Industry 4.0 технологии в леенето под налягане

Начало > Машини > Във Фокус > Сп. Инженеринг ревю - брой 8/2022 > 30.11.2022

  • Иновативните технологии, заложени в концепцията за Industry 4.0, коренно трансформират съвременната промишленост, като създават предпоставки за все по-автоматизирано, свързано и интелигентно производство

  • Леенето на пластмаси под налягане се оказва сред приложенията, които имат потенциал да реализират най-съществени ползи от този процес

  • Интегрирането на сензори, RFID тагове или NFC чипове в матриците и инструментите ги превръща в мрежово свързани интелигентни системи.

 
Internet of Things, изкуственият интелект, машинното самообучение, големите обеми данни и другите фундаментални технологии, заложени в концепцията за Industry 4.0, коренно трансформират съвременната промишленост, като създават предпоставки за все по-автоматизирано, свързано и интелигентно производство. Леенето на пластмаси под налягане се оказва сред приложенията, които имат потенциал да реализират най-съществени ползи от този процес по отношение на гъвкавостта и производителността. Модернизацията в контекста на четвъртата индустриална революция не се случва само на ниво компонент или машина, които стават по-ефективни и придобиват интелигентни функции. Тя е опосредстван от повсеместната дигитализация процес, който обхваща всички етапи на жизнения цикъл на продуктите – от планирането и проектирането, през цялата верига на доставките и технологичните процеси до взаимоотношенията с доставчици, клиенти и крайни потребители. Фокусът е постигане на по-устойчиво и информационно обезпечено производство чрез повишаване на степента на автоматизация и вертикална интеграция на всяко отделно устройство и подсистема в единна свързана платформа, която позволява холистично управление. Забележителни предимства във връзка с внедряването на Industry 4.0 технологии в инжекционното формоване са възможностите за рентабилна изработка на персонализирани изделия в малки или единични серии и значителното редуциране на времето, усилията и средствата, необходими за разработка и прототипиране на продукти, въвеждане в експлоатация и конфигуриране на оборудването.

 

Технологично развитие в епохата на данните

За компютърно интегрирано производство в сферата на леенето на пластмаси под налягане се заговаря още през 80-те години на миналия век, когато са реализирани първите свързани и изцяло автоматизирани производствени системи, състоящи се от няколко отделни машини с централно компютърно управление, което практически елиминира ръчните настройки. През следващите три десетилетия индустриалните технологии се развиват толкова стремително по посока повишаване на ефективността и производителността, че пределът почти изглежда достигнат, а фокусът вече се е изместил към постигането на максимална добавена бизнес стойност.

За целта се използват всички възможни инструменти в арсенала на Industry 4.0 – интелигентни сензори, IoT базирани устройства, облачни услуги, големи масиви от данни, автономни роботи, софтуер за симулация, виртуална и добавена реалност и т. н.

Производителите на формовани пластмасови изделия традиционно се стремят да изработват продукти с достатъчно високо качество и същевременно да поддържат оперативните разходи в допустимите граници, за да реализират желаната печалба. За целта персоналът проучва и идентифицира всички проблеми и ги отстранява, за да оптимизира технологичните процеси и да оползотвори максимално потенциала на производствените системи. Предприемчивите компании, които възприемат принципите на Industry 4.0 и инвестират в оборудване с дигитализирано управление и интелигентни функции, реално се придържат към същите практики. Вместо да разчитат на квалификацията на дългогодишните си служители обаче, те се възползват от възможностите на усъвършенстваните платформи за управление на производството автономно да събират и анализират данни и да генерират доклади с ценни изводи и предложения за оптимизация. Ключово тук не е генерирането на информация само “за спорта”, например отчитане на броя произведени изделия или проследяване на кривите на процесни променливи като температура и налягане.

Важно е цялостното интерпретиране на резултатите и използването им като база за оценка на ефективността, производителността и надеждността на отделните процеси, компоненти и машини в цеха.

 

Практически измерими ползи

Матриците и инструментите, използвани в леенето на пластмаси под налягане, традиционно са сложни и скъпи. Те подлежат на повреди и износване и се нуждаят от регулярна и ефективна поддръжка, която обаче в много цехове се неглижира поради липса на време или нежелание да се отделят необходимите средства и усилия. Интегрирането на сензори, радиочестотни (RFID) тагове и NFC чипове (за комуникация в близкото поле) в даден елемент на инструменталната екипировка го превръща в мрежово свързана интелигентна система, която може да бъде подложена на непрекъснат мониторинг, превантивна диагностика и прогнозна поддръжка.

Благодарение на събраните и интерпретирани данни платформата за управление автоматично уведомява потребителя кога компонентът наближава края на жизнения си цикъл, с какъв темп се износва или кога индикира риск от скорошна повреда. Така могат да бъдат предотвратени множество аварии и да бъдат сведени до минимум нежеланите престои, както и бракуваните партиди вследствие на неизправно оборудване.

Все по-популярни в сегмента на инжекционното формоване стават роботизираните клетки, оборудвани с всички необходими машини и системи за производство на дадено изделие “от А до Я” – шприц машина, робот(и) за отваряне на горещите матрици, изваждане на отливките и последващата им обработка (зачистване, полиране и т. н.), автоматизирани системи за поставяне на вложки и функционални елементи в още течния разтопен полимер (или между двата/няколкото слоя стопилка в матрицата при многоетапно формоване), системи за визуална инспекция, опаковане и др.

Сред иновациите в сегмента е стратегията за интегриране на комуникационен чип или таг в самото изделие, който комуникира с компютърната платформа за управление на клетката и носи цялата необходима информация, за да я “обучи” как да процедира с изделието по-нататък и да осигури неговата пълна проследимост.
Ключов за развитието на Industry 4.0 технологиите в сегмента е и обновеният стандарт Euromap 77, който дефинира единен международен интерфейс за свързване и двупосочен обмен на информация между машините за инжекционно формоване и MES платформите за изпълнение на производството с помощта на т. нар. централен “хост-компютър” за управление. Компютърът може напълно автономно да стартира работна програма, като я зареди в контролерите на отделните машини.

Специфичните за приложението работни параметри се докладват обратно на хоста. Euromap 77 обхваща не само стандартните машини за леене на пластмаси под налягане, но и системите за многокомпонентни изделия, както и моделите с въртяща се маса, и гарантира универсална оперативна съвместимост между продуктите на различни производители с цел по-гъвкаво конфигуриране на комплексни системи за инжекционно формоване.


Вижте още от Машини


Ключови думи: производство на пластмасови изделия, леене под налягане, инжекционно формоване, Industry 4.0, Internet of Things, IoT







Top