Wärmebildkamera

Wärmebildkamera spürt Fehler beim Spritzgießen auf

| Redakteur: Jan Vollmuth

Erkennt thermische Fehler bei der Spritzgießverarbeitung bereits während ihrer Entstehung: Die Lösung aus Wärmebildkameras und dem speziell für die Kunststoffverarbeitung entwickelten Online-Qualitätsüberwachungssystem IR-Thermo-Control.
Erkennt thermische Fehler bei der Spritzgießverarbeitung bereits während ihrer Entstehung: Die Lösung aus Wärmebildkameras und dem speziell für die Kunststoffverarbeitung entwickelten Online-Qualitätsüberwachungssystem IR-Thermo-Control. (Bild: Optris)

In der Spritzgießverarbeitung lassen sich rund 60 bis 70 Prozent aller formteilbezogenen Fehler auf falsch temperierte Spritzgießwerkzeuge zurückführen. Ein Qualitätsüberwachungssystem mit Wärmebildkamera kann hier Abhilfe schaffen.

Zu kalt oder zu heiß: Nicht beherrschte und instabile Prozesse sind die am häufigsten anzutreffenden Kostenfresser in der Spritzgießverarbeitung. Als eine der größten Fehlerquellen erweisen sich in diesem Zusammenhang falsch temperierte Spritzgießwerkzeuge.

Wie lässt sich diese Fehlerquelle ausschalten? Etwa durch den Einsatz der Wärmebildkameras der Firma Optris und dem speziell für die Kunststoffverarbeitung entwickelten Online-Qualitätsüberwachungssystem IR-Thermo-Control der Firmen GTT Willi Steinko und Plexpert. Diese Lösung erkennt thermische Fehler bei der Spritzgießverarbeitung bereits „inline“ während ihrer Entstehung, wie die Unternehmen erklären.

Qualitativ gute Bauteile bei kurzen Zykluszeiten

In Kombination mit der Software PI Connect erfolgt die Übertragung der Daten zu IR-Thermo-Control. Dies ist die Basis für den Einrichter, Verfahrenstechniker und Qualitätsverantwortlichen schnell, sicher und zielführend zu qualitativ guten Bauteilen bei möglichst kurzen Zykluszeiten zu kommen. Die erreichten Zeit- und Energieeinsparungen sollen die Stückkosten bei der Produktion der Formteile reduzieren.

Positionierung der Infrarotkamera im Werkzeug-Einbauraum.
Positionierung der Infrarotkamera im Werkzeug-Einbauraum. (Bild: Optris)

Das IR-Thermo-Control-System liefert diese wichtigen Daten und zeigt sowohl kurzzeitig auftretende Effekte, als auch Trends wie z. B. eine schleichende Temperaturerhöhung im Serienprozess. Die einfache Installation innerhalb von 5 Min. an jeder beliebigen Spritzgießmaschine soll eine maximale Flexibilität und Verfügbarkeit des Systems ermöglichen.

Referenzbildmethode ermittelt Temperaturabweichungen

Analyse-Maske mit Temperaturgraphik IR-Thermo-Control.
Analyse-Maske mit Temperaturgraphik IR-Thermo-Control. (Bild: Optris)

Die prozessorientierte Benutzerführung erleichtert die Definition von Kontrollgrenzen und liefert Temperaturabweichungen automatisch über eine Referenzbildmethode, so die Anbieter. Damit werden auftretende Unterschiede sofort sichtbar. IR-Thermo-Control erstellt in jedem Zyklus ein Bild des Formteils. Vom ersten GUT-Teil wird ein Referenzbild generiert. Jede folgende Aufnahme wird mit dem Referenzbild verglichen. Kommt es an einer beliebigen Stelle zu einer Abweichung, wird ein Alarm ausgegeben.

Rote Bereiche zeigen eine Überschreitung des Grenzwertes, blaue Bereiche eine Unterschreitung.
Rote Bereiche zeigen eine Überschreitung des Grenzwertes, blaue Bereiche eine Unterschreitung. (Bild: Optris)

Diese Technologie findet z. B. Anwendung im 2K-Spritzgießen sowie bei der Kombination Schaum-/Kompaktspritzgießen, zum Beispiel bei der Firma Krallmann Pilot Werkzeug.

Auftretende Störung werden sichtbar

Vorher (l.): Deutlich erkennbare thermische Schwachstellen. Nachher (r.): thermisch optimiertes Bauteil.
Vorher (l.): Deutlich erkennbare thermische Schwachstellen. Nachher (r.): thermisch optimiertes Bauteil. (Bild: Optris)

In einem weiteren Beispiel aus dem Automotiv-Bereich werden im Prozess auftretende Störungen direkt sichtbar (siehe die beiden Fotos). Das linke Foto zeigt eine während der Fertigung auftretende thermische Schwachstelle: Der linke Bereich des abgebildeten des Bauteils weist gegenüber dem rechten eine geringere Oberflächentemperatur auf, wie an der hellgelben Einfärbung sehen.

Dieser Temperaturunterschied führte dazu, dass das Bauteil um nahezu 2,5 mm kürzer gefertigt wurde. Die Ursache für die Dimensionsabweichung lag daran, dass der erforderliche Nachdruck nicht wirksam werden konnte. Die Werkzeugtemperierung wurde daraufhin in diesem Bereich angepasst und somit optimiert (Bild rechts). Nun weist das Bauteil eine einheitliche Termperierung auf.

Unkompliziert und leistungsstark

„Um zielgerichtete Maßnahmen zu ergreifen, ist es für die Prozessverantwortlichen wichtig zu verstehen, wo die Ursachen von Problemen liegen. Das IR-Thermo Control System liefert diese wichtigen Daten“, Willi Steinko, Geschäftsführer GTT Willi Steinko GmbH und Fachbuchautor.
„Um zielgerichtete Maßnahmen zu ergreifen, ist es für die Prozessverantwortlichen wichtig zu verstehen, wo die Ursachen von Problemen liegen. Das IR-Thermo Control System liefert diese wichtigen Daten“, Willi Steinko, Geschäftsführer GTT Willi Steinko GmbH und Fachbuchautor. (Bild: Optris)

Die Anbieter von IR-Thermo-Control beschreiben ihre Lösung als unkompliziertes und leistungsstarkes System zum Erkennen thermischer Unzulänglichkeiten. Für jeden Anwender verständlich werden beispielsweise zu hohe Temperaturdifferenzen an Spritzgießteilen und Werkzeugen angezeigt. Das bisher erforderliche Handauflegen zur Ortung heißer, warmer oder kalter Zonen auf dem Bauteil oder der Werkzeugoberfläche gehört damit der Vergangenheit an, sind dich die Entwickler sicher. (jv)

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