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Mess- und Prüftechnik

Berührungslos Lösung für hochglänzende Oberflächen

| Redakteur: Bernhard Richter

Mit der Zielsetzung, hässliche Bindenähte, matte Höfe und andere Qualitätsmängel auf den Oberflächen von Spritzgussteilen zu vermeiden, entwickelte Hotset das Z-System.

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Bild 2: Das neue Temperaturmessverfahren von hotset basiert auf dem Einsatz einer kompakten Infrarot-Kamera und der Anwendung eines speziellen Messverfahrens. Die Kamera ist so klein, dass sie sich zwischen den geöffneten Werkzeughälften positionieren lässt.
Bild 2: Das neue Temperaturmessverfahren von hotset basiert auf dem Einsatz einer kompakten Infrarot-Kamera und der Anwendung eines speziellen Messverfahrens. Die Kamera ist so klein, dass sie sich zwischen den geöffneten Werkzeughälften positionieren lässt.
(Bild: Hotset)

Seit der Premiere vor zwei Jahren zeigen immer mehr Werkzeugbauer und Spritzgießer ihr Interesse an dieser innovativen Lösung für die partielle und zyklische Werkzeug-Temperierung. Nun hat das Unternehmen die Z-Systemwelt durch ein Verfahren für die berührungslose und wiederholgenaue Temperaturmessung an hochglanzpolierten Kavitäten erweitert.

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Die Kavitäten vieler stählerner Spritzguss-Werkzeuge zur Herstellung optisch anspruchsvoller Kunststoffteile für den Automobilbau, die Lichttechnik und die Consumerindustrie verfügen über abgegrenzte Hochglanzbereiche. Sie sind die Negativvorlage für die Realisierung makellos glatter Oberflächen. Sowohl Werkzeugbauer als auch Spritzgießer wollen daher sehr genau Bescheid wissen über das thermische Geschehen an und auf diesen hochglanzpolierten Zonen. Allerdings stellt dieser Anwendungsfall sehr hohe Ansprüche an die eingesetzte Messtechnik, denn: Die aufwendig polierte Oberfläche duldet keinerlei Berührung, weshalb taktile Methoden grundsätzlich ausscheiden; und die Reflexionen der Hochglanzfläche lassen optische Verfahren scheitern. Selbst die konventionelle Temperaturmessung mit Thermokameras stößt an ihre Grenzen, da sie allenfalls einen tendenziellen Schätzwert vermittelt und nicht reproduzierbar ist. „Diese Problematik hat uns nicht ruhen lassen, sodass wir uns in den letzten Monaten intensiv mit der Suche nach verfahrenstechnischen Alternativen beschäftigt haben“, sagt Andreas Filler, Projektmanager von Hotset. Den Thermodynamik-Experten in Lüdenscheid ist es gelungen, eine völlig neuartige Lösung für die Temperaturmessung an hochglanzpolierten Kavitäten zu entwickeln, die mit einer ganzen Reihe konkreter Vorteile punktet: Sie arbeitet nicht nur berührungslos, schnell, präzise und wiederholgenau, sondern ermöglicht es auch, sowohl punktuelle als auch bereichsweise Temperaturmessungen vorzunehmen. Der Anwender erhält damit also umfassende Informationen über das thermodynamische Geschehen an und auf der Werkzeugoberfläche.

Berührungslos mit Infrarot

Das neue Messverfahren von Hotset ist Teil der Weiterentwicklung des Z-Systems für die partiell-zyklische Werkzeug-Temperierung. Es basiert auf dem Einsatz einer kompakten Infrarot-Kamera und der Anwendung eines speziellen Messverfahrens. Die IR-Kamera ist so klein, dass sie sich mit einem Magnethalter zwischen den geöffneten Werkzeughälften positionieren lässt und die Temperatur direkt an der Kavität erfassen kann. Das verwendete Messverfahren hingegen ermöglicht es, die Temperatur an den Hochglanzzonen nicht nur statisch zu messen, sondern auch alle Verläufe und Änderungen der Temperaturen abzubilden – und zwar in Echtzeit und graphisch visualisiert in einem farbigen Temperatur-Zeit-Diagramm. Produktmanager Andreas Filler erklärt dazu: „Mit Heizraten von bis zu 60 K/s ist das thermische Geschehen auf den hochglanzpolierten Oberflächen der Kavitäten sehr dynamisch und sprunghaft. Um hier aussagekräftige Ergebnissen zu erhalten, braucht man also ein spezielles Messverfahren, das diese extreme Thermodynamik präzise und schnell erfassen kann.“ Dank der praktischen Erfahrungen mit dem Z-System und auf der Basis seines über viele Jahrzehnte gewonnenen Knowhows auf dem Gebiet der Thermodynamik konnte das Engineering-Team von Hotset die Entwicklung des neuen Messverfahrens so rasch vorantrieben, dass es den Anwendern noch vor dem Jahreswechsel 2017/18 als weitere Komponente der Z-Systemwelt zur Verfügung stehen wird. Dabei betont Andreas Filler, „dass die neue `Hochglanz-Lösung´ insbesondere auf die dynamische Temperierung mit dem Z-System und dessen passender Regeltechnik abgestimmt ist.

Impulse aus dem Automobilbau

Das vor etwa zwei Jahren von Hotset vorgestellte Z-System wurde – unter anderem in Zusammenarbeit mit dem Kunststoff-Institut Lüdenscheid – mit dem Ziel entwickelt, den Herstellern spritzgegossener Kunststoff-Formteile eine prozesssichere Lösung für die Werkzeug-Temperierung in die Hand zu geben, mit dem sie verfahrensbedingte Oberflächenfehler (Bindenähte, matte Höfe, Freistrahlbildung) vermeiden und besonders dünne Wandstärken realisieren können. Beide Aspekte spielen etwa bei der Produktion von designorientierten Produkten, optischen Bauteilen und Fahrzeug-Interieurs eine große Rolle. „Insbesondere die Nachfrage vieler Kunden unseres Z-Systems in der Automobil-Industrie war es, die uns zur Entwicklung eines dynamischen Verfahrens für die Temperaturmessung an den Hochglanz-Oberflächen der Werkzeugkavitäten motiviert hat“, berichtet Andreas Filler.

Das neue Messsystem von Hotset lässt sich auch für Kontrollmessungen im Rahmen der Qualitätssicherung einsetzen. Bei einem Werkzeugwechsel ist es damit zum Beispiel möglich, ein einmal definiertes Messlayout als Messmarke zu speichern und dann später immer wieder für Vergleichsmessungen abzurufen.

(br)

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