Der LSR-Werkzeugspezialist Elmet erweitert sein Portfolio servoelektrischer Kaltkanaltechnologie um das intelligente System SMARTshot I. Aufbauend auf dem bewährten SMARTshot E erlaubt das neue Konzept eine automatisierte und lernfähige Steuerung von Düsennadeln im Flüssigsilikon-Spritzguss – erstmals basierend auf rheologischen Messdaten.
Kern des zum Patent angemeldeten Konzepts ist die Integration von Online-Rheometrie und selbstlernenden Funktionen. Durch die Verbindung von Geometrieparametern, Volumenstrom und Nadelkräften lässt sich die tatsächliche Viskosität im Scherratenbereich bestimmen. Das System lernt im Betrieb, erkennt die notwendigen Füllmengen pro Kavität und passt sich flexibel an unterschiedliche Anforderungen an – ganz ohne zusätzliche Sensorik.
Rheologische Intelligenz für präzise Prozesskontrolle
Mit SMARTshot I wird der Kaltkanal selbst zum Messwerkzeug. Die innovative Steuerung analysiert in Echtzeit die Prozessbedingungen und erkennt Schwankungen von Charge zu Charge. So lässt sich der Spritzgießprozess stabilisieren und effizient gestalten – insbesondere bei Familienwerkzeugen mit unterschiedlich großen Kavitäten. In diesem Kontext können kaskadierte Einspritzvorgänge mit gezielter Verzögerung oder teilgeöffnete Nadeln zur differenzierten Füllung implementiert werden.
Die Einführung dieser Technologie markiert einen Fortschritt hin zur vollständigen Integration künstlicher Intelligenz in die LSR-Verarbeitung. Zukünftig wird das System in der Lage sein, vollständig mit der Steuerung der Spritzgießmaschine zu kommunizieren und somit den gesamten Prozess autonom zu optimieren.
Servoelektrische Technik auf dem neuesten Stand
Technisch basiert SMARTshot I auf dem bestehenden SMARTshot E, das 2021 zur Fakuma als eines der ersten vollelektrischen Kaltkanalsysteme präsentiert wurde. Servoelektrische Antriebe übernehmen die Bewegung der Düsennadeln und bieten eine Auflösung von 0,002 mm bei einer Öffnungsgenauigkeit von 0,09° pro Umdrehung. Die Nadelposition wird in Echtzeit überwacht, wodurch eine reproduzierbare und exakte Füllung auch bei nicht perfekt ausbalancierten Kaltkanälen gewährleistet ist.
Der kompakte Antrieb mit einem bürstenlosen 24-V-DC-Motor und einer Spitzenleistung von 50 W ist in der Lage, kurzzeitig das Dreifache der Nennleistung bereitzustellen. Dies erlaubt enge Nestabstände ab 44 mm und verkürzt die Öffnungs- und Schließzeiten der Nadeln auf ein Minimum. Durch die Verdrehsicherung lassen sich individuelle Geometrien der Nadelspitzen realisieren, was Markierungen an den Anspritzpunkten deutlich reduziert.
Nachrüstbarkeit und Variantenvielfalt
Ein großer Vorteil des neuen Systems ist seine Kompatibilität mit bestehenden Werkzeugen: Die SMARTshot-I-Technologie lässt sich auf bereits installierte SMARTshot-E-Systeme aufsetzen. Für Anwender bedeutet das: geringerer Investitionsaufwand, einfache Integration und umfassende Nutzbarkeit – vorausgesetzt, die verwendete Spritzgießmaschine verfügt über eine passende Schnittstelle.
Elmet rundet mit dem neuen Typ I sein Angebot an Kaltkanalsystemen ab, das neben der vollelektrischen Variante E auch die pneumatische Ausführung SMARTshot P sowie die hybride Version SMARTshot PE umfasst.
Praxiserprobung mit vielversprechenden Ergebnissen
Erste Tests mit einem 16-Kavitäten-Werkzeug zeigen das Potenzial der Technologie: Innerhalb von nur 20 Schuss konnte das System den Kaltkanal vollständig balancieren. Die Gewichtsschwankung der Bauteile betrug nur 1,5 %, die Anfahrzeit des Prozesses wurde im Vergleich zur manuellen Justierung um bis zu 90 % reduziert. Mit geplanter Erhöhung der CPU-Kapazität sind in Zukunft weitere Optimierungsschritte realisierbar.
Thorsten Häuser, Entwicklungsleiter bei Elmet, betont:
„Mit unserem Konzept SMARTshot I treten wir an, um das Einrichten des LSR-Spritzgießprozesses deutlich zu automatisieren und anwenderfreundlicher zu gestalten. Außerdem gehen wir damit einen ersten Schritt, um die künstliche Intelligenz zunächst in das Werkzeug und später in die gesamte LSR-Verarbeitung zu bringen. Anwender werden davon erheblich profitieren, weil der personelle und finanzielle Aufwand sinken wird – sowohl beim Einrichten und Anfahren neuer Produktionen als auch in der kontinuierlichen Fehlerprävention. KI wird auch im Bereich des LSR-Spritzgusses zukünftig helfen, Prozesse weiter zu automatisieren, effizienter zu gestalten und auch trotz eventuell auftretender Störfaktoren stets an die Grenze des Machbaren zu gehen.“
