創造未來的聚合物創新始于了解材料的化學和機械性能以及加工條件。在位于德國路德維希港的巴斯夫注塑和擠出試驗工廠,住友(SHI)Demag最新的全電動全自動注塑單元每年在超過4000次的測試設置中提供了開創性的可重復結果。
巴斯夫高性能材料部門與Sumitomo(SHI)Demag和H + S Automatisierung合作,利用其工程能力和技術資源,創建了一個創新的生產單元,為熱塑性聚合物和化合物的產品開發和研究生產各種不同的測試樣品。
住友(SHI)Demag的超精密Intelect 1000 kN注塑機是該生產單元的核心。該設備因其緊湊的設計、高能效和可重復性而被選中,30名研究人員也對Intelect增強的福利和安全功能表示歡迎。其中包括自動換模和低噪音排放的先進解決方案,以及全數字化的機器人加工解決方案。
在操作安全和效率方面,直線型SDR 5-35S機器人有兩個用途。一個新的功能是完全自動化地從位于單元內的料庫中選擇和放置12個可更換的模具鑲件。在零件成型后,機器人上的多功能夾持器,將試樣輕輕地從模具中提取出來,并將其傳遞給小型六軸鉸接臂Yaskawa GP8機器人,使用伺服主軸驅動沖床從澆口處精確切割試樣。
巴斯夫將現有的模芯概念和特殊功能集成到注塑單元中。該裝置還包括一個現有的熱溫度控制單元和一個新的數字制造執行系統(MES),以繪制每個測試序列。
溫度過高,無法處理
巴斯夫技術中心加工的許多試樣都是高溫熱塑性塑料,纖維增強型,通常是阻燃型。因此,熔融溫度可高達400 °C,模具溫度最高可達180 °C。
在任何時候,Intelect 1000 kN注塑機側料庫可以搭載12個可更換的嵌件,然后自動換入注塑機。通過將HB-Therm溫度控制系統與住友(SHI)Demag的機器控制結合,模具即使在高溫下運行過程中也能安全高效地完成自動換模刀片。
住友(SHI)德馬格的自動化系統高級工程師Markus Hausmann解釋道:“為了保證SDR機器人能夠安全地取出模芯,我們需要將溫度降低到80℃,并對鑲件進行減壓。我們的機器控制必須與巴斯夫的MES無縫交互。”
巴斯夫的MES會在當前樣品生產即將結束時通知生產單元排好下一個模具應用。注射過程停止后,立即由集成的溫度控制單元接口指揮模具嵌件的冷卻。
然后,通過輸出和輸入信號將更換模芯與單元控制同步,并通過機器人接口傳輸新的模具數據記錄。更換模芯后,溫度控制單元再次加熱。一旦達到目標溫度,自動操作就會恢復,并啟動新的模具數據記錄。
精確的沖孔
對于巴斯夫來說,解決沖孔難題是最偉大的工程成就之一。由于其廣泛的應用范圍,巴斯夫測試的材料范圍很廣--從軟性和韌性到硬性和脆性聚合物。還有許多不同的樣品幾何形狀,包括厚度從0.8毫米到4毫米不等。巴斯夫的所有測試樣品都是按照ISO 294標準制造的。該標準規定了澆道系統的精度和每個樣品幾何形狀必須滿足的具體要求。
多功能夾持器確保所有的樣品幾何形狀都能精確地放置在沖板上。這本身就很復雜,因為巴斯夫的許多材料都具有高纖維玻璃含量,可能會導致變形。
作為一個中試中心,巴斯夫研究團隊通常每天要在這臺機器上設置20個測試設置。這意味著,該單元的控制程序必須適應不同的材料、樣品幾何形狀、溫度和加工參數。運行的每一個設置都會被記錄下來,并電子記錄。