Vitrine technologique à l'occasion du 10e anniversaire de Wittmann Battenfeld

En juin, plus de 1400 invités de 48 pays ont assisté aux deux jours de célébration de l'acquisition de Battenfeld par Wittmann pour former Wittmann Battenfeld, une société avec un portefeuille unique allant des machines de moulage par injection et des robots aux refroidisseurs, TCU, sécheurs, mélangeurs, chargeurs de trémie, et granulateurs. Organisé au siège de l'entreprise à Kottingbrunn, en Autriche, l'événement a été l'occasion de présenter les installations de production de machines nouvellement agrandies et réaménagées ainsi qu'un certain nombre de développements les plus récents de l'entreprise et certains sont encore en cours. Parmi ces derniers figurait un aperçu d'un projet de recherche en cours sur le « moulage par injection autonome du futur », basé sur une machine qui effectue son propre contrôle qualité en ligne et s'ajuste en conséquence, le tout sans intervention.

À une époque où les constructeurs de machines et leurs clients déplorent les longs délais de livraison, Wittmann Battenfeld a présenté son vaste programme de nouvelles constructions et de rénovations dans ses installations du monde entier. Cela comprenait deux agrandissements l'année dernière, totalisant 23 130 pi ² d'un nouvel espace de production et la construction d'un nouveau centre technologique de développement, qui devait être achevé cet été. Les rénovations de cette année visant à rationaliser la production comprennent la mise en œuvre d'une chaîne de production cadencée de presses tout-électriques EcoPower et servohydrauliques SmartPower jusqu'à 400 tonnes métriques, complétant l'utilisation précédente de cette approche pour des machines jusqu'à 180 m.t. D'autres rénovations cette année incluent la production à la chaîne d'unités d'injection et l'extension de la zone de production de grandes machines MacroPower de sept à 12 stations d'assemblage.

Et depuis début 2018, Wittmann Battenfeld a ajouté un code QR à la plaque d'identification de chaque machine, qui peut être scanné par les techniciens de service pour récupérer toutes les données sur les tests de production de l'unité, le démarrage et les travaux de service depuis la livraison de l'usine.

Les futurs travaux prévus à Kottinbrunn comprennent un nouvel immeuble de bureaux de trois étages (28 000 pi ² ) pour les services d'ingénierie, de contrôle de la production, de qualité et du personnel, dont l'achèvement est prévu en juin prochain ; et un nouveau centre logistique de production (32 275 pi ² ) pour les machines verticales et spéciales, à terminer en juin 2020.

EXPANSION DES LIGNES DE MACHINES

Comme indiqué dans Démarrage de juillet, Wittmann Battenfeld (bureau américain à Torrington, Connecticut) a annoncé plusieurs nouveaux modèles de machines d'injection, dont certains ont été présentés lors de l'événement de juin. Il s'agit notamment d'un modèle SmartPower plus grand, de 400 mètres de long, plus tard cette année; et un deuxième modèle plus grand (500 m.t.) de presse tout électrique à grande vitesse EcoPower Xpress pour l'emballage et d'autres pièces à paroi mince. Il a fonctionné à Kottingbrunn dans le moulage de seaux en PP de 2,8 L avec IML enveloppant dans un moule à quatre empreintes en 7,95 s. Plus tard cette année, la société prévoit d'ajouter également des modèles plus petits (160, 210 et 300 m) et une unité encore plus grande de 650 m suivra.

En plus de sa gamme de grandes machines, la société a présenté sa première presse MacroPower Combimould à deux composants de 2000 m (le premier modèle monocomposant de 2000 m a été construit plus tôt cette année). Le système a été conçu pour BSH Home Appliances en Allemagne afin de mouler un panneau de porte intérieur de réfrigérateur en PP qui serait normalement thermoformé. La pièce de 750 g (brevetée) n'a que 0,8 mm d'épaisseur et mesure environ 1120 × 512 mm. Il est commandé séquentiellement par vannes via 21 buses.

Wittmann Battenfeld a également présenté sa première table rotative servocommandée de 2000 mm sur un MacroPower 1300 à deux composants.

Peut-être que la star du spectacle était un 160 m.t. prototype d'une toute nouvelle série de machines verticales servohydrauliques VPower qui ira de 120 à 300 m.t. et devrait être mis en vente en octobre. Une caractéristique clé de cette machine est sa faible hauteur de travail ergonomique d'un peu moins de 1 mètre, contre 1,2 à 1,3 m pour les modèles précédents. Le passage de trois tirants à deux est également important, ce qui laisse le centre du plateau tournant (servo-électrique, diamètre 1300 à 2000 mm) libre pour l'alimentation centrale des médias via un raccord oscillant ou rotatif.

Les autres caractéristiques comprennent la convertibilité de l'unité d'injection de la verticale à l'horizontale et vice versa ; vitesses de serrage élevées (300 mm/sec); et une pince conçue pour une répartition uniforme de la force dans le moule.

Wittmann Battenfeld a également présenté de nouveaux robots et auxiliaires. Des modèles plus grands et plus petits ont été ajoutés à sa gamme de servo-robots économiques Primus (rapportés dans Keeping Up du mois dernier). Et la société a introduit de nouveaux récepteurs de trémie « Feedmax basic » et des granulateurs sans écran S-Max (voir la section Maintien en place de septembre).

MACHINES INTELLIGENTES ET USINES INTELLIGENTES

Comme on pouvait s'y attendre, l'Industrie 4.0 était un sujet fréquent lors de l'événement anniversaire. L'orateur principal était le Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp, professeur à l'Institut d'informatique de fabrication de l'Université d'Augsbourg, en Allemagne, et président de l'Institut de recherche Fraunhofer ICGV pour la technologie de moulage, de composites et de traitement à Augsbourg. Il a parlé de « les données comme la matière première du 21e siècle ». Il a expliqué que "les produits intelligents génèrent des données pendant la production et l'utilisation" et a prédit "le développement de nouveaux modèles commerciaux en analysant les données accumulées pour l'optimisation". Il a également déclaré que « la maintenance prédictive sera la prochaine étape des systèmes d'auto-apprentissage ».

L'approche de Wittmann Battenfeld en matière de maintenance prédictive, qu'il appelle CMS (Condition Monitoring System), est un élément clé de son programme Wittmann 4.0. CMS a été présenté lors de l'événement de juin sur la nouvelle machine EcoPower Xpress 500. Parmi les nombreux paramètres surveillés par le système figuraient la température, le niveau, l'humidité et le nombre de particules de l'huile; qualité, débit et température de l'eau; et la pression de la pompe hydraulique, les vibrations et les fuites d'huile (avec codage couleur des conditions acceptables/non acceptables).

La course, les vibrations et le couple de dosage de l'unité d'injection ont également été surveillés (obtenus en surveillant le couple de la pointe de la vis et la vitesse d'avancement). Sur la pince, des capteurs surveillaient l'étirement, la course et les vibrations de la barre de liaison du plateau mobile et du cadre. Des capteurs dans la boîte de vitesses mesurent la contamination dans les engrenages pour déterminer quand l'huile de graissage doit être changée. Et l'armoire électrique comportait des capteurs de température, d'humidité et de débit d'air, ainsi que des détecteurs de fumée et la confirmation des connexions correctes à l'alimentation et au contrôleur B8. La consommation d'énergie globale ainsi que la température et l'humidité ambiantes ont également été surveillées.

Pour n'importe lequel de ces paramètres, l'utilisateur peut inspecter un graphique des lectures au fil du temps et zoomer sur n'importe quelle période d'intérêt. De plus, des limites bonnes/mauvaises peuvent être affectées aux variables surveillées, et ces limites peuvent être définies spécifiquement pour des travaux de moulage particuliers.

Le contrôle centralisé de tous les composants d'une cellule de travail est une caractéristique importante de Wittmann 4.0. Une nouvelle fonctionnalité logicielle en cours de développement est la fiche technique des moules numériques, dans laquelle la configuration d'un travail de moulage générera une liste des équipements auxiliaires précis (refroidisseur, sécheur, mélangeur, etc.) requis pour ce travail.

La coordination des auxiliaires connectés à une commande de machine Wittmann Battenfeld B8, ainsi que la communication automatique des données de production, de processus et de qualité à un système informatique central MES (Wittmann travaille avec MPDV en Europe, IQMS en Amérique du Nord) contribuent à la tendance croissante à l'individualisation production, « personnalisation de masse » comme certains l'appellent. Cela a été démontré lors de l'événement de juin dans la production de cintres utilisant la technologie d'assistance au gaz Airmould de Wittmann Battenfeld. Après démoulage par un robot W918 avec un nouveau poignet servo, le cintre en polycarbonate a été présenté à une imprimante numérique à jet d'encre montée sur la poutre horizontale du robot. Lorsque le robot déplace la pièce devant la buse de l'imprimante, l'impression s'effectue « à la volée » à une vitesse coordonnée avec la vitesse du robot. Lors de la journée portes ouvertes, les cintres ont été imprimés sur commande avec les noms des visiteurs. Dans la production réelle, ils pourraient être imprimés avec des numéros de lot ou de série sous forme de codes-barres ou de codes QR. Il peut s'agir de numéros de série consécutifs ou attribués par des générateurs aléatoires. Toutes les données de qualité pertinentes associées à la production de ce cintre spécifique sont stockées dans l'ordinateur central et peuvent être disponibles à tout moment pendant la période de garantie ou la durée de vie de la pièce.

Les « usines intelligentes » de l'Industrie 4.0 ont besoin de machines intelligentes contrôlées par des logiciels intelligents. Lors de l'événement anniversaire, Wittmann Battenfeld a révélé l'évolution continue de sa suite HiQ de packages de commandes en option pour rendre les machines plus autorégulées. L'un des packages existants est HiQ Melt, qui mesure le travail d'entraînement requis (couple de vis) pendant le dosage. Il détecte ainsi les changements de viscosité dus à l'incorporation de variations de recyclage ou de lot à lot dans les résines vierges.

Un autre package existant est HiQ Flow, qui mesure la viscosité du matériau au moyen du travail pendant l'injection. Il ajuste le niveau de haute pression ou le point de commutation, ou les deux, pendant le tir pour effectuer une correction du même cycle. Alors que le logiciel nécessite actuellement quelques coups pour déterminer le facteur de correction de viscosité par essais et erreurs, Wittmann Battenfeld développe une amélioration pour définir automatiquement le facteur de correction.

Un nouvel ajout à la série est le dosage HiQ, qui permet une fermeture positive du clapet anti-retour au moyen d'un mouvement de vis spécifique avant l'injection. Cela sert à assurer une taille de tir uniforme.

MOULAGE AUTONOME PAR INJECTION

Le potentiel pour une machine d'injection d'effectuer sa propre évaluation de la qualité en temps réel et de corriger son processus sans intervention humaine ni tests de CQ post-moulage a été présenté par le Dr Gerald R. Berger, Asst. professeur à l'Institut de moulage par injection de polymères de l'Université de Leoben, Autriche ; et par le Dr Dieter P. Gruber, chef du groupe de recherche sur la vision robotique et l'intelligence artificielle au Polymer Competence Center Leoben dans la même ville. Les deux venaient de démarrer un projet de recherche de trois ans sur le « Contrôle de la qualité en ligne dans le moulage par injection » (InQCIM), financé par 1 million d'euros apporté par l'Agence autrichienne de promotion de la recherche (FFG) et des partenaires industriels tels que Wittmann Battenfeld, qui fait également don d'une machine tout électrique EcoPower 110 au projet.

Les autres partenaires de ce projet incluent l'Institut de recherche sur les technologies de production et la technologie laser haute puissance (IFT) de l'Université de technologie de Vienne (TU Wien), ainsi que des fournisseurs automobiles allemands et autrichiens comme Mahle Filtersysteme, le fabricant autrichien de quincaillerie pour meubles Julius Blum. , et le mouleur autrichien sur mesure/captif Miraplast.

L'objectif du moulage par injection autonome, selon Berger et Gruber, est de reproduire à chaque coup les conditions de pression, de température et de vitesse de la masse fondue par rapport au temps et à la position dans le cycle de moulage. Cela doit être fait en surveillant en continu la pression, la température et la vitesse de fusion dans la cavité ainsi que la température de la paroi du moule. Le concept fondamental du projet de moulage autonome est de faire d'un « moule intelligent » le maître du processus grâce à des communications bidirectionnelles avec la presse à injecter et les équipements périphériques. En d'autres termes, le moule instrumenté indique à la machine d'injection les corrections de processus à effectuer.

L'un des objectifs du projet est d'aborder la qualité de surface des pièces moulées (éviers, lignes de soudure et marques d'écoulement (« tiger stripes ») - et de corréler ces facteurs avec les données du capteur de moule. Le travail initial utilisera une caméra pour inspecter les pièces, mais l'objectif final est de pouvoir prédire les défauts visuels à partir des données de moule.

L'une des innovations explorées par l'équipe du projet consiste à surveiller le moule uniquement avec un ensemble de capteurs acoustiques à l'extérieur du moule. Il s'agit d'une solution moins coûteuse et plus robuste que les capteurs dans le moule, selon Berger et Gruber. L'objectif initial est de pouvoir corriger le processus dans les deux prochains cycles après qu'un problème est détecté. Plus tard, les chercheurs espèrent corriger le processus au cours du même cycle et même envisager quatre ou cinq cycles pour prédire une erreur imminente, sur la base des tendances actuelles, et réagir avant qu'un problème de qualité ne se pose.

Pour y parvenir, les chercheurs doivent développer un système logiciel de détection et de classification des défauts (FDC) basé sur l'apprentissage automatique. Cela impliquera la formation d'un logiciel de réseau de neurones pour reconnaître quand et comment ajuster le processus. La première étape du projet de recherche consistera en des tests de conception d'expériences (DOE) pour corréler le poids, les dimensions, la qualité de surface et les performances mécaniques des pièces avec les données du capteur de moule.