[ 1.Nov 2009 | |2 Comments ]

Qualitätsüberwachung der Spritzguss-Prozessparameter 1/3

Qualität-prozessparamter

Ein großer Streitpunkt im Spritzgussprozess ist die Qualitätsüberwachung, dem einen können die Toleranz nicht eng genug sein, während dem anderen die erweiterte Qualitätsüberwachung ein Dorn im Auge ist. Doch welche Qualitätsparameter sind sinnvoll? Was wird genau überwacht? Kann ich alle Prozesse gleich einstellen? Mit diesen und andere Frage werden wir uns mit einer kleinen Serien von 3 Artikel beschäftigen.


Zur Qualität gehören viele Punkte und Arbeitsschritte. Qualität fängt schon bei der Entwicklung an, geht weiter über die Konstruktion des Werkzeuges, Materialauswahl, geschulte Facharbeiter, die Abmusterungen, ….. um nur einige wenige Punkte aufzuzählen die zur Qualität nicht nur für ein einziges Spritzlings sondern für eine komplette Lieferung führen. Der aller letzte Schritt zur Qualität ist die Überwachung  der Prozessparameter und deren korrekten Wahl der Toleranzen.

Die Qualität schwankt während einer Produktion in gewissen Zeitabständen von mehreren Stunden oder sogar mehreren Tagen. Oftmals trifft den Einrichter keine Schuld, soweit er die Spritzgussmaschine einwandfrei eingerichtet hat. Auslöser für Schwankungen sind schon geringe Änderungen im Umfeld.

Kennt man die Ursache für eine Qualitätsänderung kann man gezielt durch Überwachung der entsprechenden Prozessparameter Schwankungen erkennen bzw. im Prozesseingreifen. Doch in der Praxis merkt man schnell  das der größte Teil der Einrichter oftmals überfordert  ist wenn es darum geht sich auf die Fehlersuche zu begeben und die wirklichen Fehler zu erkennen.  Dies liegt daran dass sich viele die Komplexität der Einstellparamter und Vorgänge als auch die gegenseitige Beeinflussung der Parameter  untereinander nicht bewusst sind.

Kein Prozess läuft absolut gleich und konstant ab, daher führen enge Verarbeitungsfenster schnell zu unnötigen Ausschuss. Zu große Fenster führen zu Schlechtteile bei den Gutteilen. Doch wie findet man das optimalste Verarbeitungsfenster für den jeweiligen Artikel?

Die Optimierung der Qualität direkt an der Maschine erfordert mehrere Schritte

Der erste Schritt der in der Praxis oftmals nicht umgesetzt wird ist eine Bestandsaufnahme und Untersuchung der eingesetzten Mittel um das Produkt zu fertigen. Hierzu gehören Rohmaterial (inkl. Charge) und die eingesetzte Peripherie.

Wiederholt kann man in den Betrieben feststellen, dass bei größeren Stückzahlen unbemerkt ein Chargen wechsel statt findet und dies nicht an entsprechenden Stellen im Betrieb angezeigt und dokumentiert wird. Leider gibt es bei sehr vielen Materialhersteller Schwankungen unter den verschiedenen Chargen. Sollte ein Chargen wechsel wirklich  vorhanden sein, muss der Einrichter zum einen die alten Prozessparameter überprüfen und ggf. den neuen Umständen anpassen. Sind neuen Einstellungen notwendig sind diese an entsprechenden Stellen anzuzeigen und für jeden sichtbar und nachvollziehbar zu dokumentieren.

Oftmals fällt aber auch die Peripherie ungemerkt aus und der Fehler wird nicht an der Pheripherie gesucht sondern am Prozessprogramm und schnell ohne große Überlegungen, Änderungen der Einstellungen vorgenommen.

Nachfolgen werde ich einige Peripheriegeräte aufzählen die zu Qualitätsschwankungen führen können mit einigen Beispielen:

- Trockner (Ungleichmäßige Bestückung, Schwankungen der Trocknungstemperatur, kompletter Ausfall,  …)

- Sauganlage  (Stehendes Material in Leitungen, … )

- Temperierung (Kompletter Ausfall, kein Durchfluss, Schwankungen der Temperatur, …)

- Mauelle Entnahme der Spritzlinge (starke  Schwankungen der Entnahmezeiten, Ermüdung, …)

Kontinuierliche und chronologische Dokumentation der Prozessparameterüberwachungen

Sollte ein Ausfall der Peripherie oder ein wechsel des Materials/Farbe bzw. ein Wechsel  deren Charge nicht der Fall sein,  sollte bestenfalls erst  hier die Prozessparameter genauer unter die Lupe genommen werden. Diesen Teil nennt man auch die indirekte Qualität der Spritzgussteile.

Die tatsächliche Qualität der Spritzgussteile werden direkt an den Spritzlingen ermittelt anhand der vom Kunden vorgegebenen Qualitätskriterien wie z.B.:  Aussehen, Ausführung, Gewicht, Maße , Farbe, etc.

Die indirekte Qualität spiegeln nur einen sehr geringen Teil der tatsächlichen Qualität wider. Hilft aber ungemein die bestmöglichste Qualität aus der Maschine zu fahren. Jedoch ist  die indirekte Qualitätsbeurteilung ein kontinuierlicher Prüfer, solange die Spritzlinge nicht  100% extern der Maschine Teil für Teil überprüft werden und aufgrund dessen nicht zu unterschätzen.

Qualitätspakete

Die permanenten Erfassung von Produktionsdaten ist mit  modernen Mikroprozessoren gesteuerten Spritzgussmaschinen unproblematisch. Die Maschine wird im Grundpaket schon mit Sensoren für Wege, Temperaturen und Drücke ausgerüstet. In dieser Grundaussattung einer Spritzgussmaschine lassen sich somit die Wege und Temperaturen überwachen. Zusätzlich sind im Grundpaket noch die Überwachung von Einspritzzeit und Massepolster immer enthalten.

Wer ein Erweitertes Qualitätspaket kauft ( je nach Hersteller und Paket ab ca. 2000€ zusätzlich) hat zusätzlich die Möglichkeit Umschaltpunk, max. Spritzdruck, Umschaltdruck, Dosierzeit, Werkzeuginnendruck, etc. zu überwachen. Zudem lassen sich dann die Prozessgrößen tabellarisch und grafisch protokollieren und überwachen auf sehr langen Zeitabständen. Je nach QS-Paket oder Zusatzmodule lassen sich die Parameter extern Archivieren. Im weiteren Verlauf kann die Archivierung der Parameter z.B. bei Schadensansprüche hilfreich sein um nachweislich Beweisen zu können, dass man sich an die vorgegebenen Toleranzen und Einstellungen gehalten hat.

Wichtig ist es zu wissen, dass die Qualität der Spritzgussteile anhand einzelner Prozessdaten nicht immer tatsächlich dargestellt werden können. Die zyklische Schwankungen z.B. des Massepolsters sagt unmittelbar nichts über die Schwankungen der Qualität aus. Alle Parameter werden im Prozess schwanken. Es ist am Aufgabe des Einrichters die Schwankungen im Prozess aufzuspüren und auszuwerten und daraus die Toleranzen festzulegen inwieweit Schwankungen toleriert werden können ohne nennenswerte Qualitätseinbußen an den Spritzteilen zu erhalten.

Im zweiten Teil dieser Serie geht es direkt um die Bedeutung einzelner Prozessparameter.



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Der Autor


Herausgeber von Kunststoffreport.de Gelernter Verfahrensmechaniker für Kunststoff- & Kautschuktechnik. Nach seiner Lehre als Verfahrensmechaniker für Kunststoff und Kautschuktechnik startete er neben seiner Arbeit an der Abendschule sein Technisches Abitur, dass er im Februar 2010 erfolgreich beendete. Seit Sommer 2010 studiert er Kunststofftechnik.

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Leserkommentare: 2 Kommentare

  1. Murath sagt:

    Der zweite Teil wird mir sicherlich weiterhelfen. Hab irgendwie es noch nicht richtig verstnden.

  2. Schutke, Freddie sagt:

    Punkte die wirklich viel zu häufig leider missachtet werden.

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