Spitzenrasiergeräte dank Qualitätssicherung auf Basis der Werkzeuginnendrucksensorik von Kistler

Ein bekannter deutscher Hersteller von elektrischen Geräten will seine Produktivität weiter steigern. Dabei gilt es in puncto Qualität keine Kompromisse einzugehen. Deshalb setzen die Entwickler auf Sensoren und Systeme von Kistler. Sie überwachen den Werkzeuginnendruck und minimieren so den Ausschuss.

Ein besseres Leben beginnt mit einem besseren Alltag. Das ist die Mission eines renommierten deutschen Herstellers von elektrischen Geräten. Das Unternehmen steht bei Verbrauchern seit fast 100 Jahren für höchste Qualität und ergonomisches Design. Die Geräte für die Herrenrasur und Damenepilation genießen weltweit einen guten Ruf – Konsumenten schätzen den gebotenen Standard, wie zahlreiche Produktvergleiche belegen. Die deutsche Erfolgsmarke gehört heute zum beeindruckenden Portfolio eines weltweit führenden Konsumgüterkonzerns. Die konsequente Ausrichtung auf Qualität zeichnet sich in Warentests ab und ist ganz im Sinne des Eigners.

Einhundertprozentige Qualitätssicherung sorgt für nachweisliche Kundenzufriedenheit

Um der wachsenden Nachfrage nach Rasierern und Epilierern gerecht zu werden, wurde kürzlich eine neue Produktionshalle gebaut. Modernste Fertigungstechnologie ist die beste Voraussetzung für die Produktion von höheren Stückzahlen. Mangelhafte Teile verursachen Unterbrechungen an den Montageanlagen, die viel Geld kosten. Deshalb stehen für den Bereich Molding die hohe Qualität der Bauteile und die damit einhergehende Funktionalität der Endprodukte im Mittelpunkt.

Eine kritische Herausforderung liegt in der enorm großen Teilevielfalt: Je nach Typ bestehen die Geräte aus 200 bis 300 Einzelteilen, von denen 30 bis 45 aus Kunststoff sind. Der komplexe und teilweise sehr filigrane Aufbau derselben erfordert eine lückenlose Qualitätsüberwachung. Deshalb wurde im Zuge der internen Prozesskontrollstrategie beschlossen, verstärkt auf die konsequente Überwachung des Werkzeuginnendrucks mit Hilfe von Sensoren und Systemen von Kistler zu setzen.

Mit Kistler als Partner gibt die Kunststoffteilfertigung im eigenen Haus keinen Grund für Beanstandungen. Sensoren und Systeme von Kistler garantieren höchste Qualität und Transparenz in der Fertigung von Kunststoffteilen. Sie erlauben Messtechnikexperten die Überwachung des Werkzeuginnendrucks im Spritzgießprozess. Die vor einigen Jahren entsprechend umgesetzten Maßnahmen reduzierten die Anzahl interner Reklamationen signifikant. Statistiken belegen, dass seit der Einführung der Prozessüberwachung auf Basis des Werkzeuginnendrucks die Ausschussrate um 50 Prozent verringert wurde.

Passende Sensoren für alle Werkzeuge

Inzwischen sind circa 30 Prozessüberwachungssysteme und mehr als 90 Werkzeuge mit Innendrucksensorik im Einsatz. Eingesetzt werden die Prozessüberwachungssysteme CoMo Injection Typ 2869B und ComoNeo Typ 5887A. Sie kontrollieren Druckverläufe aus 2 bis 32 Kavitäten. Bei den Sensoren setzt der Hersteller überwiegend auf Drucksensoren von Kistler mit 1, 2,5 und 4 mm Frontdurchmesser. Diese sind besonders robust und widerstandsfähig.

In einigen Werkzeugen sind in jeder Kavität Sensoren installiert. Teilweise befindet sich aber nur ein Sensor im gesamten Werkzeug. Alle Werkzeuge sind jedoch so vorbereitet, dass im Bedarfsfall jede Kavität mit Sensorik nachgerüstet werden kann. So kann das Prozessteam während der Debugging-Phase entscheiden, ob die restlichen Kavitäten ebenfalls nachgerüstet werden sollen.

Wertvolle Informationen über den gesamten Prozess

Durch den Einsatz von Sensoren und Prozessüberwachungssystemen von Kistler kann das Unternehmen die Qualität seiner Spritzgießteile viel besser überwachen und beurteilen. Die Werkzeuginnendruckverläufe geben wertvolle Informationen über den gesamten Formteilbildungsprozess in Korrelation zu den Maschinenparametern – von der Einspritzphase über den Umschaltdruck bis hin zur Nachdruckphase im Werkzeug. Dank der gezielten Überwachung der Parameter besteht die Gewissheit, dass die Formteilqualität stimmt. Dadurch werden unvollständige Formfüllungen, sogenannte „short shots“, vermieden.

Der Druck im Werkzeug muss ein festgelegtes Druckniveau überschreiten, ohne dabei einen maximalen Spitzendruck zu übertreffen. Eine interne Expertengruppe definierte diese sogenannten Bewertungselemente in der Validierungsphase. Erreicht nun der Druckverlauf das festgesetzte Mindestniveau nicht oder überschreitet er das Maximum, bewertet das Prozessüberwachungssystem das Formteil als nicht qualitätskonform. Dementsprechend wird es als Ausschussteil deklariert.

Prozessüberwachung in Echtzeit

Dabei ist das sofortige Separieren der Schlechtteile entscheidend. Allein das Wissen um fehlerhafte Teile bringt keinen wirtschaftlichen Nutzen. Nur durch unmittelbare Reaktion und die konsequente Entfernung dieser Teile aus dem Produktionsprozess werden hohe, durch Maschinenstopps verursachte Kosten eingedämmt.

Die installierten Prozessüberwachungssysteme sind einfach zu bedienen. Der Verlauf des Werkzeuginnendrucks lässt sich in Echtzeit verfolgen. Auf dem Multi-Touch-Display sind Prozessschwankungen zum Beispiel anhand von Trenddarstellungen ganz leicht zu erkennen. Das ermöglicht ein frühzeitiges Eingreifen in den Prozess mittels vorgängiger Definition von Warngrenzen.

Werkzeuginnendrucküberwachung als Frühwarnsystem

Ein wichtiger Vorteil der Qualitätsüberwachung ist die Möglichkeit, Prozesse zu reproduzieren. Häufig läuft nicht nur ein einzelner Artikel auf einer Spritzgießmaschine, sondern fünf bis acht verschiedene. Auch beim Wechsel des Werkzeugs muss sich der Innendruckverlauf in der Kavität immer so verhalten, wie dies in der Validierung festgelegt wurde. Dabei dürfen die äußeren Bedingungen keinen Einfluss haben. Die validierte Referenzkurve ist der sogenannte Fingerabdruck des Bauteils.

Der Werkzeuginnendrucküberwachung kommt eine weitere große Bedeutung zu: Die verantwortliche Person kann anhand der als Kurve dargestellten Daten den Zustand der Werkzeuge beurteilen und Verschleiß rechtzeitig erkennen. Die Werkzeuginnendrucküberwachung ist somit gleichzeitig Frühwarnsystem beim Leistungsabfall einer Pumpe und bei nicht einwandfrei funktionierender Rückstromsperre.

Zuverlässiger und kompetenter Service

Durch den Einsatz von Sensoren und Prozessüberwachungssysteme von Kistler wurde der Anteil an short shots erheblich reduziert. Das bringt für den Hersteller eine Reihe von Pluspunkten mit sich. Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass bis Ende 2019 47 weitere Maschinen mit Werkzeuginnendruck- sensoren und Überwachungssystemen ausgestattet werden – Kistler ist als Partner und Lieferant gesetzt. Der Hersteller plant, die Erweiterung der Überwachungssysteme mit dem guten Service und der geschätzten Betreuung vor Ort durchzuführen. Auch auf die Expertise von Kistler und die Unterstützung durch deren Experten in jeder Phase will man bei zukünftigen Projekten zurückgreifen.