從汽車到電子設備,越來越多的產品正在呈現出日益多樣化的設計。就生產而言,這意味著更小的批量。2018年10月16~20日,在德國腓特烈港舉行的Fakuma 2018展會中,恩格爾奧地利公司(展位:A5-5204)將通過兩個創新應用,來證明如何在小批量的生產中實現大批量生產的效率和經濟性。
在Fakuma 2018展會中,恩格爾將利用一個高度集成的生產單元,來慶祝3項技術的同時首秀,該生產單元將采用ABS材料生產由兩個組件構成的卡尺:為極快速地更換模具鑲塊,一個完全自動化的解決方案將首次亮相;新的120規格的全電動、無拉桿e-motion TL 系列注塑機將呈現在觀眾面前,它擁有1 200 kN 的鎖模力;作為第三個首秀技術,電子溫度控制的e-flomo水歧管的擴展功能也將得到展示。

由Braunform制造的模具裝有專利的快速更換機構,允許在1 min之內更換產品(圖片來自Braunform)
通常,產量低于1 000的小批量生產對注塑成型提出了特殊的挑戰。為了以更經濟的方式實現大量變品種的生產,通常需要使用可更換鑲塊的模具。在Fakuma展會中,恩格爾將與Braunform公司(德國Bahlingen)及其他系統合作伙伴一起,展示這方面的最新進展。所展示的系統解決方案允許在不到1 min的時間內,完全自動化地更換模具鑲塊。為此,恩格爾e-motion 170/120 TL 注塑機配備的模具將含有Braunform公司專利的快速更換機構。
為了清晰地展示這一新的解決方案所具有的潛力,兩個形狀不同的卡尺組件,將交替地被快速生產出來。僅在3次注射后,注塑機就向集成的恩格爾easix關節機器人發出警報:批量已經完成,解鎖模具鑲塊。該機器人首先取出最后生產出的組件,然后更換夾持器并更換模具鑲塊。從一個可用部件到另一個可用部件,這一過程只需1 min。注塑機與周邊設備之間的通信,是通過authentig,即恩格爾子公司TIG的MES實現的,該軟件向注塑機和機器人提供部件數據設置。
這項應用的挑戰之一是,兩個組件的注射量變化很大。為確保在設置后隨著第一次注射而連續地生產出可用的部件,注塑機需要借助恩格爾注射4.0方案中的3個智能輔助系統而不斷進行自我優化。其中,iQ weight control調整每一次注射的熔體量;iQ clamp control計算最佳的鎖模力并自動設定它;iQ flow control根據e-flomo確定的測量值,自動補償冷卻水歧管回路中的溫差,并將e-temp溫度控制單元的泵轉速調整到符合當前的工藝條件。
這種電子溫度控制的e-flomo水歧管還有助于縮短安裝時間。模內歧管回路的自動順序吹掃,確保了在取出模具或模具鑲塊之前,滯留在溫度控制通道中的水和可能的污垢被完全排出。安裝時,這種新的功能保證了溫度控制通道的最佳通風。與傳統的人工吹掃相比,這種自動化的過程節省了時間,還允許延長模具維修的間隔時間。由于在人工操作過程中,在壓力空氣的作用下,所有的通道都不能均勻通風,導致殘留的水可能滯留在通道中并引起腐蝕,而自動吹掃則消除了這種風險。
在Fakuma展會中,真正引人注目的是以easix機器人為中心的生產單元極為緊湊的布局。該機器人負責操作模具鑲塊和組件、對注塑成型部件進行標記及組裝以及從生產單元中取出卡尺等所有的工作。為此,注塑機、夾持器和模具鑲塊的存儲站、激光打印機、裝配裝置及輸送裝置等,按星形被安排在機器人的周圍。
有兩個因素特別有助于以極節省空間的方式來安排各個單獨的部分,一是easix機器人可自由界定的禁止區域,二是e-motion TL 注塑機無拉桿的鎖模單元。由于能夠無障礙地進入模具區域,因而允許機器人的移動可以非常靠近鎖模單元而不受運動約束。
憑借這一完全自動化的生產單元,系統合作伙伴恩格爾與Braunform正在尋求小批量生產彼此相似的物品或者具有明顯差異的物品的客戶。典型的產品是消費品,如書寫工具,以及汽車和電子領域的技術部件,此外還包括一系列的醫療技術產品。
憑借1 200 kN的鎖模力,新的e-motion 120 TL注塑機成為該系列中最大型的機器。這種機器向高鎖模力方向的擴展,表明恩格爾對“多型腔模具的應用日益增多”的發展趨勢給予了高度關注。在沒有任何拉桿的情況下,模具安裝模板可以得到充分利用,從而可以將大型模具安裝在相對較小型的注塑機上。這也是生產形狀復雜部件的一大優勢,生產這類部件要求模內要有抽芯和滑塊。現在,決定機器規格大小的是實際需要的鎖模力,而不是模具的尺寸,這既節省了新投資的成本,也節省了當前的運行成本。
為確保模具的長期使用壽命以及始終如一的高產品質量,恩格爾的全電動、無拉桿高性能注塑機配有高度靈敏的模板平行度調整。該系列的機器通常被用于生產電子和醫療技術行業中極為小巧的精密部件。
隨著其foilmelt 技術的發展,在Fakuma 展會中,恩格爾將展示至今尚不存在的一種非常靈活的卷到卷的IMD應用。這項由系統合作伙伴恩格爾、Leonhard Kurz(德國 Fürth)、Schfe(r奧地利Schwertberg)和Isosport Verbundbauteile(奧地利Eisenstadt)聯合開發的應用,允許一個接著一個,快速地完成熱成型、背部注射和沖孔,從而卷到卷地在模內實現最多樣化的表面結構。

為實現變品種的全自動化生產,該生產系統將注塑機與一臺關節機器人、一個夾持器和模具鑲塊的存儲站、一臺激光打印機、一個裝配裝置和一個輸送裝置(用于運送可隨時供使用的裝配好的卡尺)集成在一起(圖片來自恩格爾)
值得一提的是,可能的材料組合所帶來的廣泛性。利用電容電子而得到功能化的箔、采用面漆的多層箔系統,以及結構的、背部可發光的或開孔的系統,如木紋,可從卷料進行加工。除典型的材料如ABS、PC或PC/ABS外,PP也能被用于背部注射。為了改變裝飾、結構和功能,僅需更換卷材,而無需改變模具。

憑借1 200 kN的鎖模力,新的e-motion 120 TL注塑機成為該系列中的最大型機器(圖片來自恩格爾)
在其展臺上,恩格爾將在一臺集成了viper 20線性機械手的duo 1060/350注塑機上生產擁有不同裝飾的三維復雜樣品部件,以此證明這項準備用于批量化生產的技術所具有的高度靈活性。其中,為汽車內飾以及為電子和白色家電行業生產外觀部件的制造商是這項技術的目標群體。
截至2019年1月,在位于奧地利Schwertberg總部的新的恩格爾技術中心中,該生產單元將可用于技術演示、材料測試和客戶的特定開發。
在Fakuma展會中,通過foilmelt 生產單元展示的另一項創新是恩格爾依據EN ISO 14120而開發的新的安全防護裝置,到2018年10月,它將適用于所有自動化的注塑機和集成的系統解決方案。這項開發再一次地體現出了高度的靈活性與高度的經濟效益的結合。模塊化的概念允許非常簡單的配置以及同樣方便的裝配。對安全面板和功能元素如開口、旋轉門和推拉門的綜合選擇,允許即使是單個布局也能實現成本效益。