micron. Craig ha spiegato. La versione a 32 cavità aggiunge anche un robot ad alta velocità con ingresso laterale, che si sposta di 1.000 millimetri nella cella a una velocità di 0,4 millisecondi, quindi si sposta di 0,4 millisecondi. Ciò è reso possibile dall'azionamento AX5000, da due servomotori AM8042 e da un resistore esterno. UN??? Questa applicazione â????? La complessa architettura di controllo del movimento richiede una stretta collaborazione, soprattutto durante la regolazione degli assi lineari, â????? - aggiunse Pierre. UN???? Lavorare insieme durante tutto il processo ci consente di costruire forti rapporti con gli ingegneri MHS. UN????
La tecnologia Beckhoff supporta le soluzioni per l'industria della plastica introdotte da MHS, inclusa l'originale M3 e le versioni più grandi. UN???? L'automazione basata su PC di Beckhoff ci ha aiutato a ottenere la precisione delle curve di movimento lineare dinamico, dei registri e-mail per prevenire malfunzionamenti, della connessione al cloud e della comunicazione con dispositivi di terze parti come fotocamere e essiccatori di resina, Â? ? ? Ha detto Soraka. Ancora più importante, MHS implementa un accurato profilo di controllo del riscaldatore per raggiungere e mantenere la plastica? ? ? ? Controllo della temperatura di lavoro e della qualità del ciclo durante l'iniezione del pezzo. Soprattutto nell'ALPHA M3-D32, 62 controller del riscaldatore lavorano in una piattaforma di controllo che controlla l'asse mobile e la logica di funzionamento della macchina in un ciclo di 5 millisecondi. ???? Oltre alla robotica, M3 fornisce anche alcune lavorazioni intelligenti sulla macchina e un sistema di visione per l'ispezione dei pezzi e la sicurezza dello stampo, collegato in rete tramite EtherCAT. Lo abbiamo fatto con lo stesso potente controller della macchina basato su PC senza alcuna perdita di prestazioni. ? ? ? ? Sulla base del successo di MHS nell'utilizzo di EtherCAT, l'azienda è entrata a far parte del gruppo tecnologico EtherCAT, che è il più grande gruppo di utenti di bus di campo con oltre 6.000 membri.
La macchina M3 originale produceva una media di 170.000 microparti in un giorno lavorativo, senza scarti e superando lo standard del settore. Ad esempio, se il peso del pezzo è 10 mg, per produrre l'intero processo sarà necessario esattamente 1 kg di pellet di plastica. Anche con il PEEK e altri materiali ad alta temperatura, M3 raggiunge questa efficienza mantenendo gli standard di qualità. UN???? A partire dalla prima macchina M3 nel 2016, i parametri del prototipo delle parti sono coerenti con i parametri di lavorazione della produzione di massa, â???? Schmidt ha detto.
Sebbene M3-D08 riduca il divario qualitativo nel microstampaggio, ALPHA M3-D32 aumenta questa capacità fino a un livello di produttività senza precedenti senza compromettere la sua ripetibilità in termini di pressione, temperatura e tempo. Per il movimento della macchina, l'iniezione, il raffreddamento, l'espulsione e la robotica, M3 può raggiungere tempi di ciclo pari o inferiori a 4 secondi. Ciò consente alla macchina ingrandita di produrre una media di 690.000 parti al giorno, più di quattro volte. MHS continuerà a innovare in questo campo, a fornire a diversi clienti prodotti in plastica di alta precisione e si impegnerà a garantire la massima velocità e qualità nel mercato del microstampaggio.
Orario di pubblicazione: 05-nov-2021
