DE102009001682B4 - Method for controlling an injection molding process - Google Patents

Method for controlling an injection molding process Download PDF

Info

Publication number
DE102009001682B4
DE102009001682B4 DE102009001682.1A DE102009001682A DE102009001682B4 DE 102009001682 B4 DE102009001682 B4 DE 102009001682B4 DE 102009001682 A DE102009001682 A DE 102009001682A DE 102009001682 B4 DE102009001682 B4 DE 102009001682B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injection
temperature
injection molding
molded part
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102009001682.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102009001682A1 (en
Inventor
Patricia Maris-Haug
Robert Wieland
Jens Ackermann
Stephan Geise
Paeivi Lehtonen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102009001682.1A priority Critical patent/DE102009001682B4/en
Publication of DE102009001682A1 publication Critical patent/DE102009001682A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102009001682B4 publication Critical patent/DE102009001682B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7686Measuring, controlling or regulating the ejected articles, e.g. weight control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/7604Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/761Dimensions, e.g. thickness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/7629Moulded articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76421Removing or handling ejected articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76424After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76451Measurement means
    • B29C2945/76461Optical, e.g. laser
    • B29C2945/76464Optical, e.g. laser cameras
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76498Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76531Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76595Velocity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76615Weight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76655Location of control
    • B29C2945/76658Injection unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76655Location of control
    • B29C2945/76658Injection unit
    • B29C2945/76665Injection unit screw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822Phase or stage of control
    • B29C2945/76859Injection

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses, folgende Schritte umfassend: (a) Aufnahme von Bildern eines aus einem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils während der Abkühlung und Erfassen der Temperatur während der Aufnahme eines Bildes, (b) Bestimmen von zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven aus den in Schritt (a) aufgenommenen Bildern, (c) Extrapolieren der Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven, (d) Anpassen der Spritzgießparameter, damit die Maße der durch den Spritzgießprozess hergestellten Spritzgussteile nach Abkühlung in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.A method of controlling an injection molding process, comprising the steps of: (a) taking images of an injection molded part taken from an injection mold during cooling and detecting the temperature while taking an image, (b) determining time and temperature dependent shrinkage curves from the steps in (step (c) extrapolating the dimensions of the injection molded part in the final state from the time and temperature-dependent shrinkage curves, (d) adjusting the injection molding parameters so that the dimensions of the injection molded parts produced by the injection molding process are within a predetermined tolerance range after cooling.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses.The invention relates to a method for controlling an injection molding process.

Durch Spritzgießprozesse werden Formteile aus Kunststoffen hergestellt. Hierzu wird zunächst der Kunststoff geschmolzen und anschließend unter Druck in ein Werkzeug, das ein Negativbild des herzustellenden Formteils darstellt, eingespritzt. Im Werkzeug wird das Formteil soweit abgekühlt, bis der Kunststoff erstarrt ist. Dann wird das Formteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen.Injection molding processes produce molded parts from plastics. For this purpose, the plastic is first melted and then injected under pressure into a tool, which is a negative image of the molded part to be produced. In the mold, the molding is cooled down until the plastic has solidified. Then the molding is removed from the injection mold.

Aufgrund des hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoffen ist die Maßhaltigkeit von Kunststoffteilen, die durch Spritzgießverfahren hergestellt werden, nur schwer beherrschbar. So tritt zum Beispiel beim Abkühlen des hergestellten Formteils nach der Verarbeitung eine starke Schwindung auf. Diese ist in Abhängigkeit von der Geometrie des spritzgegossenen Formteils mehr oder weniger deutlich wahrzunehmen. Wenn Formteile durch Spritzgießen von teilkristallinen Kunststoffen hergestellt werden, so tritt bei der Abkühlung zusätzlich eine Phasenumwandlung, die Kristallisation, auf, die ebenfalls mit einem Volumenschwund verbunden ist. Hierdurch wird die Vorhersage von Bauteilmaßen zusätzlich erschwert. Auch werden die Bauteilmaße durch Parameter der Kunststoffverarbeitung, beispielsweise der Höhe des Nachdrucks oder der Einspritzgeschwindigkeit, beeinflusst. Diese Parameter beeinflussen weiterhin auch den Bauteilverzug. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der innere Aufbau der Kunststoffe, die Morphologie, von den Verarbeitungsbedingungen abhängt.Due to the high coefficient of thermal expansion of plastics dimensional accuracy of plastic parts, which are produced by injection molding, difficult to handle. For example, upon cooling of the molded article produced after processing, severe shrinkage occurs. This is to be perceived more or less clearly depending on the geometry of the injection-molded part. If moldings are produced by injection molding of semi-crystalline plastics, so occurs during the cooling in addition to a phase transformation, the crystallization, which is also associated with a volume shrinkage. This makes the prediction of component dimensions even more difficult. The component dimensions are also influenced by parameters of the plastics processing, for example the amount of the reprint or the injection speed. These parameters continue to influence the component distortion. This is due to the fact that the internal structure of the plastics, the morphology, depends on the processing conditions.

Eine rudimentäre Vorhersage des Verzugs und der Maßhaltigkeit von durch Spritzgießen hergestellten Bauteilen ist möglich, jedoch werden nur qualitative Ergebnisse geliefert, die zu einer Vorkorrektur des Spritzgießwerkzeugs oder für eine Anpassung der Spritzgießparameter nicht verwendet werden können.A rudimentary prediction of the distortion and dimensional accuracy of injection molded components is possible, but only qualitative results are provided which can not be used to pre-correct the injection mold or to adjust the injection molding parameters.

Eine Prozessregelung zur Optimierung der Maßhaltigkeit ist möglich, benötigt jedoch ein aufwendiges Training, bei dem Teile, die mit verschiedenen Spritzgießparametern gefertigt werden, vermessen werden. Durch eine spätere Auswertung der Messergebnisse, den Spritzgießparametern und den Signalverläufen der Werkzeugsensorik können Prognosen für den Einfluss der Verarbeitung auf die Maßhaltigkeit und den Verzug der Bauteile erstellt werden. Anhand dieser Prognosen werden Bauteilmaße vorhergesagt. Eine Überprüfung ist jedoch nur mittels einer erneuten Vermessung der Bauteile möglich.A process control to optimize the dimensional accuracy is possible, but requires a complex training in which parts that are manufactured with different injection molding parameters are measured. By later evaluation of the measurement results, the injection molding parameters and the waveforms of the tool sensors forecasts for the influence of processing on the dimensional stability and the distortion of the components can be created. Based on these forecasts, component dimensions are predicted. However, a check is only possible by means of a re-measurement of the components.

Ein Verfahren, bei dem mechanische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften eines Spritzgussformteils bestimmt werden, ist z. B. aus DE 101 19 853 A1 bekannt. Zur Prognose der Eigenschaften hinsichtlich der Herstellung eines Kunststoffformteils dient ein Hybridmodell, bei dem ein oder mehrere neuronale Netze und rigorose Modelle untereinander verschaltet sind. Die rigorosen Modelle dienen zur Abbildung von Teilmodellen, die mittels mathematischer Formeln beschreibbar sind, das neuronale Teilmodell dient zur Abbildung von Prozessen, deren Zusammenhang nur in Form von Daten vorliegt und die nicht rigoros modelliert werden können. Hierdurch lässt sich eine Prognose hinsichtlich der mechanischen, thermischen und rheologischen Verarbeitungseigenschaften und hinsichtlich der Prozesszeit eines Kunststoffformteils treffen. Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich jedoch keine Aussagen über die Maßhaltigkeit von durch Spritzgießverfahren hergestellten Bauteilen treffen.A method in which mechanical properties and processing properties of an injection molded part are determined is, for. B. off DE 101 19 853 A1 known. To predict the properties with regard to the production of a plastic molded part is a hybrid model in which one or more neural networks and rigorous models are interconnected. The rigorous models are used to represent partial models that can be described using mathematical formulas, while the neural submodel maps processes whose connection is only in the form of data and can not be rigorously modeled. This makes it possible to make a prognosis with regard to the mechanical, thermal and rheological processing properties and with regard to the process time of a plastic molding. With the described method, however, it is not possible to make any statements about the dimensional accuracy of components produced by injection molding.

Ein Verfahren zur Beurteilung der optischen Eigenschaften eines Bauteils ist aus US 2008/0 013 821 A1 bekannt. Das Bauteil kann zum Beispiel auch ein durch Spritzguss hergestelltes Kunststoffteil sein. Zur Beurteilung der optischen Eigenschaften wird eine Aufnahme eines Bauteils erstellt und aus der Aufnahme werden Eigenschaften ermittelt. Die Eigenschaften werden in einen Vektor gespeichert. Die optischen Eigenschaften werden mit den Prozessparametern korrigiert, so dass aus vorgegebenen Prozessparametern auf optische Eigenschaften eines mit dem entsprechenden Prozess hergestellten Bauteils geschlossen werden kann. Aussagen über die Schwindung eines Bauteils werden jedoch nicht getroffen.A method for evaluating the optical properties of a component is out US 2008/0 013 821 A1 known. The component may, for example, also be a plastic part produced by injection molding. To assess the optical properties of a recording of a component is created and from the recording properties are determined. The properties are stored in a vector. The optical properties are corrected with the process parameters, so that from given process parameters it is possible to conclude optical properties of a component produced with the corresponding process. Statements about the shrinkage of a component are not made.

Die WO 2005/084913 A2 offenbart ein Verfahren zur Charakterisierung von Schmelzeigenschaften thermoplastischer Pulver mittels einer Digitalkamera. Hierbei werden aufeinanderfolgende Bilder eines Rotationsgusskörpers während des Prozesses aufgenommen sowie diverse Temperaturen während der Aufnahmen aufgezeichnet, um davon abhängig die Produktionsparameter einzustellen.The WO 2005/084913 A2 discloses a method for characterizing melt properties of thermoplastic powders by means of a digital camera. In this process, successive images of a rotational cast body are recorded during the process and various temperatures recorded during the recording in order to set the production parameters depending on them.

Die WO 2008/009147 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem in einem Spritzgussprozess mittels einer Thermobildkamera temperaturabhängige Bilder des Spritzgusskörpers zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommen werden, um anhand der Oberflächentemperatur des Spritzgusskörpers zum Zeitpunkt des Verlassens einer Herstellungs- oder Bearbeitungsvorrichtung, oder auch innerhalb eines bestimmten Zeitraums nach Verlassen der Vorrichtung, das Herstellungs- bzw. Bearbeitungsverfahrens anzupassen. Hierbei werden in Abhängigkeit dieser zeitanhängigen Temperaturen die Parameter des Spritzgussverfahrens derart gewählt, dass die Entformung zum Zeitpunkt stattfindet, an welchem die Temperatur des Spritzgussteils genügend unterhalb der Schmelztemperatur des Materials liegt, aus welchem der Körper besteht.The WO 2008/009147 A1 discloses a method in which are taken in an injection molding process by means of a thermal imaging camera temperature-dependent images of the injection molded body at certain times to the basis of the surface temperature of the injection molded body at the time of leaving a manufacturing or processing device, or even within a certain period of time after leaving the device, the Adapt manufacturing or processing method. In this case, depending on these time-dependent temperatures, the parameters of the injection molding process are chosen such that the demolding takes place at the time at which the temperature of the Injection molded part is sufficiently below the melting temperature of the material of which the body consists.

Die DE 10261498 A1 offenbart ein Verfahren zum Regeln der Herstellung von Spritzgussteilen in einem Spritzgießwerkzeug einer Spritzgießmaschine, wobei die Temperatur des Werkzeugs geregelt wird.The DE 10261498 A1 discloses a method for controlling the manufacture of injection molded parts in an injection molding tool of an injection molding machine, wherein the temperature of the tool is controlled.

Die US 2011/0101555 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem in Abhängigkeit von der Gießtemperatur und der Schmelztemperatur des Spritzgussteils das Schwindungsverhalten analysiert und der Spritzgießprozess gesteuert wird.The US 2011/0101555 A1 discloses a method in which, depending on the casting temperature and the melting temperature of the injection molded part, the shrinkage behavior is analyzed and the injection molding process is controlled.

Die DE 19518804 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung eines Spritzgießprozesses.The DE 19518804 A1 discloses a method for monitoring an injection molding process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, maßhaltige Spritzgussbauteile herzustellen.Object of the present invention is to produce dimensionally accurate injection molded components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses umfasst folgende Schritte:

  • (a) Aufnahme von Bildern eines aus einem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils während der Abkühlung und Erfassen der Temperatur während der Aufnahme eines Bildes,
  • (b) Bestimmen von zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven aus den in Schritt (a) aufgenommenen Bildern,
  • (c) Extrapolieren der Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven,
  • (d) Anpassen der Spritzgießparameter, damit die Maße der durch den Spritzgießprozess hergestellten Spritzgussteile nach Abkühlung in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.
An inventive method for controlling an injection molding process comprises the following steps:
  • (a) taking pictures of an injection molded part taken out of an injection mold during cooling and detecting the temperature during the taking of an image,
  • (b) determining time and temperature dependent shrinkage curves from the images taken in step (a),
  • (c) extrapolating the dimensions of the final molded part from the time and temperature dependent shrinkage curves,
  • (d) adjusting the injection molding parameters so that the dimensions of the injection molded parts produced by the injection molding process are within a predetermined tolerance range after cooling.

Durch die Aufnahme von Bildern während der Abkühlung eines Spritzgussteils lässt sich durch Vergleich der einzelnen Bilder die Schwindung des Spritzgussteils ermitteln. Die so erfassten Daten können genutzt werden, um die Spritzgießparameter anzupassen, damit maßhaltige Bauteile hergestellt werden können. Da die Maße des hergestellten Spritzgussteils auch von den Spritzgießparametern abhängen, kann durch eine geeignete Anpassung der Spritzgießparameter Einfluss auf die Gestalt des Spritzgussteils nach Abkühlung genommen werden, so dass es möglich ist, durch geeignete Spritzgießparameter maßhaltige Bauteile herzustellen.By taking pictures during the cooling of an injection-molded part, the shrinkage of the injection-molded part can be determined by comparing the individual images. The data collected in this way can be used to adjust the injection molding parameters so that dimensionally stable components can be manufactured. Since the dimensions of the injection molded part produced also depend on the injection molding parameters, a suitable adaptation of the injection molding parameters can influence the shape of the injection molded part after cooling, so that it is possible to produce dimensionally stable components by means of suitable injection molding parameters.

Dadurch, dass die Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den Bildern und den daraus bestimmten zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven extrapoliert werden können, ist es zudem möglich, die Maße eines hergestellten Spritzgussteils und des Verzugs des Spritzgussteils im Produktionsablauf zu überprüfen, so dass Regelparameter und Regelstrategien des Spritzgießprozesses im laufenden Betrieb angepasst werden können.Because the dimensions of the injection-molded part in the final state can be extrapolated from the images and the time-dependent and temperature-dependent shrinkage curves determined therefrom, it is also possible to check the dimensions of an injection molded part produced and the delay of the injection molded part in the production process, so that control parameters and control strategies of the injection molding process during operation can be adjusted.

Um die Bilder des aus dem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils in Schritt (a) aufzunehmen, werden stichprobenartig Teile mit einem geeigneten Handlingsystem ausgeschleust. Von diesen Teilen werden dann mit einem Kameramesssystem Bilder aufgenommen. Dies erlaubt eine exakte Bewertung des Bauteilmaßes im laufenden Betrieb.To pick up the images of the injection molded part taken from the injection mold in step (a), parts are randomly discharged with a suitable handling system. These parts are then taken with a camera measuring system images. This allows an exact evaluation of the component dimension during operation.

Um den Verzug und die Schwindung des Bauteils zu bestimmen, erfolgt die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) in einer Ausführungsform der Erfindung kontinuierlich. Alternativ ist es auch möglich, dass die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) in vorgegebenen Intervallen erfolgt. Wenn die Aufnahme der Bilder in vorgegebenen Intervallen erfolgt, so können die Intervalle zwischen der Aufnahme zweier Bilder jeweils gleich lang sein, jedoch ist es auch möglich, unterschiedliche Zeitabstände in Abhängigkeit von der Abkühlrate zu wählen. So ist es zum Beispiel möglich, am Anfang Bilder in einem kleineren zeitlichen Abstand aufzunehmen und den Abstand der Aufnahmen mit zunehmender Abkühlung zu vergrößern. Gegenüber der kontinuierlichen Aufnahme von Bildern hat die Aufnahme von Bildern in vorgegebenen Intervallen den Vorteil, dass weniger Datenspeicherplatz benötigt wird. Der Nachteil gegenüber einer kontinuierlichen Aufnahme ist jedoch, dass der Verlauf jeweils zwischen zwei Bildern interpoliert werden muss.In order to determine the distortion and the shrinkage of the component, the recording of the images in step (a) takes place continuously in one embodiment of the invention. Alternatively, it is also possible for the images to be recorded in step (a) at predetermined intervals. If the pictures are taken at predetermined intervals, the intervals between taking two pictures may be the same length, but it is also possible to choose different time intervals depending on the cooling rate. For example, at the beginning it is possible to take pictures at a smaller time interval and to increase the distance of the pictures with increasing cooling. Compared to the continuous recording of images, taking pictures at predetermined intervals has the advantage of requiring less data storage space. The disadvantage compared to a continuous recording, however, is that the course must be interpolated between two images.

Durch die Aufnahme von Bildern des Bauteils lassen sich Messdaten eines oder mehrerer signifikanter Maße des Bauteils ermitteln. Hierbei ist es einerseits möglich, dass jeweils nur ein Bild des Bauteils aufgenommen wird, alternativ ist es auch möglich, mehrere Bilder aus jeweils unterschiedlichen Richtungen auf das Bauteil aufzunehmen. Die Aufnahme von mehreren Bildern aus unterschiedlichen Richtungen ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung des Bauteils wohingegen bei der Aufnahme von Bildern mit nur einer Kamera aus jeweils der gleichen Richtung lediglich eine zweidimensionale Aufnahme des Bauteils möglich ist. Wenn jedoch die signifikanten Maße des Bauteils alle in der gleichen Richtung liegen, ist eine solche zweidimensionale Aufnahme des Bauteils ausreichend.By taking pictures of the component, measurement data of one or more significant dimensions of the component can be determined. In this case, on the one hand, it is possible for only one image of the component to be recorded in each case; alternatively, it is also possible to record a plurality of images from respectively different directions onto the component. The recording of several images from different directions allows a three-dimensional detection of the component whereas when taking pictures with only one camera from the same direction only a two-dimensional recording of the component is possible. However, if the significant dimensions of the component are all in the same direction, such a two-dimensional image of the component is sufficient.

Neben den Bildern des Bauteils wird gleichzeitig die Temperatur des Bauteils erfasst. Die Erfassung der Temperatur kann dabei ebenfalls kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfolgen. Wenn die Aufnahme der Temperatur in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt, so wird die Temperatur jeweils gleichzeitig mit der Aufnahme eines Bildes gemessen. Die Erfassung der Temperatur erfolgt vorzugsweise berührungslos, insbesondere mit Hilfe eines Infrarot-Strahlungspyrometers. Neben der Temperaturerfassung mittels eines Infrarot-Strahlungspyrometers ist es alternativ jedoch auch möglich, das Bauteil zum Beispiel mit einer Infrarotkamera aufzunehmen, so dass das aufgenommene Bild sowohl Messwerte zu den Bauteilabmessungen als auch zur Bauteiltemperatur liefert.In addition to the images of the component, the temperature of the component is simultaneously recorded. The detection of the temperature can also be carried out continuously or at predetermined intervals. If the temperature is recorded at predetermined time intervals, the temperature is measured simultaneously with the acquisition of an image. The detection of the temperature is preferably carried out without contact, in particular by means of an infrared radiation pyrometer. In addition to the temperature detection by means of an infrared radiation pyrometer, however, it is alternatively also possible to record the component with an infrared camera, for example, so that the recorded image delivers both measured values for the component dimensions and for the component temperature.

Aus der Kombination der Messdaten des mindestens einen signifikanten Maßes des Bauteils und der Temperatur, die das Bauteil zum Zeitpunkt der Aufnahme aufweist, lässt sich die zeit- und temperaturabhängige Schwindung der Bauteilmaße bestimmen. Mit geeigneten Algorithmen kann aus diesen Schwindungskurven der Endzustand der Bauteilmaße extrapoliert werden. Die geeigneten Algorithmen ergeben sich dabei zum Beispiel aus dem Verlauf der gemessenen Schwindungskurven.From the combination of the measurement data of the at least one significant dimension of the component and the temperature that the component has at the time of recording, the time- and temperature-dependent shrinkage of the component dimensions can be determined. Using suitable algorithms, the final state of the component dimensions can be extrapolated from these shrinkage curves. The suitable algorithms result, for example, from the course of the measured shrinkage curves.

Der Vorteil der Extrapolation der Bauteilmaße im Endzustand ist, dass eine Anpassung der Spritzgießparameter im laufenden Betrieb möglich ist. Die Bestimmung der Maße im Endzustand ist während des Betriebes im Allgemeinen nicht möglich, da die Formveränderung des Bauteils auch nach Tagen nicht abgeschlossen ist. Die Extrapolation der Endmaße erlaubt jedoch eine Abschätzung der Bauteilmaße bereits nach vergleichsweise kurzer Zeit, so dass nicht erst nach mehreren Tagen eine Anpassung der Spritzgießparameter erfolgt, sondern bereits nach Abschluss der Messungen und Extrapolation.The advantage of the extrapolation of the component dimensions in the final state is that adaptation of the injection molding parameters during operation is possible. The determination of the dimensions in the final state is generally not possible during operation, since the change in shape of the component is not completed even after days. However, the extrapolation of the final dimensions allows an estimation of the component dimensions already after a comparatively short time, so that not only after several days an adaptation of the injection molding parameters takes place, but already after completion of the measurements and extrapolation.

Die Anpassung der Spritzgießparameter in Abhängigkeit der extrapolierten Bauteilmaße, um die Einhaltung von Toleranzgrenzen des Bauteilmaßes sicherzustellen, erfolgt durch eine geeignete Spritzgießregelung, die dem Fachmann bekannt ist. Durch eine solche Spritzgießregelung werden zum Beispiel Einspritzdrücke, Geschwindigkeiten und Schmelztemperaturen eingestellt.The adaptation of the injection molding parameters as a function of the extrapolated component dimensions in order to ensure compliance with tolerance limits of the component dimension is achieved by means of a suitable injection molding control which is known to the person skilled in the art. By means of such an injection molding control, for example, injection pressures, speeds and melting temperatures are set.

Die Spritzgießregelung kann hierfür einerseits mit extremen Parametersätzen in Grenztests trainiert werden oder alternativ auf geeignete Algorithmen zurückgreifen, um die Abhängigkeit der Maße eines konkreten Bauteils von der Verarbeitung bzw. den Spritzgießparametern zu erfassen.For this purpose, the injection molding control can be trained on the one hand with extreme parameter sets in boundary tests or, alternatively, on suitable algorithms, in order to record the dependence of the dimensions of a specific component on the processing or the injection molding parameters.

Um zu vermeiden, dass ein Ausreißer zur Bestimmung der Spritzgießparameter vermessen wird, ist es bevorzugt, Bilder von mehreren Spritzgussteilen aufzunehmen und dabei jeweils auch die Temperatur während der Aufnahme des Bildes zu erfassen. Die Spritzgussteile werden dabei vorzugsweise jeweils mit den gleichen Spritzgießparametern hergestellt. Auf diese Weise lässt sich für mehrere Teile der Schwindungsprozess verfolgen, so dass die Daten gemittelt werden können und aus diesen gemittelten Daten die Spritzgießparameter angepasst werden können.In order to avoid that an outlier for the determination of the injection molding parameters is measured, it is preferable to take pictures of several injection-molded parts and in each case also to record the temperature during the recording of the image. The injection-molded parts are preferably produced in each case with the same injection molding parameters. In this way, the shrinkage process can be followed for several parts, so that the data can be averaged and from this averaged data the injection molding parameters can be adjusted.

Um vergleichbare Werte zu erzielen ist es weiterhin bevorzugt, bei Aufnahme von Bildern von mehreren gleichen Spritzgussteilen, die Bilder jeweils bei im Wesentlichen gleicher Temperatur des Spritzgussteils aufzunehmen. Wenn die Bilder der einzelnen Spritzgussteile bei unterschiedlichen Temperaturen aufgenommen werden, ist es erforderlich, hierbei durch geeignete Verfahren Messkurven aus den ermittelten Datensätzen durch geeignete Algorithmen zu berechnen, beispielsweise durch eine Interpolation zwischen zwei Messwerten, und die so ermittelten Kurven miteinander zu vergleichen und geeignete Mittelwerte zu bilden.In order to achieve comparable values, it is furthermore preferred, when taking pictures of a plurality of identical injection-molded parts, to record the images in each case at essentially the same temperature of the injection-molded part. If the images of the individual injection-molded parts are recorded at different temperatures, it is necessary to use suitable algorithms to calculate measured curves from the determined data sets by suitable algorithms, for example by interpolating between two measured values, and to compare the curves thus obtained and suitable mean values to build.

Um eine Prozessregelung zu ermöglichen, die es gestattet, maßhaltige Bauteile zu produzieren, ist es vorteilhaft, wenn für die Anpassung der Spritzgießparameter jeweils sich einstellende Maße des Spritzgussteils bei vorgegebenen Parametersätzen erfasst werden. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, Parameter, mit denen das Bauteil gespritzt wird, einzustellen, einige Bauteile mit diesen Parametern zu produzieren und anschließend für die so hergestellten Bauteile Messdaten zu erfassen. Die Erfassung der Messdaten erfolgt zum Beispiel durch Auswertung von Bildern, die vom abkühlenden Bauteil aufgenommen werden. Auf diese Weise lässt sich die Schwindung bzw. ein Verzug bestimmen. Anhand der so ermittelten Daten kann ein Parametersatz erstellt werden, der zur Steuerung des Spritzgießprozesses herangezogen werden kann. Aus diesem Parametersatz lässt sich dann zum Beispiel ermitteln, wie bei bestimmten gemessenen Abweichungen einzuwirken ist, um eine Verbesserung des herzustellenden Spritzgussteils zu erreichen.In order to enable a process control that allows dimensionally stable components to be produced, it is advantageous if, for the adaptation of the injection molding parameters, respectively adjusting dimensions of the injection-molded part are detected at given parameter sets. For this purpose, it is possible, for example, to set parameters with which the component is injected, to produce some components with these parameters and then to acquire measured data for the components produced in this way. The acquisition of the measured data takes place, for example, by evaluating images which are taken by the cooling component. In this way, the shrinkage or a delay can be determined. On the basis of the data thus determined, a parameter set can be created which can be used to control the injection molding process. From this parameter set, it is then possible to determine, for example, how to influence certain measured deviations in order to achieve an improvement of the injection-molded part to be produced.

Um mit einem handhabbaren Aufwand geeignete Spritzgießparametersätze zu erzeugen ist es vorteilhaft, zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendige Parametersätze aus bekannten Parametersätzen zu bestimmen. Auf diese Weise kann zum Beispiel zu jedem beliebigen Parametersatz ermittelt werden, wie ein damit hergestelltes Bauteil voraussichtlich aussehen wird. Die Bestimmung der zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendigen Parametersätze aus bekannten Parametersätzen kann zum Beispiel durch geeignete Algorithmen oder Funktionen oder einem geeigneten Regelsystem erfolgen. Geeignete Algorithmen, Funktionen und/oder Regelsätze sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere eignen sich zur Bestimmung der zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendigen Parametersätze aus bekannten Parametersätzen neuronale Netze. Eine Überprüfung kann dann zum Beispiel durch stichprobenartige Kontrollen erfolgen. Mithilfe dieser stichprobenartigen Kontrollen lässt sich dann auch die Steuerung verbessern, indem die gemessenen Daten als zusätzliche Trainingssätze dem Algorithmus der Spritzgießregelung zugeführt werden.In order to produce suitable injection molding parameter sets with a manageable expenditure, it is advantageous to determine necessary parameter sets from known parameter sets in order to adapt the injection molding parameters. In this way it can be determined for each parameter set, for example, how a component produced with it will probably look like. The determination of the adaptation of the injection molding parameters necessary parameter sets from known parameter sets can be done for example by suitable algorithms or functions or a suitable control system. Suitable algorithms, functions and / or rule sets are known to the person skilled in the art. In particular, neural networks are suitable for determining the parameter sets necessary for adaptation of the injection molding parameters from known parameter sets. A check can then be made, for example, by random checks. These random checks can also be used to improve control by feeding the measured data as additional training sets to the injection molding control algorithm.

Aus den so trainierten Parametersätzen lässt sich zum Beispiel ermitteln, welchen Einfluss die Änderung eines einzelnen Spritzgießparameters, zum Beispiel die Änderung des Druckes, der Temperatur, der Einspritzgeschwindigkeit oder Ähnlichem, für einen Einfluss auf das Bauteil hat. Hieraus kann dann bei Maßabweichungen des Bauteils reagiert werden und der Prozess kann entsprechend angepasst werden.From the parameter sets thus trained, it is possible to determine, for example, what influence the change of a single injection molding parameter, for example the change of the pressure, the temperature, the injection speed or the like, has on the component. From this it is then possible to react to dimensional deviations of the component and the process can be adapted accordingly.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung des Prinzips der Verzugskorrektur mit Hilfe der Bildverarbeitung, 1 a schematic representation of the principle of distortion correction with the aid of image processing,

2 eine beispielhafte temperaturabhängige Schwindungskurve für ein Bauteilmaß, 2 an exemplary temperature-dependent shrinkage curve for a component dimension,

3 Abkühlkurven in Abhängigkeit der Verarbeitungsparameter. 3 Cooling curves depending on the processing parameters.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist schematisch anhand eines Fließbildes das Prinzip der Verzugskorrektur mit Hilfe der Bildverarbeitung dargestellt.In 1 is schematically illustrated by a flow chart, the principle of distortion correction using the image processing.

In einem ersten Schritt 1 wird in einer Spritzgießmaschine ein Spritzgussteil mit einem vorgegebenen Parametersatz hergestellt. Der vorgegebene Parametersatz umfasst zum Beispiel Einspritzgeschwindigkeit, Schließdruck des Werkzeugs, Einspritzdruck, Temperatur der Schmelze, Druck im Werkzeug usw. Weitere geeignete Parameter sind dem Fachmann geläufig.In a first step 1 In an injection molding machine, an injection molded part is produced with a predetermined parameter set. The predetermined parameter set includes, for example, injection speed, closing pressure of the tool, injection pressure, temperature of the melt, pressure in the tool, etc. Further suitable parameters are familiar to those skilled in the art.

Von den so hergestellten Spritzgussteilen werden Stichproben entnommen. Die Stichproben werden wie mit dem Pfeil 3 dargestellt einem zweiten Schritt 5 zugeführt. Im zweiten Schritt 5 werden die Stichproben vermessen. Hierzu werden kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen Bilder des Spritzgussteils aufgenommen. Aus den Bildern werden Maße des Bauteils bestimmt. Durch die Aufnahme in Intervallen bzw. die kontinuierliche Aufnahme lässt sich die Änderung der Bauteilmaße während des Abkühlens des Spritzgussteils ermitteln. Die Änderung der Bauteilmaße ergibt sich zum Beispiel durch die Schrumpfung aufgrund der Abkühlung und bei teilkristallinen Polymeren zum Beispiel auch durch Phasenumwandlung, d. h. die Kristallisation. Neben der Aufnahme von Bildern wird gleichzeitig auch die Temperatur des Bauteils jeweils zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes erfasst. Die Temperaturerfassung erfolgt dabei vorzugsweise berührungslos, um nicht durch aufzubringende Sensoren Messergebnisse während der Maßänderung des Bauteils zu beeinflussen. Zur Temperaturmessung werden vorzugsweise Infrarot-Strahlungspyrometer eingesetzt. Alternativ ist es jedoch zum Beispiel auch möglich, durch Einsatz einer geeigneten Infrarotkamera sowohl die Temperatur als auch die Bauteilmaße mit einer Aufnahme eines Bildes zu erfassen. Vorteil der Temperaturerfassung mit einer Infrarotkamera ist insbesondere auch, dass eine Temperaturverteilung und unterschiedliche Temperaturen am Bauteil gemessen werden können.Samples are taken from the injection-molded parts produced in this way. The samples will be like the arrow 3 represented a second step 5 fed. At the second step 5 the samples are measured. For this purpose, images of the injection-molded part are recorded continuously or at predetermined intervals. The dimensions of the component are determined from the pictures. By recording at intervals or the continuous recording, the change in the component dimensions can be determined during the cooling of the injection molded part. The change in the component dimensions results, for example, from the shrinkage due to the cooling and, for semicrystalline polymers, for example, also from phase transformation, ie crystallization. In addition to taking pictures, the temperature of the component is also detected at the time of taking a picture at the same time. The temperature detection is preferably carried out without contact in order not to influence by applied sensors measurement results during the dimensional change of the component. For temperature measurement, preferably infrared radiation pyrometers are used. Alternatively, however, it is also possible, for example, to detect both the temperature and the component dimensions by taking a picture by using a suitable infrared camera. The advantage of temperature detection with an infrared camera is, in particular, that a temperature distribution and different temperatures on the component can be measured.

Aus den so erfassten Daten, d. h. den gemessenen Temperaturwerten und den Maßänderungen werden zeit- und temperaturabhängige Schwindungskurven erstellt. Die Erstellung der Kurven erfolgt dabei durch geeignete mathematische Methoden, die dem Fachmann geläufig sind. Üblicherweise verwendete Verfahren sind zum Beispiel Extrapolationsverfahren.From the data so collected, d. H. Time-dependent and temperature-dependent shrinkage curves are created for the measured temperature values and the dimensional changes. The curves are generated by suitable mathematical methods, which are familiar to the person skilled in the art. Commonly used methods are, for example, extrapolation methods.

Die so ermittelten Schwindungskurven werden, wie mit Pfeil 7 dargestellt, in einem dritten Schritt 9 einer Prozessregelung zugeführt.The thus determined shrinkage curves are, as with arrow 7 shown in a third step 9 fed to a process control.

Mithilfe der Prozessregelung werden zum Beispiel Endmaße des Bauteils aus den Schwindungskurven extrapoliert. Aus den so extrapolierten Baumaßen am Endzustand des Bauteils können dann bei Bedarf die Spritzgießparameter angepasst werden. Hierbei ist es möglich entweder einzelne Parameter zu verändern oder mehrere Parameter zu verändern. Welche Parameter in welchem Maße geändert werden kann zum Beispiel durch geeignete Parametersätze, die beispielsweise mit neuronalen Netzen berechnet werden, bestimmt werden. Mit den so über die Prozessregelung im dritten Schritt 9 ermittelten Werten wird der Spritzgießprozess im ersten Schritt 1 modifiziert. Dies ist mit einem Pfeil 11 dargestellt. Nach der Änderung der Spritzgießparameter werden wieder stichprobenartig Spritzgussteile entnommen und vermessen, um den Einfluss der geänderten Spritzgießparameter auf die Bauteile zu überprüfen. Durch den Einsatz einer geeigneten Prozessregelung, der ausreichend Parametersätze vorliegen, aus denen der Einfluss der Änderung einzelner Parameter auf die Bauteile entnommen werden kann, kann so auf einfache Weise der Prozess angepasst werden, ohne eine große Anzahl an Ausschussteilen zu produzieren, die aufgrund falscher Prozessparameter hergestellt werden. Zudem kann schnell in den Spritzgießprozess eingegriffen werden, da die Maße aus den Schwindungskurven extrapoliert werden und so nicht der gesamte Abkühlprozess bis zum endgültigen Erreichen der Endmaße des Bauteils abgewartet werden muss, der teilweise erst nach mehreren Tagen erreicht wird.By means of the process control, for example, final dimensions of the component are extrapolated from the shrinkage curves. From the thus extrapolated dimensions of the final state of the component can then be adjusted if necessary, the injection molding parameters. It is possible to either change individual parameters or to change several parameters. Which parameters can be changed to what extent can be determined, for example, by suitable parameter sets, which are calculated, for example, using neural networks. With the so on the process control in the third step 9 determined values, the injection molding process in the first step 1 modified. This is with an arrow 11 shown. After changing the injection molding parameters, injection molded parts are sampled and measured again to check the influence of the modified injection molding parameters on the components. By using a suitable process control, which has sufficient parameter sets, from which the influence of the change of individual parameters can be taken on the components, the process can be easily adapted without producing a large number of rejects due to incorrect process parameters getting produced. In addition, the injection molding process can be intervened quickly, since the dimensions are extrapolated from the shrinkage curves and so not the entire cooling process has to be awaited until the final dimensions of the component are reached, which in some cases can only be achieved after several days.

In 2 ist beispielhaft eine Änderung eines Bauteilmaßes in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt. Hierbei ist auf der x-Achse 21 die Temperatur T und auf der y-Achse 23 das Bauteilmaß I aufgetragen. Wie in der Kurve 25 zu erkennen ist, ändert sich das Bauteilmaß I mit der Temperatur T, wobei das Bauteilmaß I mit abnehmender Temperatur T ebenfalls abnimmt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, nimmt die Bauteilausdehnung mit zunehmender Temperatur stärker zu. Das heißt, dass bei einer Abkühlung bei hohen Temperaturen eine stärkere Abnahme der Bauteilmaße zu beobachten ist als bei einer niedrigeren Temperatur.In 2 exemplified a change in a component dimension as a function of the temperature. Here is on the x-axis 21 the temperature T and on the y-axis 23 the component dimension I applied. As in the curve 25 can be seen, the component dimension I changes with the temperature T, wherein the component dimension I with decreasing temperature T also decreases. As can be seen from the diagram, the component expansion increases more with increasing temperature. This means that when cooled at high temperatures, a greater decrease in component dimensions can be observed than at a lower temperature.

In 3 sind Abkühlkurven und Maximaltemperatur in Abhängigkeit der Verarbeitungsparameter und der Zeit dargestellt. Auf der x-Achse 31 ist hier die Zeit t und auf der y-Achse 33 die Temperatur T aufgetragen. Wie aus den einzelnen Abkühlkurven 35a, 35b, 35c ersichtlich ist, nimmt die Temperatur T mit zunehmender Zeit t ab, wobei die Temperatur asymptotisch gegen einen unteren Grenzwert läuft. Auch ist zu erkennen, dass die Temperatur zunächst schnell abnimmt und dann immer langsamer. Die hier dargestellten Abkühlkurven haben jeweils eine unterschiedliche Maximaltemperatur. Die erste Abkühlkurve 35a startet mit der niedrigsten Maximaltemperatur, die zweite Abkühlkurve 35b weist schon eine gegenüber der ersten Maximaltemperatur erhöhte Maximaltemperatur auf und die dritte Abkühlkurve 35c startet mit der höchsten Maximaltemperatur. Die Maximaltemperatur gibt jeweils den Beginn der Messungen des Spritzgussteils an und liegt somit jeweils unterhalb der Einspritztemperatur des Kunststoffs in das Spritzgießwerkzeug. Im Allgemeinen entspricht die Maximaltemperatur der Entnahmetemperatur des Spritzgussteils aus dem Spritzgießwerkzeug. Da die größte Veränderung des Spritzgussteils direkt nach der Entformung erfolgt, sollte die Entnahme des Spritzgussteils aus dem Spritzgießwerkzeug möglichst schnell erfolgen.In 3 Cooling curves and maximum temperature are shown depending on the processing parameters and the time. On the x-axis 31 here is the time t and on the y-axis 33 the temperature T applied. As from the individual cooling curves 35a . 35b . 35c As can be seen, the temperature T decreases with increasing time t, the temperature running asymptotically towards a lower limit. It can also be seen that the temperature initially decreases rapidly and then always slower. The cooling curves shown here each have a different maximum temperature. The first cooling curve 35a starts with the lowest maximum temperature, the second cooling curve 35b already has a higher than the first maximum temperature maximum temperature and the third cooling curve 35c starts with the highest maximum temperature. The maximum temperature in each case indicates the beginning of the measurements of the injection-molded part and is thus below the injection temperature of the plastic in the injection mold. In general, the maximum temperature corresponds to the removal temperature of the injection molded part from the injection mold. Since the largest change in the injection-molded part takes place immediately after demoulding, the removal of the injection-molded part from the injection-molding tool should take place as quickly as possible.

Neben der Schmelzetemperatur kann die Maximaltemperatur jedoch auch von anderen Parametern, beispielsweise der Einspritzgeschwindigkeit oder der Werkzeugtemperatur abhängen.In addition to the melt temperature, however, the maximum temperature may also depend on other parameters, for example the injection speed or the tool temperature.

Die Abkühlkurven 35a, 35b, 35c sind nicht nur von den Spritzgießparametern, sondern zum Beispiel auch vom eingesetzten Kunststoff und den Bauteilmaßen abhängig. Aus diesem Grund werden für jedes Polymer und jedes Bauteil unterschiedliche Abkühlkurven erhalten. Auch ist die Abkühlkurve zum Beispiel abhängig von der Umgebungstemperatur und der Temperatur des Kühlmediums, in dem das Bauteil abgekühlt wird.The cooling curves 35a . 35b . 35c are not only dependent on the injection molding parameters, but also, for example, on the plastic used and the component dimensions. For this reason, different cooling curves are obtained for each polymer and each component. For example, the cooling curve is dependent on the ambient temperature and the temperature of the cooling medium in which the component is cooled.

Auch die in 2 dargestellte temperaturabhängige Änderung der Bauteilmaße ist neben den Spritzgießparametern abhängig vom eingesetzten Polymer und vom herzustellenden Bauteil. Aus diesem Grund ist es auch hier jeweils für jeden Kunststoff als auch für unterschiedliche Bauteile notwendig, neue Kurven zu ermitteln.Also in 2 shown temperature-dependent change in the component dimensions is in addition to the injection molding parameters depending on the polymer used and the component to be produced. For this reason, it is necessary here for each plastic as well as for different components to determine new curves.

Aus den in den 2 und 3 dargestellten Kurven können dann Parametersätze berechnet werden, auf deren Basis dann die Spritzgießparameter mit einer geeigneten Prozessregelung eingestellt werden können.From the into the 2 and 3 Then, parameter sets can be calculated on the basis of which the injection molding parameters can then be set with a suitable process control.

Claims (10)

Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses, folgende Schritte umfassend: (a) Aufnahme von Bildern eines aus einem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils während der Abkühlung und Erfassen der Temperatur während der Aufnahme eines Bildes, (b) Bestimmen von zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven aus den in Schritt (a) aufgenommenen Bildern, (c) Extrapolieren der Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven, (d) Anpassen der Spritzgießparameter, damit die Maße der durch den Spritzgießprozess hergestellten Spritzgussteile nach Abkühlung in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.Method for controlling an injection molding process, comprising the following steps: (a) taking pictures of an injection molded part taken out of an injection mold during cooling and detecting the temperature during the taking of an image, (b) determining time and temperature dependent shrinkage curves from the images taken in step (a), (c) extrapolating the dimensions of the final molded part from the time and temperature dependent shrinkage curves, (d) adjusting the injection molding parameters so that the dimensions of the injection molded parts produced by the injection molding process are within a predetermined tolerance range after cooling. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) kontinuierlich als Film erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the recording of the images in step (a) takes place continuously as a film. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) in vorgegebenen Intervallen erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the recording of the images in step (a) takes place at predetermined intervals. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bilder von mehreren gleichen Spritzgussteilen aufgenommen werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that images are taken of several identical injection molded parts. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aufnahme von Bildern von mehreren gleichen Spritzgussteilen die Bilder jeweils bei gleicher Temperatur des Spritzgussteils aufgenommen werden. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that when taking pictures of several identical injection molded parts, the images are taken in each case at the same temperature of the injection molded part. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Spritzgussteils berührungslos erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the injection-molded part is detected without contact. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslose Erfassung der Temperatur des Spritzgussteils mit einem Strahlungspyrometer erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that the non-contact detection of the temperature of the injection-molded part takes place with a radiation pyrometer. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anpassung der Spritzgießparameter jeweils sich einstellende Maße des Spritzgussteils bei vorgegebenen Parametersätzen erfasst werden.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in each case adjusting dimensions of the injection molded part are detected at predetermined parameter sets for the adjustment of the injection molding parameters. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendige Parametersätze aus bekannten Parametersätzen bestimmt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that for adjusting the Spritzgießparameter necessary parameter sets are determined from known parameter sets. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendigen Parametersätze aus bekannten Parametersätzen mit Hilfe von neuronalen Netzen bestimmt werden.Method according to claim 9, characterized in that the parameter sets necessary for adaptation of the injection molding parameters are determined from known parameter sets with the aid of neural networks.
DE102009001682.1A 2009-03-20 2009-03-20 Method for controlling an injection molding process Active DE102009001682B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009001682.1A DE102009001682B4 (en) 2009-03-20 2009-03-20 Method for controlling an injection molding process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009001682.1A DE102009001682B4 (en) 2009-03-20 2009-03-20 Method for controlling an injection molding process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009001682A1 DE102009001682A1 (en) 2010-09-23
DE102009001682B4 true DE102009001682B4 (en) 2017-04-06

Family

ID=42628594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009001682.1A Active DE102009001682B4 (en) 2009-03-20 2009-03-20 Method for controlling an injection molding process

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009001682B4 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042759B4 (en) * 2010-10-21 2014-03-27 Skz - Kfe Ggmbh Kunststoff-Forschung Und -Entwicklung Process for the production of plastic molded parts
DE102014106410B4 (en) * 2014-05-07 2016-03-10 Feller Engineering Gmbh Process for the production of molded parts in an injection molding machine
AT515696B1 (en) * 2014-06-20 2015-11-15 Engel Austria Gmbh Arrangement and method for the provision of molded parts
DE102018126966B3 (en) * 2018-10-29 2020-03-19 INTRAVIS Gesellschaft für Lieferungen und Leistungen von bildgebenden und bildverarbeitenden Anlagen und Verfahren mbH Method and device for detecting a geometric feature of molded parts
CN111475891A (en) * 2020-03-26 2020-07-31 青岛海尔空调器有限总公司 Design method and device for air conditioner movement mechanism

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19518804A1 (en) * 1994-05-27 1995-12-21 Fraunhofer Ges Forschung Process control
DE10119853A1 (en) * 2001-04-24 2003-01-09 Bayer Ag Hybrid model and method for determining mechanical properties and processing properties of an injection molded part
DE10261498A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-22 Priamus System Technologies Ag Process for regulating the manufacture of molded parts
WO2005084913A2 (en) * 2004-03-10 2005-09-15 Total Petrochemicals Research Feluy Rotational moulding powder characterisation
US20080013821A1 (en) * 2004-05-20 2008-01-17 Macgregor John F Method For Controlling The Appearance Of Products And Process Performance By Image Analysis
WO2008009147A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Weidmann Plastics Technology Ag Determination of a surface temperature of a cooling body
US20110101555A1 (en) * 2008-04-14 2011-05-05 University Of Massachusetts Lowell Methods for forming injected molded parts and in-mold sensors therefor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19518804A1 (en) * 1994-05-27 1995-12-21 Fraunhofer Ges Forschung Process control
DE10119853A1 (en) * 2001-04-24 2003-01-09 Bayer Ag Hybrid model and method for determining mechanical properties and processing properties of an injection molded part
DE10261498A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-22 Priamus System Technologies Ag Process for regulating the manufacture of molded parts
WO2005084913A2 (en) * 2004-03-10 2005-09-15 Total Petrochemicals Research Feluy Rotational moulding powder characterisation
US20080013821A1 (en) * 2004-05-20 2008-01-17 Macgregor John F Method For Controlling The Appearance Of Products And Process Performance By Image Analysis
WO2008009147A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Weidmann Plastics Technology Ag Determination of a surface temperature of a cooling body
US20110101555A1 (en) * 2008-04-14 2011-05-05 University Of Massachusetts Lowell Methods for forming injected molded parts and in-mold sensors therefor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009001682A1 (en) 2010-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009001682B4 (en) Method for controlling an injection molding process
DE102015107024B3 (en) Determining process parameter values in an injection molding process
DE102015117237B3 (en) Method for determining a real volume of an injection-moldable mass in an injection molding process
DE102020107463A1 (en) INJECTION MOLDING SYSTEM, MOLDING CONDITIONS CORRECTION SYSTEM AND INJECTION MOLDING METHOD
EP3057760B1 (en) Method for evaluating process characteristics of injection-molding tools
DE102011102313A1 (en) Control device for electrical operated injection molding machine, has reference value calculating unit computing value obtained from parts of screw retreat amount and screw rotation amount as plasticizing rate reference value
EP0776752B1 (en) Method of blow moulding and hollow thermoplastic articles
EP3291959A1 (en) Determining and displaying process parameter values in an injection molding process
WO2011006704A1 (en) Device and method for producing thick-walled plastic molded parts having reduced shrinkage sites by injection molding or embossing
DE202007018847U1 (en) Device for producing thick-walled optical plastic molded parts and thick-walled optical plastic molded part
DE102010042759B4 (en) Process for the production of plastic molded parts
DE102006027028A1 (en) Plastic shaped part production monitoring method, involves producing plastic shaped part in tool, and recording produced plastic shaped part by thermal image camera after removal of plastic shaped part from tool
DE102014014231A1 (en) Method for determining a setpoint for a setting parameter
EP0784535B1 (en) Method of influencing machine setting values and device for carrying out the method
DE19522361B4 (en) injection molding
EP3710223B1 (en) Method for controlling a machine for processing plastics
WO2004058476A2 (en) Method for controlling the production of injection molded parts
DE3524310C1 (en) Processes and devices for controlled injection molding on different plastic injection molding machines with the same molded part properties and the same masses
EP3687762B1 (en) Process for manufacturing of hollow plastic containers
DE3927995A1 (en) METHOD FOR CONTROLLING THE REPRINTING PHASE IN INJECTION MOLDING THERMOPLASTIC PLASTICS
DE102022102395A1 (en) Method and device for reducing the post-processing effort on master mold cavities before they are used in series production
EP3526006A1 (en) Method for monitoring a film quality and film machine
EP1768830B1 (en) Temperature-dependent demolding
AT520845B1 (en) Method of setting an initial condition for molding process conditions
DE3138432A1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR OPTIMIZING AN INJECTION MOLDING PROCESS

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130527

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final