從長纖維粒料的精確計量到工業4.0

　　在2015年的Fakuma展會上，摩丹卡勒多尼聯合克勞斯瑪菲證明了不同生產線的聯網合作將產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工藝進行材料管理的OPC-UA智能集成接口。
　　由于其特殊的組成和復雜的流動特性（桿狀和球狀粒料），高濃縮PP長纖維粒料堆極難計量和輸送，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基于注塑成型工藝中一種特殊的重力進料模塊。直至現在，失重式喂料機次以此種形式被用于擠出和配混過程（圖1）。
      
　　圖1 次應用于注塑成型：直接在注塑機的進料 區進行高精度失重式計量（©摩丹卡勒多尼）
　　通過兩個喂料單元，纖維含量達60%的高濃縮PP長纖維粒料和稀釋的聚合物（PP）在等比例計量后被送入塑化螺桿并進行配混。由于其復雜的流動特性，高濃縮混合物的計量需要一種特殊傳送概念的輔助。摩丹卡勒多尼公司生產的Walkwand C-Flex M喂料機次使這種粒料的恒定熔體流動成為可能。C-Flex M計量單元的長進給螺桿和兩側按摩輥拍打的聚氨酯計量斗，確保了計量螺桿的均勻填充以及高進給速度和計量精度（圖2）。此外，螺桿材料能夠有效活化，避免架橋現象的產生。
      
　　圖2 C-Flex M喂料機柔性聚氨酯壁兩側的按摩輥 確保了計量螺桿的均勻填充（©摩丹卡勒多尼）
　　克勞斯瑪菲技術有限公司的產品戰略管理負責人Jochen Mitzler表示，相較于傳統的混配概念，這一概念可能會顯著減少纖維含量設置的波動。根據當前的測量結果，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整工序。這些優勢對安全相關的工件的制造尤為有用，因為它們需要極為恒定并可重復的工藝。在Fakuma展會上，CX 300 - 1400注塑機為汽車供應商Takata AG公司生產了一個安全氣囊殼體。
　　高濃縮長纖維化合物的加工還具有巨大的經濟優勢。相比標準粒料堆，其材料成本得以降低。此外，長纖維粒料的高強度也使壁厚得以減少。“結合FiberForm技術的高輕量化設計潛力，其投資回報速度非?？?，因此，這是一個經濟有效的輕量化設計解決方案。” Takata AG公司的核心工程材料經理Udo補充道。
　　工業4.0試驗項目的現場演示
　　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過程中實施工業4.0的方法。他們用實用的范例展示了輔助設備和加工機械之間的智能通信。通過開發OPC-UA接口，摩丹卡勒多尼成為了個獨立于特定制造商和平臺之外，實現與加工機械通信的輔助設備供應商。該軟件是一個開放的國際IT標準，被廣泛應用于機械制造行業，并且得到了歐洲塑料行業協會的推薦。
　　克勞斯瑪菲智能機械的典型實例是自適應過程控制（APC）功能。APC能夠識別過程波動，一旦環境條件改變或粘度產生變化，系統將自主采取措施。隨著Elion 2800和CX 300注塑機與摩丹卡勒多尼生產的材料喂料機/干燥機的聯網，耐馳特和克勞斯瑪菲離目標更進一步。通過典型的精選場景（模具更換、利用七天定時器開始精確的計劃生產），參觀者可以親眼看到數據交換如何提高生產效率或自動降低能耗。
　　這個試驗項目對注塑機和喂料機的端到端聯網進行了測試。例如，生產開始時，干燥工序將自動適應機器設定的開始時間。相反，生產結束時，干燥倉的控制排空也可進行規劃。排空所需的時間根據計劃剩余生產量來確定和實施，不僅節省了干燥和傳輸的能量，而且減少了退料，避免了材料損耗。加工機械所需材料的可用性也在當前加工操作過程中通過定向信息交換進行監測。必要的信息系統通過生產數量的永久比較和剩余生產時間獲得。輸送問題將集中顯示在機器上，實現更快的響應速度，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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