Technologieshowcase op Wittmann Battenfeld's 10th Anniversary Event

In juni woonden meer dan 1400 gasten uit 48 landen de tweedaagse viering bij van Wittmanns overname van Battenfeld om Wittmann Battenfeld te vormen, een bedrijf met een uniek portfolio, variërend van spuitgietmachines en robots tot koelmachines, TCU's, drogers, blenders, hopperladers, en granulatoren. Het evenement, dat werd gehouden op het hoofdkantoor van het bedrijf in Kottingbrunn, Oostenrijk, was een gelegenheid om te pronken met onlangs uitgebreide en vernieuwde productiefaciliteiten voor machines, evenals met een aantal van de nieuwste ontwikkelingen van het bedrijf en sommige die nog in de maak zijn. Onder de laatste was een overzicht van een lopend onderzoeksproject naar het 'autonome spuitgieten van de toekomst', gebaseerd op een machine die zijn eigen inline kwaliteitscontrole uitvoert en zichzelf daarop aanpast - allemaal op hands-off basis.

In een tijdperk waarin machinebouwers en hun klanten klagen over lange doorlooptijden, presenteerde Wittmann Battenfeld zijn uitgebreide programma van nieuwbouw en renovatie in zijn vestigingen over de hele wereld. Dit omvatte vorig jaar twee uitbreidingen, in totaal 23.130 ft ² van nieuwe productieruimte en de bouw van een nieuw ontwikkelingstechnologiecentrum, dat deze zomer zou worden opgeleverd. Renovaties dit jaar gericht op het stroomlijnen van de productie omvatten de implementatie van geklokte assemblagelijnproductie van EcoPower volledig elektrische en SmartPower servohydraulische persen tot 400 metrische ton, als aanvulling op het eerdere gebruik van deze aanpak voor machines tot 180 m.t. Andere renovaties dit jaar zijn onder meer de productie van injectie-units aan de lopende band en de uitbreiding van het productiegebied voor grote machines van MacroPower van zeven naar twaalf assemblagestations.

En sinds begin 2018 heeft Wittmann Battenfeld een QR-code toegevoegd aan het identificatieplaatje van elke machine, die kan worden gescand door servicetechnici om alle gegevens op te halen over de productietests, opstart- en servicewerkzaamheden van de unit sinds levering uit de fabriek.

Toekomstige geplande werkzaamheden in Kottinbrunn omvatten een nieuw kantoorgebouw van drie verdiepingen (28.000 ft ² ) voor engineering, productiecontrole, kwaliteit en personeelsafdelingen, die in juni volgend jaar moeten worden voltooid; en een nieuw logistiek productiecentrum (32.275 ft ² ) voor verticale en speciale machines, gereed in juni 2020.

MACHINELIJNEN UITBREIDEN

Zoals gemeld in juli Opstarten, Wittmann Battenfeld (kantoor in de VS in Torrington, Conn.) kondigde verschillende nieuwe modellen injectiemachines aan, waarvan sommige werden gedemonstreerd tijdens het evenement in juni. Deze omvatten later dit jaar een groter, 400-m.t., SmartPower-model; en een tweede, groter (500 m.t.) model van de EcoPower Xpress high-speed, volledig elektrische pers voor verpakkingen en andere dunwandige onderdelen. Het werd gebruikt in Kottingbrunn bij het gieten van PP-emmers van 2,8 L met omhullende IML in een mal met vier holtes in 7,95 sec. Later dit jaar is het bedrijf van plan om ook kleinere modellen toe te voegen, 160, 210 en 300 ton, en een nog grotere unit van 650 ton zal volgen.

Als aanvulling op het assortiment grote machines toonde het bedrijf zijn eerste tweecomponenten MacroPower Combimould-pers van 2000 mt (het eerste ééncomponentmodel van 2000 mt werd eerder dit jaar gebouwd). Het systeem is gebouwd voor BSH Home Appliances in Duitsland om een ​​binnendeurpaneel van een PP-koelkast te vormen dat normaal gesproken thermogevormd zou zijn. Het deel van 750 g (gepatenteerd) is slechts 0,8 mm dik en meet ongeveer 1120 × 512 mm. Het ventiel wordt achtereenvolgens door 21 sproeiers geleid.

Wittmann Battenfeld toonde ook zijn eerste 2000 mm servo-aangedreven draaitafel op een tweecomponenten MacroPower 1300.

Misschien was de ster van de show een 160 m.t. prototype van een gloednieuwe serie VPower verticale, servohydraulische machines met een bereik van 120 tot 300 m.t. en zal naar verwachting in oktober in de verkoop gaan. Een belangrijk kenmerk van deze machine is de lage, ergonomische werkhoogte van iets minder dan 1 meter, tegenover 1,2 tot 1,3 m voor eerdere modellen. Ook belangrijk is de verandering van drie koppelstangen naar twee, waardoor het midden van de draaitafel (servo-elektrisch aangedreven, 1300 tot 2000 mm diam.) vrij blijft voor centrale toevoer van media via een oscillerende of roterende unie.

Andere kenmerken zijn de omvormbaarheid van de injectie-eenheid van verticaal naar horizontaal en vice versa; hoge klemsnelheden (300 mm/sec); en een klem ontworpen voor uniforme krachtverdeling in de mal.

Wittmann Battenfeld presenteerde ook nieuwe robots en hulpmiddelen. Zowel grotere als kleinere modellen werden toegevoegd aan de Primus economy-lijn van servo-robots (gerapporteerd in Keeping Up van vorige maand). En het bedrijf introduceerde nieuwe "Feedmax basic" trechterontvangers en S-Max schermloze granulators (zie het gedeelte September Keeping Up).

SLIMME MACHINES &SLIMME FABRIEKEN

Zoals te verwachten was, was Industrie 4.0 een veelvoorkomend onderwerp tijdens het jubileumevenement. De keynote spreker was Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp, professor aan het Institute for Manufacturing Informatics aan de Universiteit van Augsburg, Duitsland, en voorzitter van het Fraunhofer ICGV Research Institute for Casting, Composites and Processing Technology in Augsburg. Hij sprak over 'data als de grondstof van de 21e eeuw'. Hij legde uit dat "slimme producten gegevens genereren tijdens productie en gebruik", en voorspelde "de ontwikkeling van nieuwe bedrijfsmodellen door verzamelde gegevens te analyseren voor optimalisatie." Hij zei ook dat "voorspellend onderhoud de volgende stap zal zijn in zelflerende systemen."

Wittmann Battenfelds benadering van voorspellend onderhoud, dat het CMS (Condition Monitoring System) noemt, is een belangrijk onderdeel van het Wittmann 4.0-programma. CMS werd gedemonstreerd op het evenement in juni op de nieuwe EcoPower Xpress 500-machine. Onder de vele parameters die door het systeem werden gecontroleerd, waren de olietemperatuur, het niveau, het vochtgehalte en het aantal deeltjes; waterkwaliteit, stroming en temperatuur; en hydraulische pompdruk, trillingen en olielekkage (met kleurcodering van acceptabele/niet-acceptabele omstandigheden).

Ook werden de slag, trilling en doseerkoppel van de injectie-eenheid gecontroleerd (behaald door het koppel en de voorwaartse snelheid van de schroefpunt te bewaken). Op de klem bewaakten sensoren de rek, slag en trillingen van de bewegende plaat en het frame van de trekstang. Sensoren in de versnellingsbak meten vervuiling in de tandwielen om te bepalen wanneer smeerolie moet worden ververst. En de schakelkast had sensoren voor temperatuur, vochtigheid en luchtstroom, evenals rookmelders en bevestiging van goede verbindingen met de voeding en B8-controller. Het totale energieverbruik en de omgevingstemperatuur en vochtigheid werden ook gecontroleerd.

Voor elk van deze parameters kan de gebruiker een grafiek met meetwaarden in de loop van de tijd inspecteren en inzoomen op elke interessante periode. Bovendien kunnen goede/slechte limieten worden toegewezen aan gecontroleerde variabelen, en die limieten kunnen specifiek worden ingesteld voor bepaalde vormtaken.

Gecentraliseerde controle van alle componenten van een werkcel is een opvallend kenmerk van Wittmann 4.0. Een nieuwe softwarefunctie in ontwikkeling zijn digitale matrijsgegevensbladen, waarin de setup voor een vormtaak een lijst genereert van de precieze hulpapparatuur - koelmachine, droger, blender, enz. - die nodig is voor die taak.

Coördinatie van hulpapparatuur aangesloten op een Wittmann Battenfeld B8-machinebesturing, evenals automatische communicatie van productie-, proces- en kwaliteitsgegevens naar een centraal MES-computersysteem (Wittmann werkt met MPDV in Europa, IQMS in Noord-Amerika) dragen bij aan de groeiende trend naar geïndividualiseerde productie, "massaaanpassing" zoals sommigen het noemen. Dit werd gedemonstreerd tijdens het evenement in juni bij de productie van kleerhangers met behulp van Wittmann Battenfeld's Airmould-gasondersteunende technologie. Na het uit de vorm halen door een W918-robot met nieuwe servopols, werd de polycarbonaathanger gepresenteerd aan een digitale inkjetprinter die op de horizontale balk van de robot was gemonteerd. Terwijl de robot het onderdeel langs de spuitmond van de printer beweegt, vindt het afdrukken "on the fly" plaats met een snelheid die is afgestemd op de snelheid van de robot. Bij de opendeurdag werden de hangers op bestelling bedrukt met de namen van de bezoekers. In de werkelijke productie kunnen ze worden bedrukt met batch- of serienummers in de vorm van streepjescodes of QR-codes. Dit kunnen opeenvolgende serienummers zijn of nummers die zijn toegewezen door willekeurige generatoren. Alle relevante kwaliteitsgegevens die verband houden met de productie van die specifieke hanger worden opgeslagen in de centrale computer en kunnen op elk moment beschikbaar zijn tijdens de garantieperiode of de levensduur van het onderdeel.

De 'slimme fabrieken' van Industrie 4.0 hebben slimme machines nodig die worden bestuurd met slimme software. Tijdens het jubileumevenement onthulde Wittmann Battenfeld de voortdurende evolutie van zijn HiQ-suite van optionele besturingspakketten om machines zelfregulerend te maken. Een van de bestaande pakketten is HiQ Melt, die tijdens het doseren de benodigde aandrijfarbeid (schroefkoppel) meet. Het detecteert daarbij viscositeitsveranderingen als gevolg van het gebruik van recycle of batch-to-batch variaties in nieuwe harsen.

Een ander bestaand pakket is HiQ Flow, dat de materiaalviscositeit meet door middel van het werk tijdens het injecteren. Het past het hogedrukniveau of het omschakelpunt, of beide, tijdens de opname aan om een ​​correctie in dezelfde cyclus uit te voeren. Terwijl de software momenteel een paar opnamen nodig heeft om de viscositeitscorrectiefactor met vallen en opstaan ​​te bepalen, ontwikkelt Wittmann Battenfeld een verbetering om de correctiefactor automatisch te definiëren.

Een nieuwe toevoeging aan de serie is HiQ Metering, die een positieve sluiting van de terugslagklep bereikt door middel van een specifieke schroefbeweging voorafgaand aan injectie. Dit zorgt voor een uniforme opnamegrootte.

AUTONOMIEVE INJECTIEVORMING

Het potentieel voor een injectiemachine om zijn eigen realtime kwaliteitsbeoordeling uit te voeren en zijn proces te corrigeren zonder menselijke tussenkomst of QC-tests na het vormen, werd gepresenteerd door Dr. Gerald R. Berger, Asst. Prof. aan het Institute of Injection Molding of Polymers aan de Universiteit van Leoben, Oostenrijk; en door Dr. Dieter P. Gruber, hoofd van de Research Group on Robot Vision and Artificial Intelligence bij Polymer Competence Center Leoben in dezelfde stad. De twee waren net begonnen aan een driejarig onderzoeksproject over "Inline Quality Control in Injection Molding" (InQCIM), gefinancierd door 1 miljoen euro bijgedragen door de Oostenrijkse Research Promotion Agency (FFG) en industriepartners zoals Wittmann Battenfeld, die doneert ook een volledig elektrische EcoPower 110-machine aan het project.

Andere partners in dit project zijn onder meer het onderzoeksinstituut voor productietechnologie en high-power lasertechnologie (IFT) van de Technische Universiteit Wenen (TU Wien), evenals Duitse en Oostenrijkse autoleveranciers zoals Mahle Filtersysteme, de Oostenrijkse producent van meubelbeslag Julius Blum , en de Oostenrijkse custom/captive molder Miraplast.

Het doel van autonoom spuitgieten, zeggen Berger en Gruber, is om bij elke opname de druk-, temperatuur- en snelheidsomstandigheden van de smelt te repliceren ten opzichte van tijd en positie in de vormcyclus. Dit moet worden gedaan door continu de smeltdruk, temperatuur en snelheid in de holte te bewaken, evenals de temperatuur van de matrijswand. Het fundamentele concept van het autonome gietproject is om van een "intelligente mal" de meester van het proces te maken door middel van bidirectionele communicatie met de injectiepers en randapparatuur. Met andere woorden, de geïnstrumenteerde mal vertelt de injectiemachine welke procescorrecties moeten worden aangebracht.

Een doel van het project is om de oppervlaktekwaliteit van gegoten onderdelen - spoelbakken, laslijnen en stroommarkeringen ("tijgerstrepen") aan te pakken en deze factoren te correleren met matrijssensorgegevens. Bij het eerste werk wordt een camera gebruikt om onderdelen te inspecteren, maar het uiteindelijke doel is om visuele defecten uit matrijsgegevens te kunnen voorspellen.

Een van de innovaties die het projectteam onderzoekt, is het monitoren van de mal alleen met een reeks akoestische sensoren aan de buitenkant van de mal. Volgens Berger en Gruber is dit een goedkopere en robuustere oplossing dan in-mold sensoren. Het oorspronkelijke doel is om het proces in de volgende twee cycli te kunnen corrigeren nadat een probleem is gedetecteerd. Verderop hopen de onderzoekers het proces binnen dezelfde cyclus te corrigeren en zelfs vier of vijf cycli vooruit te kijken om op basis van de huidige trends een dreigende fout te voorspellen en te reageren voordat zich een kwaliteitsprobleem voordoet.

Om dit mogelijk te maken, moeten de onderzoekers een op machine learning gebaseerd Fault Detection and Classification (FDC) softwaresysteem ontwikkelen. Dit omvat het trainen van neurale netwerksoftware om te herkennen wanneer en hoe het proces moet worden aangepast. De eerste stap in het onderzoeksproject zal Design of Experiments (DOE)-testen zijn om het gewicht, de afmetingen, de oppervlaktekwaliteit en de mechanische prestaties van het onderdeel te correleren met matrijssensorgegevens.