Úspěšně v globální konkurenci s výkonnými vstřikovacími formami. integrat 4D. Temperace forem blízko kavitě a kopírující obrys výlisku

Transkript

1 Úspěšně v globální konkurenci s výkonnými vstřikovacími formami integrat 4D Temperace forem blízko kavitě a kopírující obrys výlisku

2 integrat 4D Nejdůležitějším článkem ve výrobním procesu výroby plastových výlisků je vstřikovací forma. Standartně vrtané temperační kanály jsou dnes sotva schopny splnit požadavky na dobu cyklu a kvalitu výlisku. gwk integrat 4D- Systém je racionální odpovědí na hospodárný způsob chlazení. U technických výlisků tvoří doba chlazení 2/3 celkové doby cyklu a v tom spočívá velký podíl nákladů a i racionalizační potenciál ve správně dimenzovaném procesu chlazení. Doba chlazení 70 % Strojní čas 15 % Doba vstřiku 5 % Doba dotlaku 10 % Segmentovým umístěním chladicích ploch blízko kavitě a k tomu potřebných množství vody na odvádění tepla z plastového výlisku v kavitě se docílí: - Nejkratší doby chlazení - Současně nejlépe možné kvality výlisku - Podstatné snížení zmetkovitosti - Stabilní výrobní proces Snížení doby cyklu Zlepšená kvalita výlisků Minimalizace zmetkovitosti Zlepšená kvalita výlisků 2

3 Zvýšení produktivity temperací forem blízko kavitě Čím blíže se umístí chladicí kanály ke kavitě a čím rovnoměrnější bude rozvod vody, tím homogennější bude přestup tepla a tím rychlejší bude proces chlazení. U technických výlisků lze pomocí gwk-systému integrat 4D dobu chlazení zkrátit o cca %. Výsledkem je zkrácení celkové doby cyklu o %. Možnost snížení doby cyklu tímto způsobem při dodržení, popř. zlepšení kvality výlisku, je jistě největší cenová výhoda pro zpracovatele plastů, kteří chtějí snižovat své náklady. Systémové chlazení a temperace 3

4 gwk projektová studie Analýza Stanovení současné situace a specifikace úkolu Zhotovení projektově specifické koncepce formy a temperace Dimenzování a poloha temperačních kanálů Definice požadovaných komponent k temperačnímu konceptu Analýza nákladů a přínosů Popis průběhu projektu Stanovení rozpočtu Stanovení cíle: Využití termického potenciálu ve formě Stanovení vhodných standardů pro temperaci formy Optimální kvalita výlisku při krátké době cyklu Zvýšení produktivity a snížení doby cyklu Minimalizace zmetkovitosti a dohotovení Obchodní odsouhlasení Vytvoření detailní nabídky Odsouhlasení se zákazníkem Pověření zákazníkem Odsouhlasení zákazníka Rozmístění chladicích kanálů podle projektové studie a konstruktivní výpočty Zhotovení konstrukčních výkresů (dispozice temperačních kanálů, rozměry polotovaru vložky) a uvolnění zákazníkem Výroba Obrábění: Zavedení vícerozměrných chladicích kanálů do dělicích rovin desek nástrojových vložek CNC-řízenými zpracovatelskými centry (frézování, soustružení, vrtání, erodování) Materiál: Polotovary pro vložky se zhotovují z vysoce kvalitních nejpevnějších ocelí: ESU, ESU, M333 (Böhler), W360 (Böhler), W400 (Böhler) a popř. SPM. Použití jiných druhů ocelí je možné a musí být technicky zkontrolovány. Hrubé obrábění vložky: Předběžné opracování obrysu v dosud nezakalené nástrojové vložce pomocí 2D-obrábění (stupně) popř. v případě potřeby také 3D-zpracování. Rozměry polotovaru vložky jsou předem projednány a stanoveny se zákazníkem. gwk Hybridní technologie s tepelně vodivými prvky: Zvýšení tepelné vodivosti oproti nástrojové oceli o 15 až 20 násobek Spojení desek: Jednotlivé desky nástrojové vložky se spojí po speciálním způsobu přípravy na celých svých dělicích plochách pomocí vysokoteplotního vakuového procesu při teplotě kalení daného ocelového materiálu díky difuzi, šetrné k jeho struktuře. Pevnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení, jsou srovnatelné s konvenčně vyrobenými nástrojovými vložkami. Kalení / temperování: Nástrojové vložky se tepelně zpracují podle specifikace oceli a dosáhnou tím požadované tvrdosti a houževnatosti. Antikorozní ochrana chladicích kanálů: Volitelné speciální provrstvení kanálů zabrání tomu, že se tepelná vodivost chladicích kanálů neovlivní korozí. 4

5 Plán úspory energie a zvýšení produktivity gwk chráněno proti korozi nechráněno 5 Kontrola jakosti Po procesu spojení se každá nástrojová vložka zkouší a dokumentuje na speciální zkušebně na těsnost (tlaková zkouška do 20 bar) a průtok (l/min). Každá nástrojová vložka se zkouší a dokumentuje pomocí ultrazvuku na celém spojení povrchů a zkontroluje se úroveň spojení. Zkontroluje se povrchová tvrdost každé vložky testováním tvrdosti Rockwell a zdokumentuje se. Kompletní výrobní proces se provádí v základním závodě v Meinerzhagenu. Systémové chlazení a temperace 5

6 Analýza nákladů a přínosů Při projektování a optimalizaci formy tvarovaného výlisku, provádíme analýzu nákladů a přínosů na základě výpočtu doby chlazení a našich empirických zkušeností. Konfrontujeme zde gwk integrat 4D-Systém (temperace kanálů blízko kavitě) a segmentovou temperaci formy konvenční technikou. Zákazníkovi dokumentujeme potenciál úspor díky snížení doby chlazení a zlepšení kvality pomocí gwk integrat 4D- Systému. Analýzu nákladů a přínosů můžeme také provést i tehdy, když se mají optimalizovat temperační kanály jenom jednotlivé kritické oblasti. Zbývající oblast, která se provede konvenční technologií vrtání (podle našich zadání), musí vykazovat dostatečný homogenní teplotní profil (rovnoměrná teplota stěny formy). Praxe: Zvýšení produktivity temperací kopírující tvar dutiny formy Příklady z praxe: Typické zadání při optimalizačních projektech: Snížení deformace Zkrácení doby chlazení Zlepšení kvality povrchu Snížení zmetkovitosti Příklad 1: Kryt převodovky z PA6 GF30 Produktivität Kosten/Nutzenberechnung Stückzahl/Jahr Schuss/Jahr Fachzahl 2 Anzahl Maschinenstunden gwk 542 h Kühlzeit gwk 16 sec Anzahl Maschinenstunden konventionell 792 h Zykluszeit gwk 26 sec Eingesparte Maschinenstunden 250 h Kühlzeit konventionell 28 sec Zykluszeiteinsparung 32 % Zykluszeit konventionell 38 sec Maschinenstundensatz 38 Euro/h Gesamtkosten kavitätsnaher Einsatz 5400 Euro Eingesparte Maschinenkosten 9500 Euro Amortisationszeit 2,05 Monate Kosten Amortisation 1620 Euro Einsparung im 1. Jahr 7880 Euro Einsparung im jedem Folgejahr 9500 Euro Plocha výměny tepla na straně trysek: Při konvenční temperaci: mm 2 Při temperaci s integrat 4D mm 2 Plocha výměny tepla na straně vyhazovačů: Při konvenční temperaci: mm 2 Při temperaci s integrat 4D: mm 2 Analýza náklady-přínosy: Vícenáklady: Úspora: 9,500 za rok Návratnost: 2 měsíce Příklad 2: Přepravka pro autozámky z ABS a TPE Výsledek: Úspora cyklu cca. 25 % Analýza nákladů a přínosů: Vícenáklady: Úspora: Doba návratnosti: Euro EURO za rok. 10 měsíců

7 Zvýšení produktivity temperací forem blízko kavitě Snížení doby cyklu Minimalizace zmetkovitosti Zlepšená kvalita výlisků Zlepšená kvalita výlisků Příklad 3: Uchycení kartáče s uhlíkovými vlákny z PA6.6 GF35, vyráběného MuCell-technologií integrat 4D Temperovaná předkomůrka: Separátní temperační okruh pro horkou trysku k ovládání oblasti vtoku (frikční teplo) Formová vložka na straně trysek Šoupátko vlevo: Odděleně řiditelný temperační okruh Šoupátko vpravo: Oddělený řiditelný temperační okruh Výsledek: Úspora doby cyklu: ca. 26 % Přesně reprodukovatelná, bez deformace, kvalita výstřiku Formová vložka strana vyhazovačů/strana trysek: Dva oddělené temperační okruhy pro tvarovou vložku = řízení teploty stěny formy v kavitě. Získání co možná největší plochy pro výměnu tepla. Individuální možnosti designu

8 Systémové chlazení a temperace Výrobní náklady Snížení nákladů Zvýšení produktivity Chlazení a temperace představují v mnoha průmyslových oborech velký potenciál ke zvýšení produktivity a tím snížení nákladů. Mnoho faktorů přispívá ke zvýšení produktivity: Zkrácení doby chlazení a tím úspora potřebných strojních hodin Zlepšení kvality výrobků Zvýšení dostupnosti výrobních zařízen Snížení provozních nákladů Snížení nákladů na údržbu integrat 40/80/direct Zvýšení produktivity cílenou, segmentovou, přímo řízenou, temperací formy. Modulární temperační přístroje Efektivní temperace pro aplikace s vysokým množstvím zpracovávaného materiálu. Jsou vhodné také pro předehřívání velkých vstřikovacích forem. integrat vario teco vario wh nabízí pro komplexní vstřikovací proces cyklické řízení teploty stěny formy vodu až do 200 C. gwk moldclean Zvýšení produktivity efektivním, automaticky řízeným čištěním ploch k výměně tepla v chladicích a temperačních okruzích. integrat evolution Dynamická temperace dutiny formy keramickým vysoce výkonným topením. gwk weco Stabilní výrobní podmínky navzdory kolísající teplotě okolí a vysoká flexibilita díky kompaktním, energeticky úsporným chladicím strojům s chladivem šetrným k životnímu prostředí. gwk teco c Kompaktní řada pro nejnáročnější zpracovatele plastů s vynikajícím poměrem cena/výkon. gwk protemp Vysokovýkonný temperační přístroj se zvýšeným průtokem a sníženou spotřebou energie, díky vysoce kvalitnímu odstředivému čerpadlu z nerezavé oceli. gwk hermeticool hybrid Inovativní koncept zařízení k podstatnému snížení provozních a údržbových nákladů ve srovnání s běžnými chladicími systémy. gwk servis Snížení nákladů na údržbu úsporou vlastních firemních zdrojů profesionálním provedením všech instalačních a údržbových prací, včetně péče o chladicí vodu. integrat 4D_CZ_06/2019 Technické změny vyhrazeny. gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbh Scherl 10 D Meinerzhagen Tel Fax info@gwk.com Member of the technotrans group