Schwankung von Prozess- und Materialparametern

  • Hallo,

    ich arbeite derzeit an meiner Diplomarbeit und bin dabei auf die Fragestellung gestoßen, in welchen Größenordnungen die Prozessparameter beim "ganz normalen" Thermoplastspritzguss schwanken, z.B. die Schmelzetemperatur beim Einspritzen, die Werkzeugwandtemperatur nach mehreren Zyklen.
    Gibts für sowas Größenordnungen? beispielsweise eher 5°C oder eher 20°C, oder kann man dazu gar keine Aussagen treffen?
    Ebenso die Frage für Materialschwankungen, kann man da einen Richtwert angeben in welchem Bereich der MFR beispielsweise variiert?

    Leider kann ich die Fragen schlecht konkretisieren da ich keine praktische Untersuchung sondern eine theoretisch, prinzipille durchführe, aber vielleicht kann mir jemand helfen.

    Danke dafür schonmal

  • Hallo Seb,

    ich kann Dir gerade nicht ganz folgen, was dem MFR angeht.

    Meinst Du in welcher Bandbreite der MFR innerhalb einer Charge schwanken kann, oder von Charge zu Charge, oder was genau meinst Du?

  • servus seb,
    was die schwankungen angeht, können diese soundso erst ermittelt werden, wenn die maschine im thermischen gleichgewicht ist, da kommen dann aber auch die z.b. umgebungsluft, sonstige nicht direkt die maschine betreffenden parameter mit zur geltung.
    Am besten ist, du lässt dir von einem produktionsbetrieb, einen istwert Parameterausdruck ausdrucken, da wo jeder schuß, erfasst wird,
    Mit zb. Düsentemperatur, Wz Temperatur und sonstigen.
    mit dem ausdruck hast du dann aber nur den einen artikel auf genau dieser maschine, eine ableitung zu anderen maschinen, oder herstellern, kannst damit nicht machen, und diese daten nicht auf irgendwelche anderen sachen anwenden. mfg

  • Hmm. Tolerieren kann man bei den Parametern und Materialspezifikationen eigentlich alles. Die Frage ist immer: Welche Qualität will ich am Ende erziehlen?

    Material:
    Die Toleranzen bezüglich der Materialparameter werden größer von der A-Ware bis zur D-Ware. Auch von Charge zu Charge gibt es Unterschiede. Ober- und Untergrenzen aller Spezifikationsparameter (MVR, MFR, Schlagzähigkeit, etc.) werden von Hersteller aus der Erfahrung heraus festgelegt. Ist der Kunde entsprechend "agressiv", können Spezifikationswerte auch direkt und kleiner festgelegt werden. Konkrete Toleranzgrenzen allgemein können aber nicht festgelegt werden, da es auch immer auf den Verwendungszweck des Produktes ankommt.

    Maschinenparameter:
    Temperaturen: 3°C sind meistens die kleinsten Toleranzgrenzen der Maschinen. Überlegung generell: 3°C sind schon im Normalfall die Herstellungstoleranz der Fühler. Dann kommt die Reglertoleranz dazu, die bei normalen Reglern ohne entsprechende Kalibrierung auch wieder bei 3°C liegt. Immer plus-minus. Eine Enstellung der Toleranzen der Maschinen von 5°C läuft in der Regel sehr gut. Je größer die Schwankungen, desto unkontrollierter der Prozess. (Deswegen sucht man sich zum Messen auch meistens einen recht konstanten Punkt aus).

    Drücke und Geschwindigkeiten:
    Auch hier gilt: Je dichter am Einstellwert, desto konstanter der Prozess. Mit einem konstanten Prozess steigt in der Regel auch die Qualität, weil der Prozess dann beherrscht wird. Toleranzen kann man auch hier nur erabeiten und dann entsprechend festlegen. Sie sind immer maschinen-, werkzeug- und produktabhängig.

    Zeiten:
    Gewisse Funktionen laufen an den Maschinen zeitgesteuert ab. Zeit ist ein absoluter Wert, für den nirgendwo eine Toleranz angeboten wird. Man stellt ein und die Zeit läuft. Auch diese Parameter werden aus der Erfahrung (und aus Listen) vorgewählt und dann im laufenden Prozess optimiert. Ist das Zeitprogramm gefunden - in Abhängigkeit mit den anderen Parameten - gibt es keine Toleranz.

    Fazit: Je enger die gesetzten und erreichten Toleranzen (was sich manchmal gegenseitig ausschließt, anderes Thema) desto besser ist meistens die Prozessbeherschung und die Qualität. Schwankt die Zylindertemperatur +-20°C kann der Prozess nicht als beherrscht gelten. Oft sieht man Schwankungen die weniger als 0,1°C betragen.

    Edited 2 times, last by petersj (March 26, 2010 at 8:38 AM).

  • @ qs: Ich meine beides. In meiner Studie sollen die Materialschwankungen eingehen, wobei vermutlich der Unterschied von Charge zu Charge ohnehin die Schwankung innerhalb einer Charge einschließt.

    @ Hummel: Für mich ist eine Größenordnung wichtig, damit ich diese auf meine eigenen Daten Übertragen kann, da die Studie nicht maschinen oder produktbezogen ist. Weißt du vielleicht jemand, der mir so einen Ausdruck geben kann? gerade Düsentemperatur und Werkzeugtemperatur wären da wichtig.

    @ petersj: Die Maschinen-, Werkzeug und Produktabhängigkeit lässt sich wohl schwer ausblenden, aber irgendwie werde ich das dennoch tun müssen. Ich kann jedoch in meiner Arbeit von einem stabilen Prozess ausgehen. Daher wäre es wichtig für mich zu wissen, ob man eine Größenordnung angeben kann, auch wenn Produkt, Maschine usw. nicht direkt festgelgt sind. Ich habe von 2-3% Schwankungen gehört, haltet ihr das für realistisch?

    An Alle jedenfalls vielen Dank, mir wurde damit schon einiges weitergeholfen.

  • servus seb,
    von mir könntest du nur die Zylindertemperaturen haben, unsere Formtemeraturen werden nicht mit überwacht, keine Fühler in den SGW´s.
    Kann die Daten aber erst wieder erstellen bzw. abspeichern lassen wenn wieder eine längere Zeit produziert wird, zur Zeit machen wir nur Muster in den Größenordnung von 1 bis 10 Stück max. das sind reine Versuchsteile für uns selber.
    Das ist einfach zu kurz.
    Stell die Frage mal ins Forum, da können dir einige sicherlich helfen, und so einen Ausdruck mal in der Produktion erstellen. mfg
    tut mir echt leid.

  • Hallo Seb.

    Du willst von einem stabilen Prozess mit 2-3% Schwankung ausgehen? Nungut da fehlt aber noch ein bisschen.

    Das Material wäre entscheidend, umso höher die gebrauchte Temperatur desto mehr Schwankungen nicht nur durch das Umfeld der Maschine.

    Die Einstellung der Maschine. Schon beim Dosieren/Plastifizieren werden Schwankungen hervorgerufen. Selbst beim Einspritzen können Temperaturen sich ändern, nicht allein nur durch den Spritzdruck.

    Die Maschine wie alt ist diese und wurde diese regelmäßig gewartet. Aber selbst das Alter ist nicht unbedingt ein Anhaltswert, da die Hersteller auch bei neuen Maschinen Toleranzen vergeben. Wir haben zwei Baugleiche Maschinen, die wurden nacheinander hergestellt und zusammen aufgestellt, die Parameter lassen sich nicht 1:1 übernehmen.

    Der Artikel, aus welchem KS wird dieser gefertigt, wie schwer soll dieser sein, wie komplex ist der.
    Ein Kunststoffteil mit 10g Gewicht wird wohl weniger Einflüsse aufnehmen, als ein Artikel mit 2,5Kg.

    Kurz und knapp, du musst dir ein paar Größen überlegen.

    Das könnte man immer so weiter machen....
    Innerhalb einer Charge würde ich von keinen großen Schwankungen ausgehen bzw habe ich solch Beobachtungen noch nicht machen können. Ich denke aber auch, dass die Chargenbezeichnug sich ändert, solbald das Rezept verändert wurde oder Produktionsstillstände vorausgegangen sind.

  • Hallo
    Du soltest erst mal festlegen was ein normaler Prozess ist.Und wenn es von dem normalen Prozess abweicht hast Du eine Schwankung.
    Was in unserem Betrieb normal ist könnte in einem anderen Betrieb zu einer Katastropfe führen.

  • hallo seb,
    es muss erst einmal geklärt werden, welchen prozess wir betrachten wollen, den "entstehungsprozess des formteiles" oder den "maschinenprozess"(?). der etablierte spritzguss stützt sich leider immer noch auf den maschinenprozess, stellt dann aber fest: maschinenprozess stabil - Q vom teil instabil!
    die heutigen vollgeregelten maschinen sind auf einem stand der technik, der eine hochgradige wiederholgenauigkeit sicherstellt, also stabile (maschinen)prozesse erzeugt. und doch ist das uralte fehlerbild nummer 1 "nicht voll ausgespritzt" auch heute noch das fehlerbild nummer 1 !!! warum ??? weil die wiederholgenauigkeit der maschinen sich nur über eine "bestimmte philosophie der vorgehensweise beim füllen der kavität" am teil abbilden läßt.
    nun zu deiner frage: die stabilität des formteilentstehungsprozesses kann man nur über den innendruck oder das schussgewicht - ohne Anguss - der teile ermitteln. ein stabiler prozess ist erreicht, wenn dieses gewicht sich während der produktion auf dauer innerhalb einer toleranz von + - 0,5% (!) befindet. das ist möglich, aber wie schon erwähnt. eben nur mit dem richtigen prozess . . .
    übrigens ist dieses thema u. a. schwerpunkt bei meinem seminar "Prozessbeherrschung durch Prozesswissen Stufe 1" (ich weiß, werbung untersagt, sollte auch nur ein kleiner hinweis sein).
    schwankungen des materials ist, wenn man den prozess beherrscht der größte, aber beherrschbarer ungenauigkeitsfaktor. chargenwechsel ist immer nur ein thema, weil dabei in einem kleinen zeitfenster das veränderte fließverhalten des materials zumeist gleich mehrere maschinen beeinflußt. betrachtet man das fließverhalten jedoch innerhalb einer charge, ist die schwankung zumeist genauso oder sogar noch größer. diese schwankungen "schleichen" sich aber durch die schichten und werden durch das "permanente nachoptimieren" der maschinenbetreuer ausgeglichen. oder man stellt es erst fest, wenn ausschuss in den gutteilen gefunden wird. bei prozessbeherrschung, also umgesetzter "null-fehler-produktion", hat man diese materialschwankungen auch im griff . . . .

    SPRITZGUSS IST FASZINATION AUS KUNSTSTOFF

    in diesem sinne spritzige grüße und frohe ostern an alle
    HHB
    spritzguss-schulung.de

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