Echtzeit-Sensorsystem für Spritzgussprozess vom Fraunhofer-Institut

Spritzguss Dünnschichtsensorik ermöglicht eine automatisierte Echtzeit-Qualitätskontrolle

04.06.2025 Quelle: Fraunhofer IST 1 min Lesedauer

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Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST hat ein Sensorsystem entwickelt, das Prozessdaten beim Spritzgussprozess wie Temperatur und Druck in Echtzeit direkt im Werkzeug erfasst. Die verschleißfesten Dünnschichtsensoren und die Anbindung an maschinelle Lernverfahren ermöglichen eine präzise Überwachung, eine automatisierte Qualitätssicherung und eine nachhaltige Optimierung des Spritzgießprozesses.

Werkzeugeinleger mit Dünnschichtsensoren für das Kunststoffspritzgießen.(Bild: Fraunhofer IST) — Werkzeugeinleger mit Dünnschichtsensoren für das Kunststoffspritzgießen.
(Bild: Fraunhofer IST)

Im Kontext von Industrie 4.0 ist die genaue Erfassung und Überwachung relevanter Parameter wie Temperatur- und Druckverläufe im Kunststoffspritzguss essenziell. Das Fraunhofer IST hat multifunktionale Dünnschichtsensoren entwickelt, die direkt auf der Werkzeugoberfläche abgeschieden werden. Diese Sensoren ermöglichen eine ortsaufgelöste Echtzeit-Messung der Temperatur in den Hauptbelastungszonen des Spritzgießprozesses.

Mit 13 Messstellen bietet das Dünnschichtsensorsystem eine umfassende Analyse der Fließfront. Die thermoresistiven Sensoren sind so angeordnet, dass sie die Bauteilgeometrie präzise abbilden.

Maschinelles Lernen für sofortige Prozessanpassungen

Durch eine speziell angepasste Elektronikeinheit werden die gesammelten Daten in Echtzeit ausgelesen und direkt verarbeitet. Mithilfe intelligenter Automation durch maschinelle Lernalgorithmen auf Edge-Geräten können Störungen und Schwachstellen sofort erkannt werden. Die Bauteilqualität wird zuverlässig bestimmt und als Farbsignal ausgegeben, noch bevor das Werkzeug nach dem Spritzvorgang wieder geöffnet wird. Dies ermöglicht eine zügige Umsetzung von Korrekturen und Anpassungen. Aufgrund der hohen Verschleißbeständigkeit des Dünnschichtsystems ist auch die Überwachung von Prozessen mit hohem Glasfaser- und Rezyklat-Anteil möglich.

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Stand: 08.12.2025

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