从长纤维粒料的精确计量到工业4.0

　　在2015年的Fakuma展会上，摩丹卡勒多尼联合克劳斯玛菲证明了不同生产线的联网合作将产生新的行之有效的注塑成型解决方案。他们介绍了浓缩长纤维化合物的精确喂料以及贯穿整个工艺进行材料管理的OPC-UA智能集成接口。
　　由于其特殊的组成和复杂的流动特性（杆状和球状粒料），高浓缩PP长纤维粒料堆极难计量和输送，因此需要借助一种特殊的材料管理概念。这里提及的高精度喂料机基于注塑成型工艺中一种特殊的重力进料模块。直至现在，失重式喂料机次以此种形式被用于挤出和配混过程（图1）。
      
　　图1 次应用于注塑成型：直接在注塑机的进料 区进行高精度失重式计量（©摩丹卡勒多尼）
　　通过两个喂料单元，纤维含量达60%的高浓缩PP长纤维粒料和稀释的聚合物（PP）在等比例计量后被送入塑化螺杆并进行配混。由于其复杂的流动特性，高浓缩混合物的计量需要一种特殊传送概念的辅助。摩丹卡勒多尼公司生产的Walkwand C-Flex M喂料机次使这种粒料的恒定熔体流动成为可能。C-Flex M计量单元的长进给螺杆和两侧按摩辊拍打的聚氨酯计量斗，确保了计量螺杆的均匀填充以及高进给速度和计量精度（图2）。此外，螺杆材料能够有效活化，避免架桥现象的产生。
      
　　图2 C-Flex M喂料机柔性聚氨酯壁两侧的按摩辊 确保了计量螺杆的均匀填充（©摩丹卡勒多尼）
　　克劳斯玛菲技术有限公司的产品战略管理负责人Jochen Mitzler表示，相较于传统的混配概念，这一概念可能会显着减少纤维含量设置的波动。根据当前的测量结果，材料制造商的批次差异也出于同样的原因。此外，加工人员也能比过去更精确地调整工序。这些优势对安全相关的工件的制造尤为有用，因为它们需要极为恒定并可重复的工艺。在Fakuma展会上，CX 300 - 1400注塑机为汽车供应商Takata AG公司生产了一个安全气囊壳体。
　　高浓缩长纤维化合物的加工还具有巨大的经济优势。相比标准粒料堆，其材料成本得以降低。此外，长纤维粒料的高强度也使壁厚得以减少。“结合FiberForm技术的高轻量化设计潜力，其投资回报速度非常快，因此，这是一个经济有效的轻量化设计解决方案。” Takata AG公司的核心工程材料经理Udo补充道。
　　工业4.0试验项目的现场演示
　　摩丹卡勒多尼、克劳斯玛菲和耐驰特还提出了一种在注塑成型生产过程中实施工业4.0的方法。他们用实用的范例展示了辅助设备和加工机械之间的智能通信。通过开发OPC-UA接口，摩丹卡勒多尼成为了个独立于特定制造商和平台之外，实现与加工机械通信的辅助设备供应商。该软件是一个开放的国际IT标准，被广泛应用于机械制造行业，并且得到了欧洲塑料行业协会的推荐。
　　克劳斯玛菲智能机械的典型实例是自适应过程控制（APC）功能。APC能够识别过程波动，一旦环境条件改变或粘度产生变化，系统将自主采取措施。随着Elion 2800和CX 300注塑机与摩丹卡勒多尼生产的材料喂料机/干燥机的联网，耐驰特和克劳斯玛菲离目标更进一步。通过典型的精选场景（模具更换、利用七天定时器开始精确的计划生产），参观者可以亲眼看到数据交换如何提高生产效率或自动降低能耗。
　　这个试验项目对注塑机和喂料机的端到端联网进行了测试。例如，生产开始时，干燥工序将自动适应机器设定的开始时间。相反，生产结束时，干燥仓的控制排空也可进行规划。排空所需的时间根据计划剩余生产量来确定和实施，不仅节省了干燥和传输的能量，而且减少了退料，避免了材料损耗。加工机械所需材料的可用性也在当前加工操作过程中通过定向信息交换进行监测。必要的信息系统通过生产数量的永久比较和剩余生产时间获得。输送问题将集中显示在机器上，实现更快的响应速度，从而避免材料短缺并提高效率。直观的操作还为用户提供了高透明度，方便用户了解总体情况。
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