The new generation of fully electric Japanese injection moulding machines JSW - ADS design

Zajímavostí pro mnohé návšt�vníky také bylo to, �e forma byla temperovaná bez kapalného média – tedy za pomoci speciálních topných patron.

Výsledky nást�iku byly nad o�ekávání zákazníka i vývojového týmu. Pevnostní zkoušky bez problém� mnohonásobn� p�ekro�ily po�adavky. Nast�íknutý materiál se b�hem test� nepoda�ilo odd�lit od vkládaného hliníkového dílu. Všechny testy sko�ily mechanickým porušením plastové �ásti, ale odd�lit od sebe polymer a hliník se nepovedlo.

obr. 1: Aplikace z K show 2016 - spojení polymerní matrice se sklen�ným vláknem s hliníkovým záliskem

Jaké je technické pozadí nové generace malých stroj� JSW, �ady ADS?

�adu prvk� p�ebrala malá série od svých v�tších brat�í�k� jak ze st�ední, tak i dokonce velké série vst�ikolis�. Nabídka pln� elektrických vst�ikolis� JSW toti� pokrývá velikosti od 30 do 3 000 tun zavírací sily v provedení „made in Hirošima“. P�enést n�které z inovací do takto malých stroj� byla velká výzva pro celý vývojový tým a vývoj se, kv�li technickým p�eká�kám zhruba o p�l roku prodlou�il.

Cílem vývoje nové �ady, bylo dlouhodob� sní�it náklady na výsledný produkt, tedy na plastový výst�ik. Inovace by se dali shrnout zhruba do t�chto oblastí:

• zvýšená kvalita výst�ik�
• sní�ené náklady na výrobu plastových díl� pro zlepšení konkurenceschopnosti lisoven plast�
• prodlou�ená �ivotnost stroje
• sní�ená spot�eba maziva a elektrické energie
• jednodušší podpora u�ivatel�

S popisem novinek za�neme od posledního bodu. Bez obsluhy toti� sebelepší stroj nic nezm��e. Ovšem obrácen� platí, �e dob�e navr�ený ovládací panel m��e být velmi nápomocen i zkušené obsluze, nato� pak obsluze nezkušené.

Ovládací panel a nový systém nastavování lis� JSW

Velký, multidotykový displej, nabízí mnoho prvk� ovládání, na jaké je obsluha zvyklá nap�íklad z tabletu. Jedná se funkci zv�tšení/zmenšení, takzvané „slajdování“ tedy pohyb do stran a nechybí ani integrovaná nápov�da p�i p�idr�ení místní nabídky. Jak je vid�t na obrázku 2, tak nechybí ani d�le�itá hardwarová tla�ítka, které jsou pro efektivní a jednoduchou práci nezastupitelná.

Co je ovšem podstatné, kompletn� p�epracovaný grafický re�im vstupních údaj�, v�etn� zobrazování parametr� kontrolních. SYSCOM5000i tak aktivn� reaguje na zvýšený tlak na pracovníky lisoven a umo��uje jednodušší podporu nastavení a kontroly technologických parametr�. P�ehlednost systému pomáhá rychle se nau�it ovládat systém. Integrovaný pr�vodce pak zkušené obsluze usnadní práci a mén� zkušené obsluze pomáhají p�edejít zbyte�ným problém�m, z d�vodu nekorektn� nastavené technologie. Které parametry jsou podstatné pro �ešení nap�íklad spálených �ástí ve výlisku, p�etok�, nedopln�ných díl� nebo vakuol? Jak zoptimalizovat zavírací sílu? Integrovaný pr�vodce Vás provede i t�mito otázkami a nabídne optimální �ešení.

Pr�vodce nastavením formy a vst�ikovacího procesu

Základní podmínky vst�ikování se nastavují na obrazovce prvního pr�vodce a to pr�vodce nastavením formy a vst�ikovacího procesu. V angli�tin� se ob�as pou�ívá výraz „wizzard“ tedy kouzelník, co� v tomto p�ípad� m��e být p�íhodné pojmenování. Sta�í zadat informace o materiálu, váze, pr�m�tné ploše atd. a systém SYSCOM5000i sám dopo�ítá a korektn� nastaví úvodní podmínky vst�ikování jako jsou:

• teploty na vst�ikovací jednotce, v�etn� doporu�ených hodnot teploty formy
• velikost zavírací síly formy
• hodnoty plastikace materiálu
• základní informace o vst�ikování

Po nasazení formy následuje kontrola výšky formy a automatické nastavení uzavírací síly. Pomocí jednoduchého pr�vodce se nastaví rychlosti otevírání a zavírání. Pr�vodce pak pom��e zkontrolovat tuto sekvenci pohyb� a po ov��ení se nabídne další �ást pr�vodce s nastavením vyhazova��.

Po kompletním nastavení stroj semiautomaticky vy�istí vst�ikovací trysku a je mo�né spustit proces „m�kkého vst�ikovaní“. Tedy vst�ikování se sní�enými parametry. Po dosa�ení po�adovaných parametr�, pak stroj p�epne na standardní podmínky vst�ikování.

Pr�vodce zvyšování efektivity výroby

Následn� se obsluha dostane k dalšímu pr�vodci �íslo 2. Tento následující wizzard nese název „sni�ování spot�eby elektrické energie“. Pravdou je, �e dob�e nastavený a odlad�ný proces technologie vst�ikování m��e výrazn� prodlou�it �ivotnost formy, sní�it po�et zmetk� a co je podstatné také sní�it spot�ebu elektrické energie. SYSCOM5000i provede obsluhu návodnými otázkami energetickou optimalizací celého procesu. Pr�vodce nejen radí, co má obsluha nastavit, ale také otevírá p�íslušné dialogy a m��í, o kolik se spot�eba aktuáln� sní�ila.

obr. 2: Základní ovládání nového opera�ního systému SYSCOM5000i

Pr�vodce eliminování neshodných výst�ik�

Poslední, ale velmi podstatný je pr�vodce eliminováním chyb na plastových dílech. Pokud se vyskytnou neshodné výlisky, pak je k dispozici další pr�vodce. Jedná se nastavení, která eliminují chyby vst�ikovaných produkt�. Systém navrhuje korek�ní kroky v po�adí d�le�itosti a váhy. Tedy nastavení s nejv�tším vlivem na danou chybu p�ijde na �adu první a postupn� se obsluha propracovává a� k nastavení s menším vlivem.

I pro zkušenou obsluhu tento pr�vodce eliminuje �as korekce neshodných výlisk�. Umo��uje projít poctiv� všechny kroky, a a� pro prokazatelném vyzkoušení všech technologických mo�ností stroje, odeslat formu na korekce do nástrojárny.

Zvýšená kvalita výlisk�

Proto�e vst�ikovací stroj je pouhým prost�edkem, který vyrábí pro lisovny plast� finální výrobky, tedy plastové díly, zam��il se tým vývojá�� na zvýšení kvality finálních plastových díl�. Cesta, kterou se JSW ubírá, jde razantn� proti trendu doby. Robustnost nejvíce namáhaných díl� se ješt� zvýšila.

obr. 3: Úsp�šný redesign zavírací jednotky

Velké zm�ny se odehráli v oblasti tuhosti stroje jako celku a upínacích desek v návaznosti na pohyblivé konstruk�ní uzly zavírací desky. Rám stroje byl lépe vyztu�en tak, aby odolával vyššímu statickému i dynamickému zatí�ení. To umo�nilo redesign masivní podpory pohyblivé upínací desky. Cílem modernizace byla vyšší tuhost, ale také zvýšení rychlosti pohybu p�i ni�ší spot�eb� elektrické energie a sní�ení spot�eby maziva.

Proto byl kompletn� p�ed�lán gordický uzel vedení pohyblivé desky p�es sloupky. Nové �ešení vedení pohyblivé desky umo�nilo zv�tšené rozte�í vodících sloupk�. I díky tomu se zvýšila návratnost investice po�ízení pln� elektrických lis� JSW, proto�e nové konstruk�ní �ešení vodícího uzlu umo�nilo nasadit v�tší formy na menší lisy a zkrácení výrobních cykl�. D�le�ité ovšem bylo zachování celkové robustnosti vedení pohyblivé desky pro dlouhou záruku. Zárove� byly zachovány vysoké rychlosti a umo�n�no nasazení standardn� vyšších hmotností pohyblivé p�lky formy.

Nové vodící prvky s valivými hnízdy plní bezezbytku po�adovanou robustnost a navíc sni�ují t�ení, vzniklé p�i pohybu desky. Sní�ené t�ení se projevilo ni�ší spot�ebou maziva a také ni�ší spot�ebou elektrické energie.

obr. 4: Masivní vedení pohyblivé upínací desky

Na tomto obrázku (obr. 4) jsou vid�t i prvky vysoce �istého centrálního mazání, které pou�ívá originální mazivo JSW. Celý systém mazání je automaticky kontrolován, aby p�i incidentu došlo k okam�itému odstavení. Tím se zabrání úniku maziva a kontaminaci okolí.

Díky masivnímu lineárnímu vedení bylo mo�né pou�ít zcela nový design upínacích desek. P�epracované masivní �ebrování v zadní �astí pohyblivé desky dovoluje vynést proporcionální tlak a� do kraj� desky, kde ji� není pot�eba odleh�ovat tlakový uzel p�es vodící ty�e. Tím bylo dosa�eno rovnom�rn�jšího rozlo�ení zavírací síly ve form� a zaru�ené tuhosti stroje. To m�lo za následek zlepšení odvodu vzduchu z dutiny formy a eliminaci p�est�ik�. Co� vede k prodlou�ení �ivotnosti formy a celkovému zvýšení kvality vst�ikovaných díl�.

O jak velké zlepšené v oblasti rozlo�ení zavírací sily se jedná, se dá vyjád�it kompara�ní hodnotou 55%. Jak moc velké zlepšení je to fyzicky, m��ete vid�t na následujícím obrázku (obr. 5). Obrázek vlevo ukazuje výst�ik z formy, která není v dokonalé kondici. To je obrázek s p�etokem (flash) v oblasti vtoku.

obr. 5: Výlisek s p�est�ikem a bez p�est�íknutého materiálu

Napravo pak je stejná forma, se stejnými parametry vst�ikování nasazená na poslední verzi upínacích desek na stroji JSW malé �ady verze ADS. Bez p�etoku.

Tento rozdíl je velmi citelný, zvlášt� p�i neustálých transferech forem, které mnohdy nejsou v nejlepším stavu. Tento efekt byl podpo�en vylepšeným softwarem a hardwarem pro automatické �ízení zavírací síly s aktivní okam�itou odezvou.

Sní�ená spot�eba elektrické energie

Malá �ada stroj� ADS p�evzala mnohé mechanické novinky st�ední �ady a posunula n�které prvky ješt� dále. Typickým p�íkladem je sní�ená velikost barelu vst�ikovací jednotky. Nap�íklad u vst�ikovací jednotky 30U byl zmenšen pr�m�r válce o 20% na finálních 70 mm vn�jšího pr�m�ru. Co� sní�ilo celkovou váhu o 9 kg. Proto se zah�ívá o 9 kg materiálu mén�, co� sni�uje spot�ebu elektrické energie a zkracuje náb�h teplot na válci. Díky tomu je mo�né nejen rychleji nah�ívat p�i startu stroje, ale p�esn�ji �ídit teplotu plastikovaného materiálu a lépe zpracovávat technické plasty, citlivé na teplotu. Doba nah�ívání byla zkrácena o cca 9% a spot�eba elektrické energie na vst�ikovací jednotce klesla o 17%.

Jedná se o dvouvrstvý, odst�ediv� litý materiál vst�ikovací komory, který i p�i ni�ších tlouš�kách st�n povoluje vyšší vst�ikovací tlaky. Díky technologii výroby více komponentního válce a speciálním materiál�m z vlastního „in hause“ vývoje, je základní komora vst�ikovací jednotky odolná do nádherných 70% GF i v��i chemicky agresivním materiál�m, jako je nap�íklad PVC.

Na lisech nové generace ADS se objevili automatické kontrolní prvky jako je automatická korekce uzavírací síly s okam�itou odezvou díky zabudovaném tenzometru ve vodícím sloupku. Automatická kontrola pozice formy a vyhazova�� je samoz�ejmostí. Mnoho inovací se událo i na místech na první pohled neviditelných, ale podstatných, jako jsou nap�íklad �ídící desky, servomotory, atd.

Po prvním p�l roce oficiálního nasazení u klient� se dá �íci, �e základní po�adavek technického odd�lení JSW „sní�it cenu výroby plastového dílu u klienta“ byl díky mnoha inovacím i p�es vyšší základní cenu stroje bezezbytku spln�n.

JSW Machine s.r.o. »