Stau- und Kraftmessung an elektrischen Spritzgießmaschinen.

Schmoigl Mathias, Markus Pfaff (2016): Stau- und Kraftmessung an elektrischen Spritzgießmaschinen. FH Hagenberg, Studiengang: Embedded-Systems-Design (MSc Thesis).

Das Einspritzen und der Nachdruck erfolgt bei elektrischen Spritzgießmaschinen mittels Servomotor, dabei wird der spezifische Spritzdruck/Nachdruck aktuell mit einer hochauflösenden Messmembran erfasst. Hierfür werden auf der Membran im Spritzaggregat spezielle Dehnmessstreifen(DMS) angebracht, welche sich bei Druck leicht verbiegen. Das Ausmaß der Biegung wird als elektrischer Impuls erfasst und beschreibt den internen Druck.

Das korrekte Messen der auftretenden Kräfte beim Einspritzen und Nachdruck der Formfüllmasse ist in hohem Maße qualitätsbestimmend für das zu fertigende Teil. Entsprechende Software-Regler reagieren auf den gemessenen Kraftverlauf. Es werden Parameter, Toleranzfelder, Alarmgrenzen und Schaltpunkte mit hoher Genauigkeitsanforderung überwacht.

Im umgekehrten Betriebsfall, nämlich beim Auffüllen des Aggregates mit Kunststoffmasse (Dosieren), wird mit derselben Sensorik die Staukraft erfasst und geregelt. Sie fällt um eine Zehnerpotenz geringer aus, was die Anforderung nach einem guten Signal/Rauschverhältnis erbringt.

Ziel der Arbeit ist die Untersuchung einer alternativen Spritzdruckmessung mit der Möglichkeit abschließender Tests und Vergleiche zu bestehenden Systemen unter Berücksichtigung der aktuellen Qualitätskriterien. Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Frage, ob ein Sensorsystem für die Erfassung des Drucks zwingend notwendig ist oder durch eine entsprechend detaillierte mathematische Modellbildung ersetzt werden kann.

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