Csodálatos színválaszték
A műanyagnak számos előnye van. Az egyik, hogy bármilyen színnel átitatható. Legyen szó halvány tojáshéjról, nemes királykékről vagy rikító narancsról – a műanyag alkatrészek sokszínűségének nincs határa. A színezési folyamat akár „a legutolsó pillanatban”, közvetlenül a tényleges fröccsöntés előtt is megtörténhet. A HNP Mikrosysteme colorDoS adagolórendszerével rekordidő alatt lehet váltani a színek között. A folyékony színezőanyag mikroliter pontosságú adagolásában kulcsszerepet játszik a FAULHABER hajtásrendszer.
Hány fröccsöntött műanyag alkatrészt láttam vagy fogtam meg ma? Aki este felteszi magának ezt a kérdést, és meg is próbálja összeszámolni a pontos darabszámot, az nagyon későn fog lefeküdni. Világunkban mindenhol megtalálható a műanyag, a fröccsöntés pedig egy univerzális, költséghatékony gyártási eljárás, amivel szinte bármilyen forma létrehozható: a műanyag granulátum alapanyagot addig hevítik, amíg folyékonnyá nem válik, majd az öntőformába fecskendezik. El kell távolítani a sorjákat és a csonkot – és már készen is vagyunk.
Még ha úgy döntünk is, hogy nem számoljuk meg a műanyag alkatrészek pontos számát, és csak azt vesszük figyelembe, hogy mi keltette fel a figyelmünket, akkor is hatalmas lesz a nap folyamán látott színválaszték; a műanyag világa ugyanolyan színes, mint a virágok és a pillangók világa.
Különféle módon lehet a semleges nyersanyagot ezzel az optikai sokféleséggel átitatni. Ha az azonos színű alkatrészeket nagy mennyiségben állítják elő, gyakran előnyösebb az alapanyag színezését a beszállítóra bízni. A granulátum ekkor már eleve rendelkezik a végtermék színével. Számos ágazatban és termékkörben a mennyiség kevésbé fontos, mint a vásárlói igényekre történő rugalmas és gyors reagálás – a színezés tekintetében is.
Kulcsfontosságú az adagolás
Ebben az esetben a folyékony színezőanyag hozzáadása a granulátumáramhoz közvetlenül a a fröccsöntőgép szállítócsigás betáplálásánál történik. A hengerben a granulátum egyidejűleg melegszik fel és a forgó csiga segítségével alaposan összekeverve kerül az öntőszerszámba. Egy adagolórendszer gondoskodik arról, hogy a színezőanyag egyenletesen oszoljon el a granulátumban. A fröccsöntőgép csavarja a nyomóhenger nyomásával együtt biztosítja a színezőanyag alapos bekeverését. A színminőség szempontjából kulcsfontosságú a pontos adagolás, az adagolt mennyiségek pedig rendkívül kicsik is lehetnek.
„A colorDoS kompakt adagolórendszerünket kifejezetten olyan folyamatok számára fejlesztettük ki, ahol a színt gyorsan kell megváltoztatni – magyarázta Olaf Lang, a schwerini (Németország) HNP Mikrosysteme műszaki értékesítési részlegétől. – Lövésenként 0,02 és 100 gramm közötti színezőanyag adagolható.”
A HNPM kifinomult technológiája nemcsak az egyes színek rendkívül precíz adagolását biztosítja, hanem az úgynevezett színátvitelt is megakadályozza. Az adagolófúvóka és a tömlőcsatlakozások speciális kialakításának köszönhetően gyorsan, gördülékenyen és tisztítási idő nélkül lehet váltani a különböző színek között.
A finom adagolásért egy mikrogyűrűs fogaskerekes szivattyú felel. Ez egy miniatűr gerotor szivattyú külső és belső rotorral. A belső forgórész egy foggal kevesebbet tartalmaz, mint a külső gyűrűs fogaskerék. Ezzel a beállítással fix elmozdulási térfogattal rendelkező kamarák hozhatók létre. A közeg adagolás térfogatalapon történik. A színezőanyag mennyisége a sebesség változtatásával állítható be, az adagolási idő betartása mellett.
A sebesség határozza meg a színt
„A színezőanyag mennyisége a sebességtől és az adagolási időtől függ – magyarázta Olaf Lang. – Minél gyorsabban forognak a rotorok, annál több színezőanyagot adagolunk ugyanazon idő alatt, ezáltal a szivattyú fordulatszáma a fröccsöntőgép adagolási idejéhez igazodik. A ciklusidőbe a munkadarab lehűtése és kilökése is beletartozik. A szivattyú ezután egy rövid időre leáll. A színezék adagolása ezért egy rendkívül dinamikus folyamat.”
Az ismételhetőség egy rendkívül fontos tényező. Annak érdekében, hogy a termékek mindig azonos színűek legyenek, a színezőanyag adagonkénti mennyiségének mindig azonosnak kell lennie.
A colorDoS-ben egy mzr-7245 moduláris szivattyút használnak. A legkisebb adagolási mennyiség lövésenként 20 mikroliter. Ez kevesebb, mint egy csepp, de az adagolófúvóka speciális geometriája biztosítja, hogy ez az apró mennyiség nagy pontosság és ismételhetőség mellett kerüljön ki. „Ebben döntő szerepet játszik a szivattyúhajtás minősége. A motoron kívül különösen fontosak az analóg Hall-érzékelők is – hangsúlyozta Lutz Nowotka, a HNPM hajtásspecialistája. – Hosszú éve óta használjuk a Schönaich mikromotorjait, de a colorDoS esetében a FAULHABER BX4 sorozatú kefe nélküli DC szervomotorját választottuk.”
Pontos pozicionálás Hall érzékelőkkel
A nagy, 96 mNm-es nyomaték mellett a 3268…BX4 CS jelzésű motor erősségei közé tartozik a kis beépítési hely, a rendkívül hosszú élettartam, valamint az integrált, nagy pontosságú mozgásvezérlés. „Az analóg Hall-érzékelők lehetővé teszik a hajtás és így a forgórészek pontos pozícionálását fordulatonként 3 000 pozícióban – magyarázta Nowotka. – Ennek eredményeként szivattyúnk még a mikroliteres tartományban is nagy pontossággal adagol. Fontos szerep jut a jó fordulatszám-szabályozásnak, valamint az extrém alacsony fordulatszámon is nagy nyomatéknak. A legkisebb mozgásimpulzusokat is rázkódás és rángatás nélkül kell megvalósítani.”
A soros interfészen keresztül a vezérlő részletes információkat kap a hajtás működéséről. A készenléti fogyasztás, a sebesség, a pozíció, az eltérés és a hőmérséklet rögzítése a lehető legnagyobb pontossággal történik; a készülék állapotának mélyreható elemzéséhez minden adat rendelkezésre áll. A karbantartási igények idejekorán, már az első jeleknél felismerhetők, jóval azelőtt, hogy a meghibásodás veszélye fenyegetne. Ez minden egyes lövésnél a színezék egyenletes adagolását, valamint megbízható működést biztosít.
A colorDoS rendszer egyéb előnyökkel is rendelkezik. A vezérlés közvetlenül kommunikál a fröccsöntő géppel és pl. a következő tárolócseréig hátralévő időt is kijelzi. A színkód-kezelő rendszer ismétlődő színezőreceptek tárolására használható. A riasztáskezelő figyelmeztet az alacsony színezékszintre, és hiba esetén leállítja a fröccsöntési folyamatot. A HNPM szerint azonban a colorDoS – és más adagolórendszerek –lelke a házon belül tervezett mikrogyűrűs fogaskerekes szivattyú, amit egy FAULHABER motor hajt meg.