מכונת דפוס מיקרו משתמשת באוטומציה קיימת כדי להרחיב את היקף הייצור

אתר זה מופעל על ידי חברה אחת או יותר בבעלות אינפורמה PLC, וכל זכויות היוצרים שייכות להן. המשרד הרשום של Informa PLC הוא 5 Howick Place, London SW1P 1WG. רשום באנגליה ובוויילס. מספר 8860726.
ללא קשר לגודל החלק או סוג הפלסטיק, שלושת הגורמים העיקריים המשפיעים על איכות המוצרים המוזרקים הם לחץ, טמפרטורה וזמן. Mould Hotrunner Solutions (MHS), הממוקמת בג'ורג'טאון, אונטריו, עשתה אופטימיזציה של פרמטרים אלה כשהשיקה את מכונת הזרקת המיקרו M3 בשנת 2016. מערכת הזרקה סוהר זו ללא פסולת מספקת יכולות חדשות ליצרני מכשור רפואי ומוצרים אלקטרוניים. הפיתוח הפנימי של המערכת, לרבות חרירי Rheo-Pro hot runner וטכנולוגיית דפוס ISOKOR, מאפשר למכונת M3-D08 לייצר ביעילות ובדייקנות חלקי מיקרו-חלקים בעלי דלת ישירה בגודל של עד 1.3 מ"ג.
א???? יצרנו תהליך חדש של הזרקה כדי לענות על הצרכים שיצרני מכונות אחרים לא יכולים לענות עליהם, â????? מייסד MHS, Harald Schmidt, אמר. א???? M3 היא מערכת ההזרקה הראשונה לייצור מיקרו-חלקים איכותיים בתהליך מדיד וניתן לחזור עליו. א???? עם זאת, החברה ראתה הזדמנות לשפר עוד יותר את יכולותיה. בשנת 2020, MHS החלה להרחיב את ה-M3 ממודול יחיד עם 8 חללים מיקרו-חלקים לארבעה 8 מודולים, והשיגה גרסה מהירה יותר של 32 חללים. ALPHA M3-D32 החדש משלב רובוטיקה ומערכות בקרה מתקדמות כדי להשיג תפוקה גבוהה יותר מבלי להתפשר על האיכות.
טכנולוגיית אוטומציה גמישה מאפשרת ל-MHS לייעל את M3 ומוצרים אחרים בפורטפוליו המוצרים שלה. MHS מספקת פתרונות לחלקים בגדלים שונים בתעשיית האריזה, הרכב, הבנייה ומוצרי הצריכה. MHS, שנוסדה בשנת 2002, מחויבת ליצור מכונות הזרקה חדשניות ומערכות לוהט רנר כדי לשפר את הפרודוקטיביות, איכות החלקים וההשפעה הסביבתית. מטה החברה נמצא בקנדה וכחלק ממשפחת Westfall Technik שומרת על השפעה בקנה מידה עולמי.
MHS מחויבת לחסל פגמים רבים ותיקים בתהליך ההזרקה בעת תכנון ה-M3. באופן מסורתי, התהליך מתחיל כאשר כדורי פלסטיק נופלים מההופר לתוך הקנה הצינורי. מזין הברגים מניע את החלקיקים קדימה, והמחמם מחוץ לחבית ממיס אותם. הפלסטיק מגיע לטמפרטורה ולצמיגות הנדרשים לפני שהוא מגיע לזרבובית להזרקה לתבנית. שלא כמו הזרקה מסורתית, רצים חמים משתמשים בשערי שסתומים וברצים חמים פנימיים כדי להפחית את כמות פסולת הפלסטיק חסרת התועלת שממוחזרת או נזרקת לאחר היציקה. עם זאת, הם לא יכולים לחסל לחלוטין את הפסולת, רק חלק מהפלסטיקים ניתנים לטחון ולעשות שימוש חוזר.
ה-M3 המקורי בעל שמונה חללים חייב להבטיח שחלק מושלם יופיע בכל פעם שהתבנית נפתחת. המכונה דורשת תנועה אופקית ואנכית מתואמת כדי להזיז תבנית של 500 פאונד בדיוק של 10 מיקרון בשבריר שנייה. האתגרים הללו מקשים מאוד על תכנון מכונה שניתן לחזור עליה שיכולה פשוט לשמור על פרמטרי לחץ, טמפרטורה וזמן מדויקים. ככל שהצוות מרחיב את קנה המידה של המכונה בשנת 2020, שמירה על תנועות מדויקות אלה ופונקציות הרץ החם הופכת חשובה עוד יותר.
MHS פנתה לבקהוף אוטומציה לקבלת פתרון בקרה חדש דרך הבנייה הראשונית של M3 ב-2016, והיא הצליחה להשתמש באותה ארכיטקטורת בקרה כדי לתכנן מערכת בת 32 חללים. א???? בקהוף עובדת עם MHS מאז 2012, כשהיא זקוקה ליותר אוטומציה, יכולות רשת וגישה מרחוק, â???? אמר מנהל המכירות האזורי של בקהוף קנדה, פול פייר. M3 משיגה את המטרות הללו באמצעות מספר פתרונות הפועלים על המחשב התעשייתי של Beckhoff C6920 (IPC). למחשב התעשייתי של ארון הבקרה יש מעבד Intel Core i7 מרובע ליבות. א???? C6920 IPC מספק לנו פלטפורמה רבת עוצמה למימוש כל הפונקציות הנדרשות, וזה כמעט בלתי אפשרי עם PLC מסורתי, â???? מהנדס אוטומציה של MHS, אמיר עבאס שורקה, האב הסביר.
ל-M3 יש לוח בקרה CP3921 עם מסך רחב עבור חומרת HMI. צג רב-מגע זה בגודל 21.5 אינץ' מאפשר ל-MHS להגדיר מחדש את ממשק הבקרה כך שיתאים יותר לתהליך המיקרו-יציקה. לדברי קאי תילן, מנהל הנדסה של MHS, בשילוב עם C6920 IPC, MHS מספק HMI עם יותר משתני לוגר וממשק משתמש חכם יותר. המסך הגדול מספק שקיפות גבוהה לממשק המשתמש ומשפר את הכשרת המפעילים. פיתחנו פונקציות משלנו בפריסת תוכנת HMI. אין לנו-? ? לא עקבו אחר מה שעשו ספקי מכונות הזרקה אחרים——? ? ? ? אנחנו רוצים משהו קל יותר להבנה ושקוף יותר, â????? אמרה תילן.
פתיחות המערכת של תוכנת האוטומציה TwinCAT 3 מספקת את הפלטפורמה ההנדסית הטובה ביותר עבור M3. פלטפורמת הבקרה הפתוחה מבוססת PC מתקשרת ביעילות באמצעות כל תקני ה-IT והחומרה מספקים תעשייתיים אחרים. יחד עם גישה קלה מרחוק, TwinCAT מאפשר ל-MHS לשלוח נתוני לוגר באמצעות דואר אלקטרוני וכן תומך בארכיון בענן, מכיוון שמשתמשי קצה רבים אינם רוצים להעניק גישה לרשת. רוב משתמשי הקצה של micromolding מעדיפים לאחסן נתונים מקומית במקום לחבר את המכונה לענן. עם זאת, פתרונות איסוף נתונים הם המפתח למתן תמיכה טכנית איכותית ושיפור תהליכים.
מערכת Ethernet תעשייתית EtherCAT מספקת תקשורת בזמן אמת עבור ארכיטקטורות תנועה מורכבות. מכיוון שמיקרו-חלקים משתמשים במעט מאוד פלסטיק, קשה לשמור על טמפרטורת העיבוד מבלי לפגוע בחומר. תהליך MHS אינו מחמם את התכת הפלסטיק לטמפרטורת העיבוד לפני שהוא מגיע לשער השסתום, ובכך מאריך את זמן העבודה של הפלסטיק ומפחית באופן משמעותי את הפסולת.
מסוף EtherCAT כניסת צמד תרמי EL3314 בעל ארבעה ערוצים ותוכנת בקרת הטמפרטורה TF4110 ב-TwinCAT מאפשרים יישום. MHS משתמש ב-14 מחממים עם דרישת סובלנות של ±0.1°C. EL3314 ותוכנת בקרת טמפרטורה נתנו תוצאות מצוינות. כונני סרוו של Beckhoff כוללים גם את כרטיס ממשק המקודד AX5721 לתמיכה במקודדים ליניאריים של Heidenhain ברזולוציה גבוהה. לבטיחות קלט/פלט ונסיעה, טכנולוגיית TwinSAFE שולטת במנעולי בטיחות, עצירות חירום ואפשרויות כיבוי מומנט בטוח (STO).
על מנת לנהל את דרישות התנועה של התבנית, כונן הסרוו AX5000 של בקהוף מספק כוח למנוע סרוו ליניארי AL2815 בתנועה אופקית ולמנוע סרוו ליניארי בתנועה אנכית AL2412. א???? ללא היכולות בזמן אמת של EtherCAT ב-I/O ובכוננים, אי אפשר יהיה להגיע במהירות לדיוק של 10 מיקרון, â???? קרייג הסביר. גרסת 32 חללים מוסיפה גם רובוט מהיר בכניסה צדדית, שנע 1,000 מילימטרים לתוך התא במהירות של 0.4 מילי-שניות, ולאחר מכן נע 0.4 מילי-שניות. כונן AX5000 ושני מנועי סרוו AM8042 ונגד חיצוני מאפשרים זאת. א??? יישום זה â????? ארכיטקטורת בקרת תנועה מורכבת דורשת שיתוף פעולה הדוק, במיוחד בעת התאמת צירים ליניאריים, â????? הוסיף פייר. א???? עבודה משותפת לאורך התהליך מאפשרת לנו לבנות קשרים חזקים עם מהנדסי MHS. א????
הטכנולוגיה של בקהוף תומכת בפתרונות תעשיית הפלסטיק שחלו על ידי MHS, כולל ה-M3 המקורי וגרסאות גדולות יותר. א???? האוטומציה מבוססת המחשב האישי של בקהוף עזרה לנו להשיג את הדיוק של עקומות תנועה ליניאריות דינמיות, יומני דוא"ל כדי למנוע תקלות, להתחבר לענן ולתקשר עם התקני צד שלישי כגון מצלמות ומייבשי שרף, Â? ? ? אמר סורקה. והכי חשוב, MHS מיישמת פרופיל בקרת חימום מדויק כדי להגיע ולתחזק פלסטיק? ? ? ? טמפרטורת עבודה ובקרת איכות מחזור במהלך הזרקת חלקים. במיוחד ב-ALPHA M3-D32, 62 בקרי חימום עובדים בפלטפורמת בקרה השולטת על הציר הנע ולוגיקת פעולת המכונה במחזור של 5 אלפיות שניות. ???? בנוסף לרובוטיקה, M3 מספקת גם עיבוד חכם על המכונה ומערכת ראייה לבדיקת חלקים ובטיחות עובש, המחוברת לרשת באמצעות EtherCAT. עשינו זאת עם אותו בקר מכונה חזק מבוסס PC ללא כל אובדן ביצועים. ? ? ? ? בהתבסס על ההצלחה של MHS בשימוש ב-EtherCAT, החברה הצטרפה לקבוצת הטכנולוגיה EtherCAT, שהיא קבוצת משתמשי השדה הגדולה ביותר עם יותר מ-6,000 חברים.
מכונת ה-M3 המקורית ייצרה בממוצע 170,000 מיקרו-חלקים ביום עבודה אחד, ללא פסולת, וחרגה מהתקן התעשייה. לדוגמה, אם משקל החלק הוא 10 מ"ג, יידרש בדיוק 1 ק"ג של כדורי פלסטיק לייצור התהליך כולו. אפילו עם PEEK וחומרים אחרים בעלי חום גבוה, M3 משיגה יעילות זו תוך שמירה על תקני איכות. א???? החל ממכונת ה-M3 הראשונה ב-2016, פרמטרי האב-טיפוס של החלקים תואמים את פרמטרי העיבוד של ייצור המוני, â???? אמר שמידט.
למרות שה-M3-D08 מצמצם את פער האיכות ב-micromolding, ALPHA M3-D32 מגדיל את היכולת הזו לרמת תפוקה שאין שניה לה מבלי לפגוע בחזרתיות שלה מבחינת לחץ, טמפרטורה וזמן. עבור תנועת מכונה, הזרקה, קירור, פליטה ורובוטיקה, M3 יכול להשיג זמני מחזור של 4 שניות או פחות. זה מאפשר למכונה המוגדלת לייצר בממוצע 690,000 חלקים ביום, יותר מארבע פעמים. MHS תמשיך לחדש בתחום זה, לספק ללקוחות שונים מוצרי פלסטיק בעלי דיוק גבוה, ולשאוף להבטיח את המהירות והאיכות הגבוהות ביותר בשוק המיקרו-דפוס.