在2015年的Fakuma展會(huì)上，摩丹卡勒多尼聯(lián)合克勞斯瑪菲證明了不同生產(chǎn)線的聯(lián)網(wǎng)合作將產(chǎn)生新的行之有效的注塑成型解決方案。他們介紹了濃縮長纖維化合物的精確喂料以及貫穿整個(gè)工藝進(jìn)行材料管理的OPC-UA智能集成接口。
由于其特殊的組成和復(fù)雜的流動(dòng)特性（桿狀和球狀粒料），高濃縮PP長纖維粒料堆極難計(jì)量和輸送，因此需要借助一種特殊的材料管理概念。這里提及的高精度喂料機(jī)基于注塑成型工藝中一種特殊的重力進(jìn)料模塊。直至現(xiàn)在，失重式喂料機(jī)次以此種形式被用于擠出和配混過程（圖1）。
圖1 次應(yīng)用于注塑成型：直接在注塑機(jī)的進(jìn)料 區(qū)進(jìn)行高精度失重式計(jì)量（©摩丹卡勒多尼）
通過兩個(gè)喂料單元，纖維含量達(dá)60%的高濃縮PP長纖維粒料和稀釋的聚合物（PP）在等比例計(jì)量后被送入塑化螺桿并進(jìn)行配混。由于其復(fù)雜的流動(dòng)特性，高濃縮混合物的計(jì)量需要一種特殊傳送概念的輔助。摩丹卡勒多尼公司生產(chǎn)的Walkwand C-Flex M喂料機(jī)次使這種粒料的恒定熔體流動(dòng)成為可能。C-Flex M計(jì)量單元的長進(jìn)給螺桿和兩側(cè)按摩輥拍打的聚氨酯計(jì)量斗，確保了計(jì)量螺桿的均勻填充以及高進(jìn)給速度和計(jì)量精度（圖2）。此外，螺桿材料能夠有效活化，避免架橋現(xiàn)象的產(chǎn)生。
圖2 C-Flex M喂料機(jī)柔性聚氨酯壁兩側(cè)的按摩輥 確保了計(jì)量螺桿的均勻填充（©摩丹卡勒多尼）
克勞斯瑪菲技術(shù)有限公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略管理負(fù)責(zé)人Jochen Mitzler表示，相較于傳統(tǒng)的混配概念，這一概念可能會(huì)顯著減少纖維含量設(shè)置的波動(dòng)。根據(jù)當(dāng)前的測(cè)量結(jié)果，材料制造商的批次差異也出于同樣的原因。此外，加工人員也能比過去更精確地調(diào)整工序。這些優(yōu)勢(shì)對(duì)安全相關(guān)的工件的制造尤為有用，因?yàn)樗鼈冃枰獦O為恒定并可重復(fù)的工藝。在Fakuma展會(huì)上，CX 300 - 1400注塑機(jī)為汽車供應(yīng)商Takata AG公司生產(chǎn)了一個(gè)安全氣囊殼體。
高濃縮長纖維化合物的加工還具有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。相比標(biāo)準(zhǔn)粒料堆，其材料成本得以降低。此外，長纖維粒料的高強(qiáng)度也使壁厚得以減少。“結(jié)合FiberForm技術(shù)的高輕量化設(shè)計(jì)潛力，其投資回報(bào)速度非常快，因此，這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的輕量化設(shè)計(jì)解決方案。” Takata AG公司的核心工程材料經(jīng)理Udo補(bǔ)充道。
工業(yè)4.0試驗(yàn)項(xiàng)目的現(xiàn)場演示
摩丹卡勒多尼、克勞斯瑪菲和耐馳特還提出了一種在注塑成型生產(chǎn)過程中實(shí)施工業(yè)4.0的方法。他們用實(shí)用的范例展示了輔助設(shè)備和加工機(jī)械之間的智能通信。通過開發(fā)OPC-UA接口，摩丹卡勒多尼成為了個(gè)獨(dú)立于特定制造商和平臺(tái)之外，實(shí)現(xiàn)與加工機(jī)械通信的輔助設(shè)備供應(yīng)商。該軟件是一個(gè)開放的國際IT標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，并且得到了歐洲塑料行業(yè)協(xié)會(huì)的推薦。
克勞斯瑪菲智能機(jī)械的典型實(shí)例是自適應(yīng)過程控制（APC）功能。APC能夠識(shí)別過程波動(dòng)，一旦環(huán)境條件改變或粘度產(chǎn)生變化，系統(tǒng)將自主采取措施。隨著Elion 2800和CX 300注塑機(jī)與摩丹卡勒多尼生產(chǎn)的材料喂料機(jī)/干燥機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，耐馳特和克勞斯瑪菲離目標(biāo)更進(jìn)一步。通過典型的精選場景（模具更換、利用七天定時(shí)器開始精確的計(jì)劃生產(chǎn)），參觀者可以親眼看到數(shù)據(jù)交換如何提高生產(chǎn)效率或自動(dòng)降低能耗。
這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)注塑機(jī)和喂料機(jī)的端到端聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了測(cè)試。例如，生產(chǎn)開始時(shí)，干燥工序?qū)⒆詣?dòng)適應(yīng)機(jī)器設(shè)定的開始時(shí)間。相反，生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，干燥倉的控制排空也可進(jìn)行規(guī)劃。排空所需的時(shí)間根據(jù)計(jì)劃剩余生產(chǎn)量來確定和實(shí)施，不僅節(jié)省了干燥和傳輸?shù)哪芰浚覝p少了退料，避免了材料損耗。加工機(jī)械所需材料的可用性也在當(dāng)前加工操作過程中通過定向信息交換進(jìn)行監(jiān)測(cè)。必要的信息系統(tǒng)通過生產(chǎn)數(shù)量的永久比較和剩余生產(chǎn)時(shí)間獲得。輸送問題將集中顯示在機(jī)器上，實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)速度，從而避免材料短缺并提高效率。直觀的操作還為用戶提供了高透明度，方便用戶了解總體情況。
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