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部品のサイズやプラスチックの種類に関係なく、射出成形製品の品質に影響を与える 3 つの主な要因は、圧力、温度、時間です。 オンタリオ州ジョージタウンにある Mold Hotrunner Solutions (MHS) は、2016 年に M3 マイクロ射出成形機を発売したときにこれらのパラメータを最適化しました。このターンキーの廃棄物ゼロ射出成形システムは、医療機器および電子製品メーカーに新しい機能を提供します。 Rheo-Pro ホット ランナー ノズルや ISOKOR 成形技術を含むシステムの社内開発により、M3-D08 マシンは 1.3 mg ものダイレクト ゲート マイクロ部品を効率的かつ正確に製造できます。
????? 当社は、他の機械メーカーでは対応できないニーズを満たすために、新しい射出成形プロセスを開発しました。 MHSの創設者ハラルド・シュミット氏はこう語った。 ????? M3 は、測定可能で再現可能なプロセスで高品質のマイクロパーツを製造する初の射出成形システムです。 ????? しかし、同社は自社の能力をさらに向上させる機会があると考えました。 2020年、MHSはM3を8つのマイクロパーツキャビティを備えた単一モジュールから4つの8モジュールに拡張し始め、より高速な32キャビティバージョンを実現しました。 新しい ALPHA M3-D32 は、ロボット工学と高度な制御システムを組み合わせて、品質を損なうことなくより高いスループットを実現します。
柔軟な自動化テクノロジーにより、MHS は製品ポートフォリオ内の M3 およびその他の製品を最適化できます。 MHS は、包装、自動車、建設、消費財業界のさまざまなサイズの部品向けのソリューションを提供しています。 2002 年に設立された MHS は、生産性、部品の品質、環境への影響を向上させるために、革新的な射出成形機とホット ランナー システムの開発に取り組んでいます。 同社はカナダに本社を置き、Westfall Technik ファミリーの一員として世界規模で影響力を維持しています。
MHS は、M3 の設計時に射出成形プロセスにおける長年にわたる多くの欠陥を排除することに取り組んでいます。 伝統的に、このプロセスはプラスチックペレットがホッパーから管状バレルに落ちるときに始まります。 スクリューフィーダーが粒子を前方に移動させ、バレルの外側のヒーターで粒子を溶かします。 プラスチックは、金型に射出されるノズルに到達する前に、必要な温度と粘度に達します。 従来の射出成形とは異なり、ホット ランナーはバルブ ゲートと内部ホット ランナーを使用して、成形後にリサイクルまたは廃棄される無駄なプラスチック廃棄物の量を削減します。 しかし、完全に廃棄物をなくすことはできず、粉砕して再利用できるのは一部のプラスチックだけです。
オリジナルの 8 キャビティ M3 では、金型を開くたびに完璧な部品が確実に現れるようにする必要があります。 この機械は、500 ポンドの金型を 10 ミクロンの精度で数分の 1 秒で移動させるために、水平方向と垂直方向の動きを調整する必要があります。 これらの課題により、正確な圧力、温度、時間のパラメータを簡単に維持できる反復可能な機械を設計することが非常に困難になります。 2020年にチームがマシンの規模を拡大するにつれて、これらの正確な動きとホットランナー機能を維持することがさらに重要になります。
MHS は、2016 年の最初の M3 構築を通じて新しい制御ソリューションをベッコフ オートメーションに依頼し、同じ制御アーキテクチャを使用して 32 キャビティ システムを設計することができました。 ????? ベッコフは、さらなる自動化、ネットワーク、およびリモート アクセス機能を必要としていた 2012 年以来、MHS と協力してきました。 ベッコフのカナダ地域セールスマネージャー、ポール・ピエール氏はこう語った。 M3 は、Beckhoff C6920 産業用 PC (IPC) 上で実行される複数のソリューションを通じてこれらの目標を達成します。 制御キャビネットの産業用コンピュータにはクアッドコア Intel Core i7 プロセッサが搭載されています。 ????? C6920 IPC は、従来の PLC ではほとんど不可能であった、必要なすべての機能を実現するための強力なプラットフォームを提供します。 MHS オートメーション エンジニアの Amir Abbas Shoraka シニア氏が説明しました。
M3 には、HMI ハードウェア用のワイドスクリーン CP3921 コントロール パネルが搭載されています。 この 21.5 インチのマルチタッチ ディスプレイにより、MHS はマイクロ成形プロセスに適した制御インターフェイスを再構成できるようになります。 MHS エンジニアリング マネージャーの Kai Thielen 氏によると、MHS は C6920 IPC と組み合わせて、より多くのロガー変数とよりスマートなユーザー インターフェイスを備えた HMI を提供します。 大きな画面により、ユーザー インターフェイスの透明性が高く、オペレーターのトレーニングが向上します。 当社は、HMI ソフトウェア レイアウトで独自の機能を開発しました。 我々は持っていない-？ ? 他の射出成形機サプライヤーの真似をしなかった——? ? ? ? 私たちは、よりわかりやすく、より透明性の高いものを望んでいます。 ティーレン氏は語った。
TwinCAT 3 自動化ソフトウェアのシステムオープン性は、M3 に最適なエンジニアリング プラットフォームを提供します。 オープンな PC ベースの制御プラットフォームは、あらゆる IT 標準および他の産業サプライヤーのハードウェアを通じて効果的に通信します。 TwinCAT は簡単なリモート アクセスと併せて、MHS がロガー データを電子メールで送信できるようにし、多くのエンド ユーザーがネットワーク アクセスを許可したくないため、クラウドでのアーカイブもサポートします。 マイクロモールディングのエンド ユーザーのほとんどは、マシンをクラウドに接続するのではなく、データをローカルに保存することを好みます。 ただし、データ収集ソリューションは、高品質の技術サポートとプロセス改善を提供するための鍵となります。
EtherCAT 産業用イーサネット システムは、複雑なモーション アーキテクチャにリアルタイム通信を提供します。 マイクロパーツではプラスチックの使用量が非常に少ないため、材料にダメージを与えずに加工温度を維持することが困難です。 MHS プロセスでは、プラスチック溶融物がバルブ ゲートに到達する前に処理温度まで加熱しないため、プラスチックの作業時間が延長され、廃棄物が大幅に削減されます。
EL3314 4 チャンネル熱電対入力 EtherCAT 端子と TwinCAT の TF4110 温度制御ソフトウェアにより実装が可能になります。 MHS は ±0.1°C の許容誤差要件を持つ 14 個のヒーターを使用します。 EL3314 と温度制御ソフトウェアは優れた結果をもたらしました。 Beckhoff サーボ ドライブには、高解像度ハイデンハイン リニア エンコーダをサポートする AX5721 エンコーダ インターフェイス カードも含まれています。 I/O とドライブの安全性を確保するために、TwinSAFE テクノロジーは安全ロック、緊急停止、安全トルクオフ オプション (STO) を制御します。
金型の動作要件を管理するために、ベッコフの AX5000 サーボ ドライブは、水平移動 AL2815 リニア サーボ モーターと垂直移動 AL2412 リニア サーボ モーターに電力を供給します。 ????? I/O およびドライブに EtherCAT のリアルタイム機能がなければ、10 ミクロンの精度をすぐに達成することは不可能です。 クレイグが説明した。 32 キャビティ バージョンには、0.4 ミリ秒の速度でセル内に 1,000 ミリメートル移動し、その後 0.4 ミリ秒で移動するサイドエントリー高速ロボットも追加されています。 AX5000 ドライブ、2 つの AM8042 サーボ モーター、および外部抵抗によってこれが可能になります。 ???? このアプリケーション?????? 複雑なモーション コントロール アーキテクチャでは、特に直線軸を調整する場合、密接な連携が必要です。 ピエール氏は付け加えた。 ????? プロセス全体を通じて協力することで、MHS エンジニアとの強力な関係を築くことができます。 ?????
ベッコフのテクノロジーは、オリジナルの M3 以降のバージョンを含む、MHS が開拓したプラスチック業界のソリューションをサポートしています。 ????? Beckhoff の PC ベースの自動化により、動的直線運動曲線の精度の実現、誤動作を防ぐためのログの電子メール送信、クラウドへの接続、カメラや樹脂乾燥機などのサードパーティ製デバイスとの通信が可能になりました。 ? ? ソラカは言った。 最も重要なのは、MHS がプラスチックに到達して維持するための正確なヒーター制御プロファイルを実装していることです。 ? ? ? 成形品射出中の作業温度とサイクルの品質管理。 特に ALPHA M3-D32 では、62 個のヒーターコントローラーが制御プラットフォームで動作し、5 ミリ秒のサイクルで移動軸と機械の動作ロジックを制御します。 ???? ロボット工学に加えて、M3 は機械上でのインテリジェントな処理と、EtherCAT 経由でネットワーク化された部品検査と金型の安全性のためのビジョン システムも提供します。 同じ強力な PC ベースのマシン コントローラーを使用して、パフォーマンスを損なうことなくこれを実行しました。 ? ? ? ? MHS の EtherCAT 使用の成功に基づいて、同社は 6,000 名を超えるメンバーを擁する最大のフィールドバス ユーザー グループである EtherCAT テクノロジー グループに加わりました。
オリジナルの M3 マシンは 1 営業日で平均 170,000 個のマイクロパーツを無駄なく生産し、業界標準を上回りました。 たとえば、部品の重量が 10 mg の場合、プロセス全体を製造するにはちょうど 1 kg のプラスチック ペレットが必要になります。 PEEK やその他の高熱材料を使用しても、M3 は品質基準を維持しながらこの効率を達成します。 ????? 2016 年の最初の M3 マシンから、部品のプロトタイプパラメータは量産の加工パラメータと一致しています。 シュミット氏は語った。
M3-D08 はマイクロモールディングの品質ギャップを狭めますが、ALPHA M3-D32 は、圧力、温度、時間の再現性を損なうことなく、この能力を比類のないレベルのスループットまで高めます。 機械の移動、射出、冷却、排出およびロボット工学において、M3 は 4 秒以下のサイクル時間を達成できます。 これにより、大型化された機械では 4 倍以上にあたる 1 日あたり平均 690,000 個の部品を生産できるようになります。 MHS は今後もこの分野で革新を続け、さまざまな顧客に高精度のプラスチック製品を提供し、マイクロ成形市場で最高のスピードと品質を確保するよう努めていきます。
投稿時間: 2021 年 11 月 5 日
