[0001] [0001]
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen einer spritzgießfähigen Masse in einer Spritzgießmaschine, die eine mit einer Schnecke versehene Plastifiziereinheit, eine Einspritzeinheit, eine Maschinensteuerung und ein Werkzeug mit einer Kavität aufweist, wobei in die Kavität spritzgießfähige Masse eingespritzt werden kann und wobei die spritzgießfähigen Masse aus mindestens einer Pulverkomponente und mindestens einer Binderkomponente besteht. The invention relates to a method for injection molding a injection-moldable mass into an injection molding machine having a provided with a screw plasticizing unit, an injection unit, a machine control system and a tool with a cavity, said injection moldable material may be injected into the cavity, and wherein the injection moldable composition comprising at least one powder component and at least one binder component. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Spritzgießmaschine. Furthermore, the invention relates to an injection molding machine.
[0002] [0002]
Beim Spritzgießen von Formteilen aus pulverhaltigem Material wird der so genannte Feedstock in einer Plastifiziereinheit mit einer Schnecke durch Wärmeleitung von außen her über am Plastifizierzylinder angebrachte Heizbänder sowie aufgrund Dissipation in der Schmelze beim Durchmischen im Schneckenzylinder aufgeschmolzen. In injection molding items from pulverhaltigem material known as the feedstock in a plasticizing unit with a worm by heat conduction from outside via attached to the plasticizing cylinder heater bands and due to dissipation in the melt during mixing is melted in the screw cylinder. Der Feedstock besteht aus einem definierten Volumenanteil Pulver und einem Volumenanteil Binderkomponente. The feedstock is a defined volume fraction of powder and a binder component volume fraction. Das Verhältnis von Pulver- zu Binderanteil beeinflusst die Fließeigenschaften und bestimmt die Schwindung des Bauteils beim Sintern. The ratio of powder to binder content affects the flow properties and determines the shrinkage of the component during sintering.
[0003] [0003]
Die Binderkomponente wird im Plastifizierzylinder schmelzflüssig, während die Pulverkomponente im festen Aggregatzustand bleibt. The binder component becomes molten in the plasticizing cylinder, while the powder component remains in the solid state. Nach dem Spritzgießprozess werden die gespritzten Teile gesintert. After the injection molding process, the injection-molded parts are sintered. Der Feedstock wird vor der Verarbeitung auf der Spritzgießmaschine in Compoundiereinrichtungen homogenisiert. The feedstock is homogenized prior to processing the injection molding machine in Compoundiereinrichtungen.
[0004] [0004]
In In 2 2 ist schematisch eine Mischung eines Pulvers und eines Binders skizziert. is schematically sketched a mixture of powder and a binder. In dieser Figur ist eine gute Homogenisierung der Pulverteilchen zu erkennen. In this figure, a good homogenization of the powder particles can be seen. Dabei kann es zu Chargenschwankungen in der Mischungshomogenität kommen. This may lead to batch variations in the mixture homogeneity. Ebenso kann es durch die Beimengung von Rezyklat oder Regenerat in den Trichter der Spritzgießmaschine dazu kommen, dass Inhomogenitäten in der Schmelze und weiterhin im gespritzten Formteil auftreten. It may also come into the hopper of the injection molding machine to do so by the incorporation of recycled or reclaimed that inhomogeneities in the melt and continue in the injection molded part occur.
[0005] [0005]
In In 3 3 ist schematisch eine bereichsweise entmischte Mischung eines Pulvers und eines Binders dargestellt. is shown schematically a partially segregated mixture of powder and a binder. Die Figur zeigt also eine inhomogen Verteilung der Pulverteilchen. Thus, the figure shows an inhomogeneous distribution of the powder particles. Diese Inhomogenitäten, also die örtlich unterschiedliche Verteilung von Pulver und Binder, führen beim Sintern zu Lunkerbildung oder Rissen, da die Bereiche mit höherer Binderkonzentration nicht optimal zusammensintern. These inhomogeneities, ie locally different distribution of powder and binder, leading to formation of voids or cracks during sintering, as the areas with higher binder concentration together internally not optimal.
[0006] [0006]
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzgießen einer spritzgießfähigen Masse aus mindestens einer Pulverkomponente und mindestens einer Binderkomponente sowie eine zugehörige Spritzgießmaschine zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die Mischungsqualität zu detektieren und durch geeignete Maßnahmen während der Spritzgießproduktion eine gute Mischungsqualität aufrecht zu erhalten. The invention has for its object to provide a method of molding a injection-moldable mass of at least one powder component and at least one binder component and an associated injection molding machine, with or with which it is possible to detect the mixture quality and suitable measures during the injection molding to obtain a good mixing quality upright. Dadurch soll die Qualität des herzustellenden Formteils erhöht werden. To guarantee quality of the molded part can be increased.
[0007] [0007]
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: The solution of this object by the invention is characterized in that the method comprises the steps of: - a) Ermittlung der Einspritzarbeit für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils, insbesondere für einen kompletten Spritzgießzyklus; a) Identification of the injection work for a defined section of the injection molding of a molded part, in particular for a complete injection molding;
- b) Ermittlung der Dosierarbeit für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils, insbesondere für einen kompletten Spritzgießzyklus; b) Determination of Dosierarbeit for a defined section of the injection molding of a molded part, in particular for a complete injection molding;
- c) Bei Anstieg oder Abfall der gemäß Schritt a) ermittelten Einspritzarbeit aus einem vorgegebenen und in der Maschinensteuerung gespeicherten Toleranzbereich hinaus und beim Verbleiben der gemäß Schritt b) ermittelten Dosierarbeit innerhalb eines vorgegebenen und in der Maschinensteuerung gespeicherten Toleranzbereichs: Nicht-Veranlassen einer Maßnahme zur Beeinflussung der Mischungshomogenität der spritzgießfähigen Masse; c) If the rise or fall of the determined in step a) injection work from a predefined and stored in the machine control tolerance range and by remaining the determined in step b) Dosierarbeit within a predetermined and stored in the machine control tolerance: Non-causing a measure to influence the homogeneity of the mixture injection moldable mass;
- d) Bei Anstieg oder Abfall der gemäß Schritt a) ermittelten Einspritzarbeit aus einem vorgegebenen und in der Maschinensteuerung gespeicherten Toleranzbereich hinaus und beim Anstieg oder Abfall der gemäß Schritt b) ermittelten Dosierarbeit aus einem vorgegebenen und in der Maschinensteuerung gespeicherten Toleranzbereich hinaus: Veranlassen einer Maßnahme zur Beeinflussung der Mischungshomogenität der spritzgießfähigen Masse. d) increase or decrease the determined in step a) injection work from a predefined and stored in the machine control tolerance range and the increase or decrease of the determined in step b) Dosierarbeit from a predefined and stored in the machine control tolerance range: initiating a measure to influence the homogeneity of the mixture injection moldable mass.
[0008] [0008]
Bevorzugt werden die Einspritzarbeit und die Dosierarbeit auf Referenzwerte bezogen, die in der Maschinensteuerung gespeichert sind, wobei dann die ermittelten Verhältnisse (Quotienten) bei der weiteren Verarbeitung der Daten zugrunde gelegt werden. The injection work and the Dosierarbeit are preferred compared to reference values that are stored in the machine control, in which case the determined ratios (ratio) will be used in further processing of the data.
[0009] [0009]
Bei Vorliegen einer anderen Bedingung als gemäß Schritt c) und Schritt d) wird ebenfalls keinerlei Maßnahme zur Beeinflussung der Mischungshomogenität der spritzgießfähigen Masse ergriffen. In the presence of a condition other than in accordance with step c) and step d) is also no measure to influence the homogeneity of the mixture injection moldable mass is taken.
[0010] [0010]
Die Erfindung stellt also auf den Grundgedanken ab, dass zum einen die Einspritzarbeit und zum anderen die Dosierarbeit berechnet werden. The invention thus depend on the basic idea that on the one hand the injection work and on the other Dosierarbeit be calculated. Dann können die jeweiligen Ergebnisse normiert werden, indem sie durch einen gespeicherten Referenzwert geteilt werden. Then, the respective results can be normalized by being divided by a stored reference value.
[0011] [0011]
Sofern die Einspritzarbeit bzw. das Verhältnis der Einspritzarbeiten aus einem vorgegebenen Toleranzbereich herausläuft, jedoch die Dosierarbeit bzw. das Verhältnis der Dosierarbeiten innerhalb eines Toleranzbereichs bleibt, wird angenommen, dass sich eine Größe im Prozess geändert habe, die nicht die Fließfähigkeit und damit die Mischungsgüte des Feedstocks betrifft. If the injection work or the ratio of the injection work runs out of a predetermined tolerance range, however, the Dosierarbeit or proportion of the dosing as within a tolerance range remains, it is assumed that a size have changed in the process, not the fluidity and thus the mixing quality of Feedstocks concerns. Demgemäß werden keine Maßnahmen zur Verbesserung der der Homogenität der Schmelze eingeleitet (obiger Schritt c). Accordingly, no measures to improve the homogeneity of the melt are introduced (the above step c).
[0012] [0012]
Ergibt sich hingegen, dass beide Arbeiten bzw. beide normierte Größen – also die der Einspritzarbeit und die der Dosierarbeit – gleichzeitig ansteigen, deutet dies auf eine Veränderung im Feedstock hin. If, however, that both work or both standardized measures - ie the injection work and the Dosierarbeit - rise at the same time, this indicates a change in the feedstock. Demgemäß werden in diesem Falle Maßnahmen zur Homogenisierung der Schmelze eingeleitet (obiger Schritt d). Accordingly, measures are taken to homogenize the melt (the above step d) in this case.
[0013] [0013]
Die Einspritzarbeit wird dabei bevorzugt als Integral des Einspritzdrucks über das in die Kavität eingespritzte Volumen an Schmelze für ein Spritzgießteil berechnet. The injection work is preferably calculated as the integral of the injection pressure on the injected volume of melt in the cavity of an injection-molded.
[0014] [0014]
Die Dosierarbeit wird bevorzugt als Integral des Schneckendrehmoments über dem Drehwinkel der Schnecke für eine vorgegebene Zeit berechnet. The Dosierarbeit is preferably calculated as the integral of the screw torque over the angle of rotation of the screw for a predetermined time.
[0015] [0015]
Die obigen Schritte a) bis c) bzw. die Schritte a), b) und d) werden bevorzugt sich periodisch wiederholend durchgeführt. The above steps a) to c) or steps a), b) and d) are preferably be carried out periodically repetitively.
[0016] [0016]
Im Anschluss an die Ausführung des obigen Schritts d) können die Dosierparameter wieder auf die ursprünglichen Werte zurückgefahren werden. Following the execution of the above step d) the dispensing parameters can be moved back to their original values.
[0017] [0017]
Die nach obigem Schritt d) veranlasste Maßnahme kann ein zusätzliches Durchmischen der spritzgießfähigen Masse während des Dosiervorgangs sein. After the above step d) prompted action may be an additional mixing of the injection-moldable mass during the dosing. Ein Durchmischen der spritzgießfähigen Masse kann dabei bei erhöhter Schneckendrehzahl erfolgen. A mixing of the injection-moldable mass can be carried out at elevated screw speed. Auch eine Veränderung des Staudrucks beim Dosieren kann vorgenommen werden. A change of the dynamic pressure during dispensing can be made. Weiterhin kann eine Veränderung der Schneckenrückzugsgeschwindigkeit beim Dosieren vorgenommen werden. Furthermore, a change in the screw retraction speed can be performed during dosing.
[0018] [0018]
Die Temperatur in der Plastifiziereinheit kann fortbildungsgemäß durch eine Regelung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs gehalten werden. The temperature in the plasticizing unit can be kept in-service training in accordance with a regulation within a specified tolerance range. Zur Regelung der Temperatur in der Plastifiziereinheit kann die der Plastifiziereinheit zugeführte Heizenergie herangezogen werden. For controlling the temperature in the plasticizing unit of the plasticizing the supplied heating energy can be used.
[0019] [0019]
Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren vorhanden sind für die Ermittlung der Schneckendrehzahl, des Schneckendrehmoments, des Einspritzdrucks und der axialen Schneckenbewegung, wobei die Maschinensteuerung zur Ermittlung der Einspritzarbeit für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils und zur Ermittlung der Dosierarbeit für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils ausgebildet ist, wobei die Maschinensteuerung weiterhin ausgebildet ist The injection molding machine according to the invention is characterized in that sensors are provided for determining the screw speed, the screw rotating torque, the injection pressure and the axial screw movement, wherein the machine controller for determining the injection work for a defined portion of the molding cycle of a molded article and to determine the Dosierarbeit for a defined is formed in sections of the injection molding of a molding, wherein the machine controller is further adapted - – zur Nicht-Ausgabe eines Signals bei Anstieg oder Abfall der ermittelten Einspritzarbeit aus einem vorgegebenen gespeicherten Toleranzbereich hinaus und beim Verbleiben der ermittelten Dosierarbeit innerhalb eines gespeicherten Toleranzbereichs sowie - For non-issuance of a signal at the rise or fall of the determined injection work from a predetermined tolerance range and stored by remaining the determined Dosierarbeit within a stored tolerance range and
- – zur Ausgabe eines Signals bei Anstieg oder Abfall der ermittelten Einspritzarbeit aus einem vorgegebenen gespeicherten Toleranzbereich hinaus und beim Anstieg oder Abfall der ermittelten Dosierarbeit aus einem vorgegebenen gespeicherten Toleranzbereich hinaus. - To output a signal at the rise or fall of the determined injection work from a predetermined tolerance range and stored in the rise or fall of the Dosierarbeit determined from a given stored tolerance range.
[0020] [0020]
Gegebenenfalls kann auch hier wieder vorgesehen werden, dass nicht die Einspritz- bzw. Dosierarbeit selber, sondern auf Referenzwerte normierte Daten verarbeitet werden. If necessary, can also be provided again that not the injection and Dosierarbeit itself, but to reference values normalized data are processed.
[0021] [0021]
Die Plastifiziereinheit und die Einspritzeinheit sind dabei bevorzugt als kombinierte Schubschnecken-Plastifizier- und -einspritzeinheit ausgebildet. The plasticizing unit and the injection unit are preferably formed as a combined push-screw plastifying and injection unit.
[0022] [0022]
Schließlich sieht eine Weiterbildung vor, dass die Schnecke Misch-, Scher- und/oder Knetelemente aufweist. Finally, a further embodiment provides that the auger mixing, shear and / or kneading elements having.
[0023] [0023]
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Spritzgießen von gefüllten Kunststoffen, bei dem durch Messung der Energieaufnahme während des Dosier- und Einspritzvorganges eine Regelung der Mischqualität durchgeführt wird. The invention thus relates to a method for injection molding of filled plastics, in which, by measuring the energy absorption during the metering and injection process, a regulation of the mixing quality is performed.
[0024] [0024]
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. The drawing shows an embodiment of the invention is shown. Es zeigen: In the drawings:
[0025] [0025]
1 1 schematisch eine Spritzgießmaschine in der Seitenansicht, schematically an injection molding machine in side view,
[0026] [0026]
2 2 schematisch eine homogene Mischung eines Pulvers und eines Binders, schematically a homogeneous mixture of a powder and a binder,
[0027] [0027]
3 3 schematisch eine bereichsweise entmischte Mischung eines Pulvers und eines Binders und schematically a partially segregated mixture of powder and a binder and
[0028] [0028]
4 4 das auf eine Bezugsgröße normierte Einspritzintegral (Einspritzarbeit) und die auf eine Bezugsgröße normierte Dosierarbeit für zwei verschiedene Temperaturen eines Feedstocks. a reference to the normalized integral injection (injection work) and normalized to a reference Dosierarbeit for two different temperatures of a feedstock.
[0029] [0029]
In In 1 1 ist schematisch eine Spritzgießmaschine schematically shows an injection molding machine 1 1 dargestellt, die die üblichen Komponenten aufweist. shown having the usual components. Die Plastifiziereinheit The plasticizing 3 3 und die Einspritzeinheit and the injection unit 4 4 sind als kombinierte Schubschnecken-Plastifizier- und -einspritzeinheit ausgebildet, dh innerhalb eines Schneckenzylinders ist eine Schnecke are combined as a reciprocating screw plasticizing and injection unit design, ie within a cylinder worm is a worm 2 2 angeordnet, die sowohl mit einer Schneckendrehzahl n S rotieren als sich auch zum Einspritzen von Schmelze axial um einen Betrag s bewegen kann. arranged, which rotate both with a screw speed n S as can also move axially to inject the melt by an amount s. Die plastifizierte Schmelze wird in bekannter Weise in die Kavität The plasticized melt is in a known manner in the cavity 7 7 eines Werkzeugs a tool 6 6 eingespritzt, wobei das Verfahren von einer Maschinensteuerung injected, the method by a machine controller 5 5 gesteuert bzw. geregelt wird. is controlled.
[0030] [0030]
Vorliegend wird als spritzgießfähige Masse ein Gemisch aus einer Pulverkomponente In the present case is injection moldable mass as a mixture of a powder component 8 8 und einer Binderkomponente and a binder component 9 9 verwendet, s. used s. 2 2 und and 3 3 . ,
[0031] [0031]
Die Spritzgießmaschine The injection molding machine 1 1 ist weiterhin mit Sensoren versehen, um die relevanten Spritzgießparameter zu erfassen. is further provided with sensors to detect the relevant injection-molding.
[0032] [0032]
Der Sensor The sensor 10 10 erfasst die Schneckendrehzahl n S . detects the screw speed S n. Ein weiterer Sensor Another sensor 11 11 erfasst das Schneckendrehmoment M S . detects the screw torque M S. Der Sensor The sensor 12 12 misst den Einspritzdruck p E . measures the injection pressure p e. Schließlich erfasst der Sensor Finally, the sensor detects 13 13 die axiale Schneckenverschiebung s. the axial screw displacement s.
[0033] [0033]
Damit liegen alle Informationen vor, um die Einspritzarbeit W E und die Dosierarbeit W D zu ermitteln. So are all information leading to the injection work W E and determine the Dosierarbeit W D.
[0034] [0034]
Die Einspritzarbeit W E ergibt sich als Integral des Einspritzdrucks p E über dem eingespritzten Schmelzevolumen; The injection work W E is calculated as the integral of the injection pressure p E via the injected melt volume; letzteres wiederum ist bei konstanter Schneckenzylinderquerschnittsfläche das Produkt aus Querschnittsfläche und der axialen Schneckenbewegung s. The latter in turn is in constant screw cylinder cross-sectional area of the product of cross-sectional area and the axial screw movement s.
[0035] [0035]
Die Dosierarbeit W D ist das Integral des Schneckendrehmoments Ms über dem Drehwinkel ϕ S der Schnecke. The Dosierarbeit W D is the integral of the screw torque Ms over the rotational angle φ S of the screw. Die Relation des Drehwinkels ϕ S mit der Schneckendrehzahl n S bzw. The ratio of the rotation angle φ S with the screw speed n S and der Winkelgeschwindigkeit ω der Schnecke the angular velocity ω of the screw 2 2 ist bekannt. is known.
[0036] [0036]
Beim erfindungsgemäßen Vorgehen wird zunächst die Einspritzarbeit W E für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils ermittelt, dh das entsprechende Integral berechnet. When proceeding according to the invention the injection work W E is first determined for a defined portion of the molding cycle of a molded part, ie the corresponding integral calculated.
[0037] [0037]
Gleichzeitig wird die Dosierarbeit W D in entsprechender Weise bestimmt, dh auch hier wird das Integral für einen definierten Abschnitt des Spritzgießzyklus eines Formteils ermittelt. At the same time Dosierarbeit W D is determined in a similar manner, ie also determined the integral for a defined section of the injection molding of a molded part.
[0038] [0038]
Unter Nutzung von in der Maschinensteuerung Using in the machine control 5 5 gespeicherter Werte werden dann die Arbeiten normiert (was allerdings nicht zwingend, sondern nur optional ist), dh es erfolgt eine Division durch feste Werte für die Einspritz- und für die Dosierarbeit. stored values are then normalized the works (although not necessarily, but is optional), ie, there is a division by fixed values for the injection and for Dosierarbeit. Das Verhältnis der Einspritzarbeit V E ergibt sich aus der berechneten Einspritzarbeit W E geteilt durch den gespeicherten Normwert W E0 . The ratio of the injection work V E is obtained divided by the stored standard value W E0 from the calculated injection work W E. Entsprechend ergibt sich das Verhältnis V D als Quotient aus Dosierarbeit W D und gespeichertem Normwert W D0 . Accordingly, the ratio V D obtained by dividing Dosierarbeit W D and the stored standard value W D0.
[0039] [0039]
In Abhängigkeit der berechneten Ergebnisse erfolgt die Festlegung über das weitere Vorgehen: Depending on the calculated results, the determination about the next steps are:
Bei Anstieg oder Abfall des Verhältnisses V E über einen vorgegebenen und in der Maschinensteuerung At rise or fall of the ratio V E over a predetermined and in the machine control 5 5 gespeicherten Toleranzbereich hinaus und beim Verbleiben des Verhältnisses V D innerhalb eines vorgegebenen und in der Maschinensteuerung stored tolerance range and the retention of the ratio V D within a specified and in the machine control 5 5 gespeicherten Toleranzbereichs erfolgt keine weitere Maßnahme. stored tolerance range, no further action.
[0040] [0040]
Bei Anstieg oder Abfall des Verhältnisses V E über einen vorgegebenen Toleranzbereich hinaus und beim Anstieg oder Abfall des Verhältnisses V D über einen vorgegebenen Toleranzbereich hinaus erfolgt indes das Veranlassen einer Maßnahme zur Beeinflussung der Mischungshomogenität der spritzgießfähigen Masse. With increase or decrease of the ratio V E over a predetermined tolerance range and the increase or decrease of the ratio V D over a predetermined tolerance range, however, takes place causing a measure to influence the homogeneity of the mixture injection moldable mass.
[0041] [0041]
Es hat sich bei der Herstellung von Formteilen unter Nutzung von Pulver nämlich herausgestellt, dass die Mischungsqualität von Pulver und Binder die Fließfähigkeit der Schmelze beeinflusst. It has in fact been found in the production of moldings with the use of powder that the mixing quality of powder and binder affects the flowability of the melt. Je ungleichmäßiger die Pulverteilchen im Binder verteilt sind, desto schwerfließender ist üblicherweise die Schmelze. The more uneven the powder particles are dispersed in the binder, the heavy flowing is usually the melt.
[0042] [0042]
Dieser Zusammenhang wird bei der Charakterisierung von Feedstocks in Rheometern genutzt. This relationship is utilized in the characterization of the feedstock in rheometers.
[0043] [0043]
Die Fließfähigkeit und damit die Viskosität der Schmelze haben einen Einfluss auf den Druckbedarf, der für die Formfüllung benötigt wird. The flowability and thus the viscosity of the melt have an influence on the pressure demand, which is required for the filling of the mold. Eine integrale Größe zur Erfassung der Fließfähigkeit ist das Einspritzintegral (Einspritzarbeit), dh das Integral des Einspritzdruckes über dem eingespritzten Volumen. An integral quantity for detecting the flowability is the integral injector (injection operation), ie the integral of the injection pressure over the volume injected. Diese Größe wird als Qualitätsüberwachungsmerkmal genutzt. This size is used as a quality control feature.
[0044] [0044]
Das Einspritzintegral hat jedoch den Nachteil, dass es neben der Viskosität des Feedstocks auch von der Werkzeugtemperatur beeinflusst wird. However, the integral injector has the disadvantage that it is influenced not only the viscosity of the feedstock and of the mold temperature.
[0045] [0045]
Eine weitere Möglichkeit, die Fließfähigkeit der Schmelze zu überwachen, ist die Aufzeichnung der Dosierarbeit. Another possibility to monitor the flowability of the melt, is the recording of the Dosierarbeit. Die Dosierarbeit ist das Integral des Produkts aus Schneckendrehmoment und Schneckenwinkelgeschwindigkeit über der Dosierzeit. The Dosierarbeit is the integral of the product of torque worm and worm angular velocity about the metering. Dieser Wert wird auch MFQ (monitoring of feedstock quality) genannt, da er zur Überwachung der Feedstock-Qualität Verwendung findet. This value is also MFQ (monitoring of feedstock quality) because it is used to monitor the feedstock quality.
[0046] [0046]
Die Dosierarbeit wird nicht von der Werkzeugtemperatur beeinflusst. The Dosierarbeit is not affected by the mold temperature. Dieser Zusammenhang ist in This connection is in 4 4 illustriert, wo das auf eine Bezugsgröße normierte Einspritzintegral (Einspritzarbeit) und die auf eine Bezugsgröße normierte Dosierarbeit für zwei verschiedene Temperaturen dargestellt sind. illustrates where a reference normalized integral injection (injection work) and normalized to a reference Dosierarbeit are shown for two different temperatures.
[0047] [0047]
Während die relative Dosierarbeit, dh die Dosierarbeit bezogen auf einen Nominalwert, praktisch temperaturunabhängig ist, gilt dies nicht für das Einspritzintegral, dh für die Einspritzarbeit. While the relative Dosierarbeit, ie the Dosierarbeit relative to a nominal value, is practically independent of temperature, except for the injection integral, ie. For the injection work Hier ist zu sehen, dass sich bei niedrigerer Temperatur (45°C) ein geringerer normierter Wert ergibt als bei höherer Temperatur (65°C). Here it can be seen that at lower temperature (45 ° C) is a normalized value is lower than at higher temperature (65 ° C). Die Dosierarbeit ist daher üblicherweise besser zur Charakterisierung von Chargenschwankungen von Feedstocks geeignet als das Einspritzintegral. The Dosierarbeit is therefore usually better suited for the characterization of batch variations of feedstock as the injection integral.
[0048] [0048]
Beim vorgeschlagenen Verfahren wird sowohl das Einspritzintegral (Einspritzarbeit) als auch die Dosierarbeit überwacht bzw. berücksichtigt. In the proposed method, both the integral injector (injection operation) and the Dosierarbeit is monitored and taken into account. Die Regelung der Mischgüte erfolgt direkt in der Spritzgießmaschine. The control of the quality of mixing is carried out directly in the injection molding machine.
[0049] [0049]
Verändert sich das Einspritzintegral dergestalt, dass sein Wert außerhalb einer in der Maschinensteuerung eingestellten Grenze liegt und bleibt die Dosierarbeit gleich, so hat sich im Prozess eine Größe geändert, die nicht die Fließfähigkeit und damit die Mischungsgüte des Feedstocks betrifft. The injection Integral changed in such a way that its value falls outside a set in the machine control limit and the Dosierarbeit remains the same, so size has changed in the process, which does not affect the fluidity and thus the mixing quality of the feedstock.
[0050] [0050]
Steigen hingegen beide Größen, also das Einspritzintegral und die Dosierarbeit, in gleichem Maße an, so deutet dies auf eine Veränderung im Feedstock hin. However, rise both sizes so the injection and the integral Dosierarbeit, to the same extent, so this indicates a change in the feedstock.
[0051] [0051]
Um in einem solchen Falle die Mischungsgüte wieder zu steigern, muss eine zusätzliche Durchmischung der Schmelze in der Plastifizierschnecke während des Dosieren durchgeführt werden. In order to increase in such a case the mixing quality again, an additional mixing of the melt in the plasticizing screw during the dosing needs to be performed. Die Dosierparameter Staudruck und Drehzahl werden daher in diesem Falle so verändert, dass in Verbindung mit der verwendeten Schneckengeometrie (in vorteilhafter Weise versehen mit Misch-, Scher- und Knetelementen) wieder eine homogene Mischung in der Schmelze erreicht wird. The dispensing dynamic pressure and speed are therefore modified in this case that, in connection with the screw geometry used again a homogeneous mixture in the melt (provided advantageously with mixing, shearing and kneading) achieved.
[0052] [0052]
Vorteilhaft ist es, anstelle der Parameter Staudruck und Schneckendrehzahl direkt jene Parameter zu ändern, welche die Strömung der Schmelze in der Schnecke beeinflussen, nämlich die Schneckenumfangsgeschwindigkeit in Verbindung mit der Schneckenrückzugsgeschwindigkeit. Advantageously, it directly to change instead the parameter back pressure and screw speed those parameters which influence the flow of the melt in the screw, namely the peripheral screw speed in conjunction with the screw retracting speed is.
[0053] [0053]
Entmischte Bereiche und damit Fehler im Formteil können daher nicht auftreten. Segregated areas and thus errors in the molded part can not therefore occur. Die Einspritzarbeit sinkt dann wieder auf den ursprünglichen Wert ab, während die Dosierarbeit aber aufgrund der Veränderung der Dosierparameter gestiegen ist. The injection work then falls back to its original value, while the Dosierarbeit situation has increased due to the change of the dosing. Von nun an werden wieder sowohl das Einspritzintegral als auch die Dosierarbeit überwacht. From now on, both the injection and the integral Dosierarbeit be monitored again.
[0054] [0054]
Sind nun die Mischungsgüte und damit die Viskosität der nächsten Charge wieder beim ursprünglichen Wert, so nehmen das Einspritzintegral und die Dosierarbeit in gleicher Weise ab. Now, if the mixing quality and thus the viscosity of the next batch again at the original value, so take off the injection and the integral Dosierarbeit in the same way. Die Dosierparameter sind nun wieder auf Werte zu reduzieren, so dass das Einspritzintegral auch weiterhin konstant bleibt. The dispensing parameters are then reduce back to values such that the integral injector also remains constant. Würden die Dosierparameter nicht angepasst werden, könnte es zu einer übermäßigen Beanspruchung des Feedstocks bei der Plastifizierung kommen. Would the dosing parameters are not adjusted, it could lead to an excessive load of the feedstock for the plastic deformation. Dies würde die Gefahr hervorrufen, dass eine mechanische oder thermische Schädigung der Binderkomponente erfolgt. This would create a risk that a mechanical or thermal damage to the binder component takes place.
[0055] [0055]
Bei besonders hochviskosen Feedstocks kommt es bei Veränderung der Dosierparameter unter Umständen auch zu einer Veränderung der Massetemperatur. In particularly high viscosity feedstock occurs when changing the dosing may also be a change in the mass temperature. Diese Veränderung kann über die Anpassung des Zylindertemperaturprofils oder über die Regelung der zugeführten Heizenergie kompensiert werden. This change can be compensated by adjusting the cylinder temperature profile or the controller of the supplied heat energy.
[0056] [0056]
Als Qualitätsmerkmal für die Mischgüte wird die Fließfähigkeit der gefüllten Formmasse herangezogen. As a quality criterion for the quality of mixing the fluidity of the filled molding compound is used. Mittels der Energie für das Einspritzen und der Energie für das Dosieren an der Spritzgießmaschine wird die relative Fließfähigkeit der gefüllten Formmasse ermittelt. By means of the energy for the injection and the energy for the dosing of the injection molding machine is detected, the relative fluidity of the filled molding compound. Veränderungen der Energie für das Einspritzen werden aufgrund von Werkzeugtemperaturänderungen von der Regelung in der Weise erkannt, dass in einem solchen Falle die Energie für das Dosieren unverändert bleibt. Changes in energy for the injection are recognized because of mold temperature changes of the scheme in such a way that in such a case, the energy for dosing remains unchanged. Die Dosierparameter werden in Abhängigkeit der gemessenen Energien für das Einspritzen und Dosieren in der Weise verändert, dass die Mischgüte konstant bleibt. The dosing parameters are changed depending on the measured energies for the injection and metering in the way that the mixing quality remains constant. Die Dosierparameter Staudruck und Schneckendrehzahl kommen dabei bevorzugt zum Einsatz. The dosing backpressure and screw speed come preferably used. Die Dosierparameter Schneckenumfangsgeschwindigkeit und Schneckenrückzugsgeschwindigkeit können ebenfalls verwendet werden. The dosing peripheral screw speed and screw retraction speed can also be used. Zusätzlich kann die Zylindertemperatur T überwacht und geregelt werden. In addition, the cylinder temperature can be monitored and controlled T. Dabei kann insbesondere die dem Plastifizierzylinder zugeführte Heizenergie überwacht und geregelt werden. Here, the heating energy supplied to the plasticizing cylinder can in particular be monitored and controlled. Als gefüllte Formmassen finden Feedstocks zum Pulverspritzgießen Verwendung. As filled molding compounds are used for powder injection molding feedstock use.
- 1 1
- Spritzgießmaschine Injection molding machine
- 2 2
- Schnecke Snail
- 3 3
- Plastifiziereinheit Plasticizing
- 4 4
- Einspritzeinheit Injection unit
- 5 5
- Maschinensteuerung Machine control
- 6 6
- Werkzeug Tool
- 7 7
- Kavität Cavity
- 8 8
- Pulverkomponente Powder component
- 9 9
- Binderkomponente Binder component
- 10 10
- Sensor (Schneckendrehzahl) Sensor (screw speed)
- 11 11
- Sensor (Schneckendrehmoment) Sensor (screw torque)
- 12 12
- Sensor (Einspritzdruck) Sensor (injection pressure)
- 13 13
- Sensor (axiale Schneckenverschiebung) Sensor (axial screw displacement)
- W E W e
- Einspritzarbeit Injection work
- W E0 W E0
- gespeicherter Wert für Einspritzarbeit stored value for injection work
- W D W D
- Dosierarbeit Dosierarbeit
- W D0 W D0
- gespeicherter Wert für Dosierarbeit stored value for Dosierarbeit
- V E V E
- Verhältnis W E /W E0 W ratio E / W E0
- V D V D
- Verhältnis W D /W D0 W ratio D / W D0
- p E p E
- Einspritzdruck Injection pressure
- M S M S
- Schneckendrehmoment Screw torque
- ϕ S φ S
- Drehwinkel Rotation angle
- t t
- Zeit Time
- n S n S
- Schneckendrehzahl Schneckenwinkelgeschwindigkeit Screw speed screw angular velocity
- T T
- Temperatur Temperature
- s s
- axiale Schneckenbewegung axial screw movement
