Inteligentní asistenční systémy usnadňují automaticky optimalizovanou výrobu v oblasti vstřikování. Pro jednotlivé fáze vstřikovacího procesu je dnes již běžné automatické následné seřízení parametrů ovlivňujících kvalitu. iQ weight control firmy Engel rozpozná kolísání v surovém materiálu a podmínkách prostředí a přizpůsobí vstřikovací profil, bod přepnutí a dotlak pro každý vstřik jednotlivě aktuálním výrobním podmínkám. Kolísání vlastností recyklátu představuje při zpracovávání upravených plastových odpadů významnou výzvu. I vytříděné a upravené odpady vykazují větší rozdíly než nové produkty, protože na vlastnosti recyklátu mají vliv mimo jiné druh a intenzita znečištění odpadů, způsob jejich čištění, úpravy a regranulace. Využívání recyklátů různých dodavatelů není při jejich zpracovávání ničím výjimečným. Protože však recyklační firmy používají rozdílné technologie, bývá odlišnost při změně šarže obrovská. Výzvy poradit si s tímto problémem se ujala společnost Engel. Na vstřikovacím stroji Engel Victory 120 zpracovala plně zrecyklovaný ABS do podlouhlých vzorových dílů. Použila šarže recyklátů dvou dodavatelů pracujících s odlišnými technologiemi úprav a využívajících suroviny z různých zdrojů. Návštěvníci veletrhu K 2019 mohli sami aktivovat změnu šarže a na displeji stroje CC300 Victory sledovat, jak iQ weight control parametry zpracování přizpůsobí změněné viskozity taveniny, aby již od prvního vstřiku po změně šarže byly produkovány dobré díly. Pro demonstraci byl iQ weight control během veletrhu při změně šarže po jednotlivých vstřicích střídavě aktivován a deaktivován (obr. 1). Bez iQ weight control již nebyly díly po změně šarže zcela naplněny. Výsledkem byly zmetky. Různě upraven é regran uláty v test u Předpokladem pro fungování oběhového hospodářství v průmyslu umělých hmot je použití upravených plastových odpadů v mnohem pestřejší formě při výrobě nových, a především kvalitnějších plastových produktů. Jako výrobce vstřikovacích strojů firma Engel přispívá kromě jiného svým zvyšováním procesní stability významně k oběhovému hospodářství. Od roku 2012, kdy byl uveden na trh, se iQ weight control celosvětově velmi dobře osvědčil nejprve ve zpracování nových produktů. Představení na veletrhu K 2019 v Düsseldorfu a první příklady z praxe, jako jsou výroba nádob a kontejnerů, svědčí o vysokém potenciálu inteligentních asistenčních systémů pro oběhové hospodářství. Pro jeho odborné posouzení společnosti Engel a Erema podrobně zkoumaly vliv iQ weight control při zpracovávání recyklátů. V technickém centru společnosti Erema se na vstřikovacím stroji Engel Victory vyráběly ukázkové díly z polypropylenu. Výchozím materiálem pro zpracované recykláty byly geotextilie, které byly používány jako vlies na staveništích, a které kvůli tomu vykazovaly silné znečistění. Textilie byly vyčištěny, upraveny na zařízeních společnosti Ermea a regranulovány (obr. 2). Pro simulaci reálných podmínek a provádění změny šarže byly použity čtyři různé kombinace recyklačních technologií a parametrů zpracování. Čtyři výsledné regranuláty mají různý index toku taveniny (MFI, angl. Melt Flow Index) v rozmezí 15 a 30 g / 10 min a vykazují při zpracování podobně rozdílné vlastnosti. Při první sérii pokusů byly vstřikovány tažné tyče. Pro posouzení konstantnosti procesu a výsledné kvality dílů byla hlavní pozornost věnována plnění dílu a mechanickým vlastnostem, jako je odolnost při nárazu, která byla stanovena laboratorně. Mechanické vlastnosti závisí stejně jako viskozita na molekulární hmotnosti zpracovaného polymeru. iQ weight control dokáže samostatně rozpoznat drobné odchylky ve viskozitě od referenční hodnoty. Její změna je jedním z indikátorů toho, že by se mohla změnit délka polymerního řetězce. Přizpůsobením vstřikovacího profilu, bodu přepnutí a profilu dotlaku udrží asistenční systém sám při kolísající viskozitě plněné množství konstantní a zabrání tak výrobě nedostříknutých dílů. Konstantní plnění také pomůže zajistit stejné zhutnění nezávisle na šarži. Ztrátu pevnosti vlivem poklesu molekulární hmotnosti suroviny vyrovnat regulací procesu nelze. Přesvědčivější než MFI Obr. 3 ozřejmuje potenciál softwaru. MFI je velmi často využíván jako ukazatel tekutosti, čímž je ovšem opomíjen vliv smykové rychlosti na viskozitu. Se zvyšující se smykovou rychlostí klesá viskozita vlivem strukturně viskózního chování plastové taveniny, čímž se zlepšuje tekutost. Protože se při vstřikování plastů objevují výrazně vyšší smykové rychlosti než při měření MFI, je MFI pro posouzení tekutosti v podmínkách zpracování vhodné jen omezeně. iQ weight control zjišťuje změnu viskozity na základě smykových rychlostí skutečně působících během procesu, a poskytuje tak přesnější informace. Pro posouzení přínosu iQ weight control také u lisovaných dílů s komplexnější geometrií byl pro druhou sérii pokusů použit zkušební nástroj na výrobu schodišťových desek s několika silnostěnnými výstupky (obr. 4). Podél středové nosné části vykazují desky tloušťku stěny 3 mm. Boční ramena mají tloušťku stěny 2,1 a 0,5 mm, přičemž se nejtenčí oblasti nacházejí na konci průtokové cesty. Pro pokusy byly zpracovány dva ze čtyř recyklátů upravených společností Erema. Jeden z obou materiálů byl určen jako referenční (recyklát 1). Při změně referenčního materiálu na jiný materiál (recyklát 2) se ukázalo, že bez inteligentní regulace procesu hmotnost vstřiku značně poklesla a kavita již není kompletně naplněna (obr. 5). Při aktivování iQ weight control byla hmotnost vstřiku zvýšena v rozmezí hodnot dosažených s referenčním materiálem a byly průběžně vyráběny zcela naplněné díly. Tento výsledek byl potvrzen analýzou zaznamenaných průběhů tlaků uvnitř formy (obr. 6). Regulace v tomto případě přesto proběhla na základě snímače vstřikovacího tlaku stroje, protože se v praxi jedná o typický případ. Na průběhu tlaku uvnitř formy jsou vidět dvě výrazná zvýšení tlaku, která jsou v grafu zvýrazněna svisle čerchovanými čarami. První zvýšení tlaku probíhá v okamžiku, kdy přední část tekutiny dosáhne snímače vnitřního tlaku ve formě, a podruhé při kompletním naplnění objemu kavity, popř. při předčasném zamrznutí přední části tekutiny u neúplně naplněných dílů. Bez iQ weight control probíhá plnění s časovou prodlevou, což se projeví v opožděném zvýšení tlaku ve formě, výrazně nižším průběhu tlaku uvnitř formy ve fázi dotlaku a také v neúplném naplnění kavity. S iQ weight control naproti tomu bylo díky přizpůsobení bodu přepnutí a hodnoty dotlaku dosaženo přibližně podobného průběhu tlaku uvnitř formy jako u referenčního materiálu. Spole hlivý odhad potenci álu před investic í Inteligentní asistenční systém iQ weight control programu inject 4.0 je dostupný pro všechny vstřikovací stroje Engel i elektrické a hydraulické vstřikovací agregáty. Pro odhad potenciálu ještě před investicí vám pomůže iQ weight monitor. Tento software je standardním obsahem dodávky všech vstřikovacích strojů Engel. Stejně jako iQ weight control rozpozná odchylky od referenčního stavu a umožňuje zpracovatelům zjistit kolísání a posoudit kvalitu příslušné šarže surového materiálu. Oproti iQ weight control však monitor nekoriguje proces. Engel své inteligentní asistenční systémy neustále vyvíjí. Na veletrhu K byl iQ weight control předveden poprvé nejen k použití u recyklátů, ale také se svou novou funkcí. Při kaskádovitém vstřikování s iQ weight control můžete nyní přizpůsobit procesní parametry ovlivňující kvalitu pro několik vstřikovacích bodů zapojených v řadě. Po naplnění na prvním vstřikovacím bodě dojde následně k přepnutí na druhý a další vstřikovací body a dotlak proběhne až na konci kaskády. Při tom software vždy přizpůsobí podle aktuálních procesních podmínek kromě vstřikovacího profilu, bodu přepnutí a dotlaku i čas otevření a zavření uzavíracích trysek. Podélné vzorové díly z recyklovaného ABS byly plněny na třech vstřikovacích bodech. Tak lze při vstřikování dílů s větší plochou s delšími průtokovými cestami – jak s novými produkty, tak i s recyklátem – potenciál iQ weight control maximálně využít. Závěr Kolísání šarží kvůli rozdílným výstupním materiálům a technologiím recyklace jsou obrovskou výzvou pro oběhové hospodářství. Využitelnost regulace procesu iQ weight control při zpracovávání recyklátů bylo potvrzeno při společných pokusech společností Engel a Erema a předvedeno naživo na veletrhu K 2019. Inteligentní asistence významně přispívá k úspěšnosti oběhového hospodářství. Ing. Dr. Georg Pillwein, vedoucí vývoje procesní technologie, Engel Ing. Philipp Willnauer, vývojový inženýr pro procesní technologii, Engel Prof. Dr. Ing. Georg Steinbichler, vedoucí úseku výzkumu a vývoje technologie, Engel, a předseda Institutu pro techniku vstřikování polymerů a automatizaci procesů na Univerzitě Johannese Keplera v Linci
