Wie Software hilft, den Ausschuss beim Spritzgießen zu minimieren

Mit der datenbasierten Optimierungssoftware Hopper lässt sich ein Plus von 10 % bei der Gesamtanlageneffizient speziell für Spritzgießmaschinen im Elastomer- und Thermoplastbereich erzielen. Im Rahmen einer Partnerschaft mit dem Softwareanbieter MPDV ist das Software-Tool Hopper von Plus10 als Manufacturing App (mApp) auf der Manufacturing Integration Platform (MIP) verfügbar. Die Plattform fungiert als zentrale Datendrehscheibe für produzierende Unternehmen. Sie verfolgt einen offenen Plattformansatz und basiert auf einem einzigartigen semantischen Datenmodell, das es dem Nutzer erlaubt, unterschiedlichste Anwendungen beliebig miteinander zu kombinieren. Das gilt für mApps von MPDV und von Drittanbietern wie Plus10. Da MPDV das Ökosystem der MIP laufend um neue Partner erweitert, steigt die Zahl an kombinatorischen Möglichkeiten stetig. Unternehmen können sich individuell die Lösung zusammenstellen, die sie benötigen.

In der Integrationsplattform MIP werden alle Daten zentral erfasst und stehen jeder Anwendung zur Verfügung. Auf diese Basis greift auch das Software-Tool Hopper zu: Alle benötigten Daten sind bereits vorhanden, sodass kein zusätzlicher Aufwand für die Maschinenbetreiber entsteht. Per Plug & Work läuft die mApp Hopper in kürzester Zeit funktional und erzeugt Optimierungsvorschläge für die automatisierte Produktion. Darüber hinaus liefert die Anwendung eine detaillierte Transparenz über das Anlagenverhalten und teilt die Kennzahlen mit anderen Shopfloor-Systemen, wie einem MES.

Plus10 bringt sich mit dem intelligenten Software-Tool Hopper in das MIP-Ökosystem ein. Die Anwendung schlägt dem Maschinenbediener situativ Prozessparameter vor, mit denen sich die Produktqualität und Anlagenperformance der angeschlossenen Spritzgießmaschinen steigern lassen. Die datenbasierten Vorschläge adressieren die Qualität in Kombination mit der Zykluszeit der automatisierten Kunststoffverarbeitung. Dabei werden durch den Process Parameter Recommender situative Vorschläge für optimal abgestimmte Parametereinstellungen unter den gerade vorherrschenden Produktionsbedingungen erzeugt, um Ausschuss und Zykluszeit so gering wie möglich zu halten – dies geschieht unabhängig von Maschine und Hersteller sowie automatisiert.

Mithilfe des Recipe Benchmark werden die Maschineneinstellungen identifiziert, mit denen unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen die meisten Gutteile produziert werden. Hopper steigert die Quote an produzierten Gutteilen pro Stunde, etwa beim Elastomer- und Thermoplast-Spritzgießen sowie bei Materialen, die schwierig zu verarbeiten sind, zum Beispiel bei hohen Rezyklat-Anteilen. Auch der Einsatz von Post-Consumer-Rezyklaten (PCR) wird durch Hopper wesentlich vereinfacht.

Feedback von Anwendern zeige demnach, dass mit Hopper ein Anstieg der Gutteile in gleichem Zeitintervall um 7% bis 17 % möglich ist. Die Optimierungen durch das Software-Tool geschehen kontinuierlich, unterstützen also einen 24/7 Mehrschichtbetrieb. Zu jedem Einstellparameter-Vorschlag werden eine entsprechende Produktionsrate und das Ausschussrisiko prognostiziert. Besonders hervorzuheben ist hierbei, dass die validierten Rahmenbedingungen und Prozessgrenzen stets berücksichtigt werden. Gerade in aktuellen Zeiten wirkt sich die Reduzierung des Ausschusses positiv auf die Energieeffizienz aus. Auch hilft das Tool als Assistenzsystem Erfahrungsunterschiede in der Belegschaft auszugleichen, um dem Fachkräftemangel etwas zu entgegnen.

Das Verarbeiten von Recyclingmaterialien gewinnt in vielen Bereichen an Bedeutung, so auch in der Kunststofffertigung. Hierfür werden Kunststoffabfälle gesammelt, sortiert und wiederaufbereitet. Dieser Sekundärrohstoff wird dann zum Beispiel als Granulat erneut der Produktion zugeführt. Doch ein hoher Rezyklat-Anteil erschwert es, den Spritzgießprozess sicher zu beherrschen. Dies ist zum Beispiel der Materialzusammensetzung geschuldet, die hinsichtlich der Viskosität variiert oder Fremdstoffe bzw. Fremdpolymere enthalten kann. Daraus ergeben sich Herausforderungen bei der Verarbeitung, die sich mit dem Software-Tool Hopper positiv beeinflussen lassen.

In der Kunststofffertigung werden die Daten der Maschinensteuerung (SPS), der Peripherie und der Materialprüfung nutzbar gemacht, um Optimierungsvorschläge zu erzeugen, die die Qualität verbessern und die Zykluszeit verkürzen:

• Overall Equipment Effectiveness (OEE) steigern.
• Qualitätsrate: Anteil an Gutteilen pro Zeiteinheit erhöhen.
• Ausschussrate pro Zeiteinheit verringern und somit die Energieeffizienz maximieren.
• Prozesszeit verringern.
• Fachkräftemangel ausgleichen

Quelle: Plus10