Digitalisierung zur nachhaltigen Optimierung von Spritzgießmaschinen für geschäumte Kunststoffbauteile (DigiFoam)

Das Verbundvorhaben verfolgt das Ziel, Digitalisierungsmaßnahmen für die Optimierung von Spritzgießmaschinen zur Herstellung von geschäumten Kunststoffbauteilen umzusetzen. Hauptziel des Projektes ist es, den Fertigungsprozess im Vergleich zum herkömmlichen Thermoplast-Spritzguss im Hinblick auf den Ressourcenverbrauch nachhaltig zu optimieren und die Kreislaufführung der verwendeten Kunststoffe zu verbessern. Dies erfordert die Entwicklung und Umsetzung einer Reihe von Digitalisierungsmaßnahmen an der Anlagentechnik der Spritzgießmaschine, insbesondere an den Werkzeugen:

  • Einsatz von Sensortechnik zum Messen und Überwachen des Schäumprozesses mit Werkzeuganlageteilen: Anguss, Gas-Polymerschmelze-Speicher mit Kolben, Mischer, Fließkanäle und Ventile
  • Erstellung des erweiterten Steuerungskonzepts für Kunststoffspritzgussmaschinen inklusive der Verschaltung der werkzeugseitigen Komponenten
  • Abstimmung der Verschaltung der Hard- und Softwarekomponenten der Messtechnik mit der Steuerung der Anlage
  • Einbindung der Systeme zur Online-Prozessüberwachung und der Bauteilprüfung/-vermessung

Die Basis für weitere Maßnahmen liefern numerische Modelle zur Simulation und Optimierung des Schäumprozesses. Die Erkenntnisse und Parameterkonfigurationen werden anschließend auf die werkzeugseitigen Komponenten für den Schäumprozess der Spritzgießmaschine übertragen. Weiter optimiert werden soll der Thermoplast-Schaumspritzguss mit spezieller datenbasierter Echtzeitüberwachung und -steuerung. Ergänzt werden die Maßnahmen durch eine automatisierte Überwachung der Hilfs- und Betriebsstoffe sowie der Produktqualität der Schaumspritzformteile, um fehlerhafte Teile auszusortieren und dem Produktionsprozess erneut zuzuführen (Einschmelze). Durch die vernetzten digitalen Lösungen soll eine robuste Prozessführung beim Thermoplast-Schaumspritzguss erreicht werden, die den Einsatz von Sekundärrohstoffen-Rezyklaten deutlich erhöhen und die Ausschussquote minimieren.