■ ENGEL
摘要
車輛照明系統在短時間內不斷重構，並帶動製造工藝的發展。大規模生產需要創新技術以具有成本效益的方式進行實施。因此，LSR 作為鏡片材料變得越來越重要。除了在全自動和無需返工的注塑工藝中進行極有效率的加工外，液體矽膠的特殊材料特性也成為產品開發人員關注的焦點。在Fakuma，系統合作夥伴ENGEL、ACH-Solution 和Dow Silicones 首次在歐洲展示幾何形狀非常複雜的LED 鏡片的經濟型生產集成解決方案。
汽車行業是光學矽膠用於照明系統的先驅之一。一些系列車型已經使用LSR 生產的前照燈鏡片。這只是一個開始，其他行業正在陸續加入。對於街道和建築照明，LSR 日益成為鏡片材料的焦點。與已經成熟的熱塑性鏡片材料PMMA 和聚碳酸酯一樣，矽膠與玻璃相比可顯著減輕重量。但就耐熱性和耐化學性而言，LSR 優於有機聚合物。用於光學應用的高透明類型具有比熱塑性鏡片材料更低的黃度指數。它們非常耐受環境影響，例如紫外線輻射，並且可在-40 至+200° C 的大溫度範圍內使用。此外，它們還提供了更大的設計自由度。在幾何形狀方面，與PMMA 相比，LSR 在註塑加工上幾乎沒有限制。
圖1: 由於其無阻礙鎖模單元，無拉桿 e-victory 注塑機在液體矽膠加工方面具有很大的效率潛力
在 Fakuma 的 Dow Silicones 展位（B2 展廳，2220展位）上的生產單元展示了這一材料類別的巨大潛力。其中加工的 DOWSIL ™ MS-1002 可成型矽膠專為註塑機加工而開發。聯網速度得到了優化，以便獲得類似熱塑性塑料的光滑而極為堅硬的面。高透光性確保了非常好的光輸出。此外，高熱穩定性確保了出色的透明度。極其精細的結構化表面具有最高的可重複性。離開生產單元的是已準備好安裝的LED 鏡片。
在展會上， 無拉桿ENGEL e-victory 310/120 注塑機採用 ACH-Solution 的雙腔冷卻通道模具， 這種模具配備了Servoshot 新型電動噴嘴調整裝置。MaxiMixG2 型LSR 配料設備也同樣來自ACH 的開發和生產。零部件搬運工作由ENGELviper40 線性機械手完成。每個週期處理總重量為16 克。週期時間約為50 秒。
無拉桿技術作為效率因素
不僅由於復雜的幾何形狀，LED 鏡片的生產對工藝技術提出了很高的要求。一般而言，只有自動化、無需返工的工藝才能經濟地生產LSR 製成的高科技產品。採用無拉桿鎖模單元的注塑機已經在結構上為此提供了最佳條件。 ENGEL viper 機械手可以直接從側面從空腔內不損傷邊緣圍繞一周，這減少了搬運時間並因此減少了模具打開時間。此外，無拉桿技術可實現特別緊湊的生產單元。由於沒有拉桿干擾，模具模板可以充分利用至邊緣，因此由於復雜的部件結構而體積龐大的鏡片模具可以適應相對較小的120 噸注塑機。此外，無拉桿的e-victory 也由於與模具模板出色的平行性而具有優勢。獲得專利的Force-Divider 確保在形成鎖模力期間，運動著的模具模板能準確地跟隨模具，將施加的力均勻地分佈在表面上。即使使用多腔模具，分模面中的所有腔也以這種方式承受相同的表面壓力。這確保了粘性很低的矽膠在加工時不會出現毛刺，並且注塑部件不需要返工。
圖2: 對於液體矽膠的配料，使用 ACH-Solution 的MaxiMix G2 型設備。通過 ENGEL 注塑機的 CC300控制面板，可以輕鬆控制整個工藝過程
圖3: 模具中的電動針閥噴嘴自動進行調節。為此，它們配備了稱重系統( 圖片：ENGEL/ACH-Solution)
智能輔助可防止廢品
為了保證注射時所需的精度，注塑機配備了電動注塑裝置。 iQ weight control 進一步提高了工藝穩定性。
ENGEL inject 4.0 程序的智能輔助系統能夠檢測環境條件和原材料的波動，並在同一注射過程中對其進行自動補償。通過這種方式主動地防止廢品出現。作為與質量相關的工藝參數，iQ weight control 分析螺杆位置上的壓力變化，並在逐次注射中使注入剖面和轉換點適應最新情況。注射量在整個生產期間保持不變。同樣，模具中的電動針閥噴嘴自動進行調節。為此，它們配備了稱重系統。 ACH-Solution的Servoshot 系統可以單獨控制每個針閥澆口。通過Wi-Fi 使用智能手機或平板電腦運行過程時，也可以執行優化工作。工藝中集成的攝像頭系統檢查並記錄部件的質量。
降低複雜性
基於實時數據的質量相關工藝參數的持續調節是smart factory 的重要特徵，這同時也是工業 4.0 的目標。過程控制中專家知識的日益集成有助於降低工藝的複雜性，使操作變得特別容易。即使是在註塑方面經驗不足的半熟練員工也能穩定地進行高品質生產。為了能夠通過中央控制面板控制整個工藝過程，ENGEL 將生產單元所有組件的控制集成到注塑機CC300 控制系統中，從而額外提高了概覽程度和操作便利性。在Dow 的展位上，整個工藝過程（包括LSR 配料和搬運）都可以通過e-victory 注塑機的控制面板進行控制。
客戶的另一個關鍵要求是無漏洞的批量追踪。為此記錄了所有工藝數據，包括注塑機和模具的工藝數據。通過MOLD 4.0，ACH-Solution 可以在逐次注射中確定模具的實際狀態和與成型過程相關的其他參數，例如部件重量、攝像頭的圖像評估、氣壓、進流和回流溫度、真空以及模具各個加熱迴路的測量溫度。
展望
Fakuma 的一個特色：展會參觀者可以使用AR（增強現實）眼鏡，了解啟動生產單元所需的各個工作步驟。 AR 眼鏡以文本、動畫物體或短視頻片斷的形式展示了設備操作的有用附加信息，準確描述了操作的地點、方式和對象。完成一個工作步驟後，箭頭將引導用戶執行下一個任務。例如，在未來的注塑業務中，增強現實技術可以為機器調整人員或維護人員提供支持，目標是更高效地工作並降低操作錯誤的風險。 Fakuma 的AR 解決方案將由奧地利的AVRTechInnovations 實現。
作者
Leopold Praher -elast/LIM 銷售主管ENGEL 奧地利，Schwertberg 奧地利，leopold.praher@engel.atChristian Hefner 總經理，ACH-Solution，Fischlham 奧地利，Email: christian.hefner@ach-solution.at ■
圖4: 鏡片的搬運工作由 ENGEL viper 40 線性機械手完成。每隔 50 秒，它可以完成兩個已準備好安裝的鏡片。
