Anhand eines voll integrierten High-End-Produktionssystems für COC-Spritzen zeigt der Schweizer Maschinenbauer, wie Qualität und Sicherheit zu 100 % gewährleistet werden können. Der Schlüssel ist die lückenlose Erfassung und Dokumentation aller relevanten Prozess- und Qualitätsmerkmale.
Auf der Fakuma produziert Netstal, Näfels (Schweiz), mit einer vollelektrischen Elion MED mit 1.750 kN Schließkraft 10-ml-Spritzenzylinder mit Luer-Lock-Adapter aus COC. Das Teilegewicht beträgt 7,8 g und die Zykluszeit liegt bei circa 20 s. Netstal verarbeitet ein Material von Topas. Zum Einsatz kommt ein Präzisionswerkzeug mit acht Kavitäten von Fostag. Die lückenlose Überwachung der wärmetechnischen Vorgänge im Werkzeug erfolgt mit Technologie von Mouldflo. Die Materialaufbereitung und Zuführung wird mit einer Anlage von motan colortronic sichergestellt. HB-Therm stellt die Temperiergeräte der neuesten Generation Thermo 6 zur Verfügung. Systempartner SKA Technologie, Pfullingen, stellt das vollautomatische Handling-System von Eurasia Robotic, eine Marke von SKA, bestehend aus Hochgeschwindigkeits-Seitenentnahme, Teileablage und integrierter Wärmebildkamera zur Erfassung der Entformungstemperatur im Bereich des Luer-Lock-Anschlusses. Integrativer Bestandteil der Automatisierung ist auch eine vollständige Erfassung der Prozess- und Qualitätskennwerte sowie deren Aggregierung auf einen eindeutigen Identifikator mittels QR-Code über die Bilen IIoT Plattform von SKA. Die Spritzgießmaschine ist parallel auch noch via OPC-UA / Euromap 77 an das MES von Digitalpartner bfa solutions angeschlossen.
Die Elion MED 1750 ist live bei Netstal im Produktionseinsatz zu sehen. (Foto: Netstal)
Präzision und Produktionseffizienz mit der vollelektrischen Netstal Elion
Die wesentliche Grundvoraussetzung für eine dauerhaft gesicherte Produktionsqualität wird mit der Wahl der Spritzgießmaschine gelegt. Mit ihrer robusten und auf hohe Zuverlässigkeit ausgelegten Bauweise bietet die vollelektrische Elion MED 1750 die Voraussetzungen für eine einzigartige Präzision, Reproduzierbarkeit und Reinheit im medizinischen Produktionsumfeld. Die Regelgenauigkeit wird durch eine leistungsstarke Mechanik, hochpräzise Messtechnik und eine ausgefeilte Regelungstechnik sichergestellt. Die neueste Steuerungsgeneration Axos 9 sorgt zudem mit einer Abtastrate von 2 kHz für eine effiziente Regelung im Spritzgießprozess. Mit der geführten Tastensteuerung Smart Operation werden reibungslose Betriebsabläufe im Produktionsumfeld und eine hohe Produktionseffizienz gewährleistet.
Im laufenden Spritzgießprozess entstehen viele Kenndaten, die Aufschluss über die Produktionsqualität geben. So stehen in der Steuerung eine Vielzahl von Prozesskenngrößen zur Verfügung, die ausgewertet, dargestellt und überwacht werden können. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Formgebungsphase. Die Formteilqualität wird in dieser Phase des Einspritzens und Nachdrückens maßgeblich bestimmt. Eine lückenlose Überwachung aller relevanten Parameter stellt die Einhaltung der validierten Toleranzgrenzen sicher. Anhand von Histogrammen wird ein möglicher Abweichungstrend frühzeitig erkannt und eine Warnung ausgegeben.
Netstal produziert 10-ml-Spritzenkolben aus COC mit Luer-Lock-Anschluss auf der Fakuma. (Foto: Netstal)
Netstal RFC stellt Schussgewicht innerhalb des validierten Prozessfensters sicher
Herstellungsprozesse sind in der Medizintechnik üblicherweise validiert und müssen in den entsprechend festgelegten Toleranzgrenzen gehalten werden. Netstal verzichtet bewusst auf eine softwarebasierte Anpassung der Sollwertvorgaben, da dies zu einer Über- oder Unterschreitung des validierten Prozessfensters führen kann. Die Lösung von Netstal hört auf den Namen Responsive Filling Control (RFC) und basiert auf einer kraftabhängigen Druckumschaltung. Die Technologie arbeitet mit hochgenauer und dynamischer Sensortechnologie, die exklusiv für Netstal entwickelt und produziert wird. Die integrierte Kraftregelung bietet ideale Voraussetzungen für eine hochpräzise Prozessführung, da sie unabhängig von den Materialeigenschaften erfolgt und ein konstantes Teilegewicht innerhalb enger Toleranzen sicherstellt.
Lückenlose Überwachung der Kühlwasserversorgung
Neben den durch die Maschine kontrollierten Prozesskenngrößen sind die wärmetechnischen Vorgänge im Spritzgießwerkzeug für die Bauteilqualität von hoher Bedeutung. In der Medizintechnik setzen sich zunehmend Lösungen durch, die Temperaturen und Wasserdurchfluss pro Anschluss am Werkzeug messen und auswerten können. Netstal setzt hier auf das System von Mouldflo, welches mit eigens entwickelten Messverteilern für eine lückenlose Überwachung der Kühlwasserversorgung sorgt. Basierend auf dem Vortex-Prinzip werden mit hochempfindlichen Sensoren die Durchflussgeschwindigkeiten jedes einzelnen Kühlkreislaufes erfasst und überwacht. Zusätzlich wird die Wassertemperatur im Vorlauf sowie im Rücklauf jedes Kühlkreises gemessen. Diese Informationen geben ein umfassendes Gesamtbild über die wärmetechnischen Vorgänge im Werkzeug, die jederzeit innerhalb des validierten Prozessfensters bleiben müssen.
Das Handlingsystem von SKA entnimmt die fertigen Spritzen und legt sie auf ein Förderband ab. Das System kommuniziert via Euromap 77 Schnittstelle mit der Maschine und liefert zusätzliche, qualitätsrelevante Prozesskennzahlen. Mit einer Wärmebildkamera wird die Temperatur im Bereich des Luer-Lock-Adapters der Spritzen gemessen. Die über die Bilen IIoT Plattform von SKA aggregierten Daten aus dem gesamten Spritzgießprozess werden zu einem eindeutigen Identifikator zugeordnet. Jeder Datensatz kann mit einem dargestellten QR-Code zurückverfolgt werden
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