Digitalisierung und KI in der Spritzgießindustrie

Ein zentrales Thema der Digital Days war die Implementierung von KI in die Steuerungssysteme der Maschinen. Dadurch können Spritzgießmaschinen und Automatisierungssysteme autonom Entscheidungen treffen und die Produktionsprozesse sowie die Qualität der Teile optimieren. Gerhard Dimmler, CTO von Engel, und Hannes Zach, Vertriebsleiter Digital Solutions, betonten die Bedeutung der Digitalisierung und welche kompletten Lösungen das Unternehmen mit einem hohen Grad an Digitalisierungsmöglichkeiten entwickelt hat.
Besondere Beachtung fand Engel GPT, ein speziell für die Spritzgießindustrie entwickeltes Large Language Model. Es bietet den Mitarbeitern in der Produktion Zugriff auf umfassendes Wissen zu Maschine und Prozess, reduziert den Bedarf an Notdiensten und minimiert den Implementierungsaufwand. Der Prototyp dieses Systems zog großes Interesse auf sich.
Interessant war auch das neue Steuerungskonzept CC 300 plus, das eine verbesserte Ergonomie und Personalisierung bietet. Diese Weiterentwicklung wurde erfolgreich bei Kunststoffverarbeitern eingesetzt und steigert die Effizienz im Produktionsprozess. Mit den integrierten digitalen Assistenzsystemen zeigte das Unternehmen, wie durch datenbasierte Entscheidungen Ausschuss und Stillstandszeiten reduziert werden können. Die Digital Days boten auch praxisnahe Einblicke von Anwendern der digitalen Produkte. Dariusz Barton von Solidplast berichtete, wie sein Unternehmen durch die IQ-Systeme die Produktionskosten um 42 % senken und die Maschinenverfügbarkeit um 270 Stunden jährlich steigern konnte. Yiannis Voultzatis von BIC Violex hob hervor, wie die Zusammenarbeit mit dem Schwertberger Maschinenbauer die Fertigung aufwertete, die OEE um 3 % steigerte und den Ausschuss um 40 % reduzierte.

Der Schwerpunkt des Messeauftritts liegt auf der Effizienz- und Nachhaltigkeitssteigerung in der Kunststoffverarbeitung. Nachfolgend werden einige Maschinen und Anwendungen vorgestellt, die in Friedrichshafen zu sehen sein werden.

Das Portfolio wird mit der kompakten vollelektrischen Spritzgießmaschine E-mac 500 und High-Schließantrieb erweitert. Durch den stärkeren Antrieb mit gekapseltem Kniehebel und IQ Motion Control wird die Lücke zwischen Standardanwendungen und extremen High-Performance-Anwendungen geschlossen. Das digitale Assistenzsystem IQ Motion Control stellt vollautomatisch die optimale Beschleunigungskurve der bewegten Aufspannplatte ein, was zu einer schnelleren Bewegung des Werkzeugs bei hoher Laufruhe führt. Dies resultiert in einer höheren Ausbringung, insbesondere für Mid-Performance-Anwendungen.
Mit einer Schließkraft von 5.000 kN ist die E-mac 500 auf die Bedürfnisse des Marktes abgestimmt. Diese Maschine vereint Energieeffizienz mit kurzen Zykluszeiten, einer kompakten Bauweise und hoher Leistungsfähigkeit bei moderaten Investitionskosten. Dank des neuen optionalen High-Kniehebelmechanismus erreicht sie schnelle Zykluszeiten ohne Stabilitätsverluste. Für besondere Anwendungen sind zudem Optionspakete verfügbar, die den Einsatz im Reinraum oder mit der Premium-Spritzeinheit für den Dünnwand-Spritzguss ermöglichen. Gezeigt wird mit der Maschine die Produktion eines 4-Liter-Containers mit In-Mold-Labeling, unterstützt durch die eigene Automation von TMA, wodurch die Vielseitigkeit und Eignung der Baureihe für den Verpackungsmarkt verdeutlicht wird.

Auf dem Stand für digitale Lösungen werden umfassende Einblicke in die digitalen Assistenzsysteme geboten, die den gesamten Produktionsprozess abdecken – von Design und Abmusterung über die Produktion bis hin zum Service. Ein Fokus liegt auf der AI-basierten Ersatzteil-App, die die Identifikation von Ersatzteilen erheblich vereinfacht. Nutzer können mit ihrem Smartphone ein Foto des gesuchten Teils aufnehmen und in einer Datenbank mit über 70.000 Einträgen nach dem passenden Bauteil suchen – unabhängig davon, ob es eingebaut oder verschmutzt ist.
Im Expert Corner können sich die Besucher ausführlich über weitere Themen wie Temperierung, Plastifizierung mit neuen Rückstromsperren, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz informieren. Die Einblicke in diese Technologien und deren konkreten Nutzen in der Produktion zeigen das Engagement des Maschinenbauers für eine nachhaltige und effiziente Zukunft der Kunststoffverarbeitung.

Die Zweiplatten-Spritzgießmaschinen der T-win-Serie von Wintec, der chinesischen Tochtergesellschaft von Engel, bieten mit etwa 20 neuen Optionen schon jetzt einen erweiterten Funktionsumfang. Weitere 100 Optionen sollen bis Ende 2024 folgen, wodurch diese Maschinen noch besser auf die Anforderungen des europäischen Marktes zugeschnitten sind. Gezeigt wird dies an einer T-win 5500-4900 der aktuellen Generation, die in einem 2-Kavitäten-Werkzeug den Deckel und die Rückwand für einen Batteriekasten aus HDPE produziert. Die Kombination aus Engels Entwicklung und Chinas Produktionskapazitäten zielt darauf ab, Plug-and-Play-Lösungen mit einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis anzubieten.

Ein weiteres Exponat auf der Fakuma 2024 ist die holmlose E-victory 100, die für die Produktion von Teilen aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR) verbessert wurde. Mit einem 256-Kavitäten-Werkzeug von Rico stellt diese Maschine sicher, dass in allen Kavitäten gleichmäßig hohe Teilequalität erreicht wird. Dies wird durch die präzise Schließkraftverteilung und hohe Plattenparallelität ermöglicht. Mit einer Zykluszeit von 12 s ist eine effiziente und schnelle Produktion der Einzeladern gewährleistet.
Der erweiterte Werkzeugraum der E-victory 100, der durch die Holmlostechnologie ermöglicht wird, bietet viel Platz für die flexible Integration von Automatisierungslösungen und erleichtert die Rüstvorgänge. Dies führt zu optimierten Produktionsprozessen, einer gesteigerten Effizienz und erhöht die Anpassungsfähigkeit der Maschine an verschiedene Produktionsanforderungen.

Die holmlose Victory 160 ist für das Herstellen von T-Fittings konzipiert und produziert mit einer Zykluszeit von etwa 35 s. Ihre holmlose Schließeinheit bietet einen großen Werkzeugraum, der schnelle und einfache Werkzeugwechsel ermöglicht. Dies ist besonders nützlich, um die Flexibilität in der Produktion zu erhöhen und Stillstandzeiten zu minimieren.
Die Maschine ist mit dem digitalen Rüstassistenten ausgestattet, der den Bediener schrittweise durch den Werkzeugwechselprozess leitet und somit die Rüstzeiten verkürzt. Angesichts des aktuellen Fachkräftemangels ist diese Automatisierung besonders wertvoll, da sie weniger erfahrenen Bedienern ermöglicht, die Maschine umzurüsten. Besucher der Messe können sich davon überzeugen, wie die Victory 160 mit ihrem großen Werkzeugraum und dem intelligenten Rüstassistenten die Produktion beschleunigt.

Dieser Assistent führt den Bediener Schritt für Schritt durch den Werkzeugwechselprozess und reduziert dadurch die Rüstzeiten. Hier einige der wesentlichen Merkmale des Rüstassistenten und optionaler Peripherie:
•    Interaktive Begleitung im SMED-Prozess – „Single Minute Exchange of Die“, was auf Deutsch etwa „Ein-Minuten-Werkzeugwechsel“ bedeutet: Der Rüstassistent unterstützt den Bediener durch interaktive Anweisungen und automatisierte Abläufe. Dies reduziert Fehler und beschleunigt den Prozess erheblich.
•    Automatisches Ausspritzprogramm: Dies ermöglicht einen automatischen Start nach Produktionsende, Positionieren des Aggregats und ist einstellbar. Dadurch wird zum Beispiel ein schnellerer Farbwechsel möglich.
•    Automatische Werkzeugspannung: Schnellspannsysteme und standardisierte Medienkupplungen tragen zur Effizienzsteigerung bei.
•    Vorwärmstation: Werkzeuge werden vorgewärmt und temperiert, was die Rüstzeiten außerdem verkürzt.
•    Arbeitsanweisungen im Datensatz: Detaillierte Anweisungen in Form von Text und Bildern führen den Bediener durch den gesamten Wechselprozess.
Rückmeldungen aus dem Markt zeigen, dass die meisten Rüstvorgänge derzeit länger als eine Stunde dauern und häufig vorkommen. Der Rüstassistent kann die Rüstzeit um bis zu 50 % reduzieren, was zu einer Steigerung der Produktivität führt. Zusätzlich zu diesen Funktionen bietet der Rüstassistent eine automatische Werkzeugerkennung mit RFID-Transpondern. Diese Technologie speichert Betriebsstunden und Schusszähler und identifiziert den Datensatz, was die Bedienerunterstützung und -führung verbessert. Der Schutz der Maschine und des Werkzeugs wird durch die Eingabe der maximalen Schließkraft gewährleistet.
Der österreichische Maschinenbauer zeigt auf den Digital Days und der Fakuma 2024, wie digitale Technologien und KI die Spritzgießindustrie verändern können. Die vorgestellten digitalen Assistenzsysteme und Lösungen verbessern nicht nur die Produktionseffizienz und Teilequalität, sondern entlasten in Zeiten des Fachkräftemangels und senken die Energiekosten.

Halle/Stand A5/5203

Quelle: Engel