2021年3月雜誌專題

APC+ 高等級自適應過程控制完美應對智慧加工時代的到來

■ KraussMaffei / 劉濤 技術經理

 

前言

隨著工業4.0 概念提出,工業領域進入嶄新的紀元;同時,其正在顛覆整個橡塑加工行業的生產方式;為了迎接這場革命的到來,克勞斯瑪菲(KraussMaffei)推出了塑膠4.0(Plastics 4.0) 全新的技術解決方案。其核心內容涵蓋智慧設備、集成化生產以及互動式的服務。在這其中基於智慧設備理念的APC 自適應過程控制功能一直備受業界矚目與認可,到目前為止此技術已經發展到了第二代,即APC+ 高等級自適應過程控制;通過包含更多材料資訊等的系統升級使得補償更加精準;另外,針對部分熱固性材料如BMC、LSR等注射過程同樣適用。大量的案例證明APC+ 功能可完美應對不同材料配比,不同應用場景帶來的加工挑戰,使得注射成型過程更加穩定。

APC+ 高等級自適應過程控制:「自主學習,智慧補償」確保注射過程穩定性

諸如環境因素(季節交替、晝夜溫度濕度變化),材料批次變化甚至是現場操作人員的調試習慣等都會間接或直接影響注射成型過程的穩定性,尤其是作為重要衡量指標的產品注射重量。APC+ 意在通過對整個加工過程的監控並利用先進的演算法,以及回應來完美補償這種波動。圖1 展示的是業界所熟知的注射壓力曲線,其中黃色曲線代表了穩定生產過程,系統會以此為參考;當外界因素對加工過程產生影響,比如材料批次的變化或停機檢修而導致材料黏度差異;APC+ 功能通過新的參量即黏度指數(Viscosity Index)來識別體系黏度變化,並與標準參考進行對比,而後據此通過保壓壓力以及保壓切換點的自適應來進行補償。

與此同時,止逆環封閉的行為也被準確的記錄下來,並以黃色曲線為基準參考;如圖2 所示,當止逆環封閉時間稍有差異,系統會準確識別並通過保壓切換點的自適應來彌補。顯然從整個加工過程角度而言,黏度或止逆環封閉行為的偏差將導致產品注射重量的波動,嚴重時更會影響產品的外觀品質如欠注或飛邊的風險。此功能正是應對實際加工過程中常見的情況,通過「自主學習,智慧補償」的方式確保注射重量的一致性。

在這裡值得一提的是,相較於上一代,新一代的APC+ 更加充分的考慮了材料的屬性。首先系統提供超過20 種常用材料的選擇,熱固性材料如BMC、LSR 也包含其中;另外,填充物的種類以及填充物的比例均為可選;使用者根據實際材料情況進行資訊輸入,APC+ 將據此來保證補償更具針對性。另外,在新一代的APC+ 功能中充分考慮了不同材料熔體的可壓縮性,進一步使得補償更加高效與精準。

 

APC+ 功能應用:提高注射重量的一致性

APC+ 功能給用戶帶來的最直觀體驗來自於注射重量的穩定性。圖3 展示的是汽車電子類產品,具體資訊:注射重量149.8 g; 週期57.3 s;KM 500-2000/750CXZ 完成整個加工過程。深藍色資料點為常規注射時的射重,重量偏差是0.2%;而將APC+ 開啟後依據淺藍色資料點的記錄,注射重量偏差僅為0.05%;通過APC+ 的補償,注射重量穩定性顯著提高。

同時,依託於APC+ 功能的「自主學習,智慧補償」特點使得重新開機的過程被高效完成。圖4 展示的是在停機3 分鐘後直接進行生產,產品注射重量的變化;顯然停機過程使得材料的滯留時間被延長,進而導致熔體黏度降低;如果工藝參數不變,前幾個週期的產品注射重量將偏高。黃色資料點為沒有APC+ 功能的情況,產品注射重量經歷6 個模次後重新回到公差範圍之內;藍色資料點為APC+ 功能開啟後的情況,通過補償使得注射重量經歷2 個模次後就重新回到產品公差範圍之內,從而有效減少了廢品的產生,並加速重新開機過程。

 

APC+ 功能應用:為塑膠循環利用提供有力保障

基於目前的循環經濟理念,負責任地使用有限的資源,並以循環利用作為新的指導原則。對於塑膠加工,允許回收材料加入的特殊領域或應用將有助於朝著循環利用的方向發展。APC+ 功能將針對回收材料的加工過程並使其更加穩定。


圖1:APC+ 針對體系黏度變化的補償
圖2:APC+ 功能針對止逆環封閉行為的補償

 

圖5 展示的是尼龍產品加入不同比例回收料與注射重量的資料。綠色曲線為APC+ 功能匯出的黏度指數資料,可以發現隨著回收料比列的增加,體系熔體黏度呈現下降的趨勢;顯然在工藝參數不變的前提下,紅色曲線在沒有APC+ 説明下注射重量呈現上升的趨勢,且注射重量的偏差達到了0.48%;而最下方藍顏色曲線為APC+ 功能開啟模式,通過上文提及的「自主學習,智慧補償」過程,系統識別出體系熔體黏度的變化並與基準參考做對比,通過保壓過程的自適應使得產品注射重量更加穩定,重量偏差值僅為0.077%。這使得APC+ 在回收材料的應用中能夠顯著提升產品重量的一致性與穩定性,為材料的循環利用提供有力保障。

 

結語

APC+ 功能通過「自主學習,智慧補償」的方式使得注射成型過程更加穩定;諸多案例已證明其高效性與有效性。此功能不僅搭載在克勞斯瑪菲(KraussMaffei)經典的液壓機型CX/GX/MX 以及Mutinject 多組分與Spinform 對射機平臺;全系列的電動機型同樣配備此功能,其中包括PX 與PXA。計畫於今年3 月份在浙江省嘉興克勞斯瑪菲一體化工廠舉辦的以光學與矽膠LSR 應用為主題的開放日中將有部分機型參與展示此功能。如需更多資訊,歡迎訪問以下網站:www.kraussmaffeichina.com ■


圖3:APC+ 功能開啟與關閉情況下注射重量的記錄
圖4:APC+ 使得重新開機過程被加速完成


圖5:回收材料比例變化下產品重量的一致性

SMARTMolding編輯部

《ACMT 模具與成型智慧工廠雜誌》(ACMT SMART Molding Magazine),將擴大報導,如「先進成型技術」、「3D 列印」、「模具製造」、「智慧工廠」、「數位化轉型」、「自動化」等領域,為讀者帶來更多全新內容。內容上未來也將對業界的企業進行一連串的採訪報導,報導範圍不會僅限於臺灣,同時預計也推出對華東、華南,以及東南亞等地區的各家企業進行採訪報導,帶各位讀者領略這些企業的崛起過程與成功經驗。

相關文章

“返回顶部”按钮