כך נראית הזרקה חכמה והדירה של חומרים ממוחזרים במכונות ARBURG

לקראת תערוכת ה-K, מתכוונת ARBURG להציג סל פתרונות חומרה ותוכנה מרשימים לחומרים ממוחזרים. במוקד: פונקציות השליטה והבקרה הדיגיטליות שלה, כגון Recyclate Pilot

תמונה 1: פתרונות ARBURG כוללים ברגים בעלי גאומטריה עם כריכות עמוקות וציפוי כרום ניטריד (CrN).

נושא הקיימות צפוי לעמוד במוקד תערוכת K 2025 הקרובה, שתתקיים תחת הסלוגן "כוחו של הפלסטיק – ירוק. חכם. אחראי." ואין זה מפתיע, שכן האחריות הסביבתית עומדת בראש סדר היום של ממשלות, חברות, ועדות, יוזמות ותנועות רבות הפועלות כיום בעולם – גם כאשר התועלת הכלכלית אינה ברורה או מיידית.

אחת החברות בתעשייה שמובילות מהפך זה היא ARBURG: "גם אנחנו מאמינים בכוחו של הפלסטיק תחת שמירה על אחריות סביבתית, ואנחנו מתמחים בפיתוח פתרונות ברי קיימא", מציין ד"ר כריסטוף שומאכר, סגן הנשיא לשיווק גלובלי של החברה. לקראת התערוכה הקרובה, נסקור את הפתרונות הללו מקרוב.

אתגר עיבוד החומרים הממוחזרים

כשמדברים על קיימות, אי אפשר להתעלם מאתגר מהותי בעיבוד חומרים ממוחזרים: כיצד מעבדים חומרים שתכונותיהם – איכות, צבע, ריח, צמיגות, תכונות מכאניות, צורת וגודל החלקיק – לא אחידות ועלולות להשתנות ממחזור למחזור ומאצווה לאצווה. הם גם מכילים זיהומים כגון אבק וחלקיקים המקשים על העיבוד.

יש לזכור כי גם בתנאים אידיאליים, ייצור הדיר ואיכותי במכונת ההזרקה הוא אתגר של ממש עבור כל מוצר. עם זאת, כאשר אנו מדברים על ייצור הדיר ואיכותי של חומרים ממוחזרים, הן לאחר שימוש צרכני (PIR) והן לאחר שימוש תעשייתי (PIR), האתגר מתעצם אף יותר. למשימה זאת פיתחה ARBURG "טייס אוטומטי"על מנת לייצב את תהליך הייצור באופן משמעותי.

פתרונות התוכנה והחומרה של ARBURG

תמונה 2: ReferencePilot מנטרת בזמן אמת את פרופיל לחץ ההחזקה (תמונה שמאלית, עקומה ירוקה). פרופיל לחץ של מוצר תקין משמש כערך ייחוס נומינלי (תמונה ימנית, עקומה צהובה).

חברת ARBURG מציעה חבילת פתרונות חומרה ותוכנה המסייעת גם בעיבוד יעיל של חומרים ממוחזרים. חבילה זו כוללת מגוון פתרונות תוכנה, המתאימות לשתי מערכות הבקרה Gestica ו-Selogica. בין השאר, היא מציעה תוכנות בקרה כגון "aXw Control RecyclatePilot", "aXw Control ReferencePilot" ו-"aXw Control ScrewPilot". תוכנות אלו יודעות לנטר את אי הרציפות המאפיין חומרים ממוחזרים, ולייצב את תהליך ההזרקה לקבלת מוצרים איכותיים והדירים.

כמובן, אחד האתגרים הגדולים ביותר בשימוש בחומרים ממוחזרים הוא כאשר החומרים לא מגורענים, ומגיעים למכונת ההזרקה מיד לאחר גריסה. השוני הגדול בצורת וגודל החלקים מהווה מכשול משמעותי. על מנת להתגבר על אתגר זה, מציעה ARBURG חבילת חומרה בדמות ברגים בגיאומטריית High Compression (HC), שלהם אזור הזנה עמוק יותר, וחריצים העוזרים לייצור היתך הומוגני במיוחד. בנוסף, הברגים הם בעלי ציפוי CrN המונע היווצרות משקעים, ושומר על הבורג משחיקה הנוצרת כתוצאה מחומרים זרים או קשים בחומר הממוחזר.

פונקציית aXw ScrewPilot – מילוי תבנית מדויק וחזרתי

הבסיס לאיכות עקבית של מוצר הוא מילוי מובלעות התבנית באופן מדויק וחזרתי בין מחזורי הזרקה. לטובת זה פיתחה ARBURG את פונקציית ScrewPilot, השומרת על אחידות בפרופיל מילוי החלל בתבנית על בסיס פרופיל מהירויות ההזרקה שהוגדרו מראש – זאת למרות השינויים בתכונות ההיתך של חומרים ממוחזרים.

ניתן להשוות את הפונקציה לעוזר נהג אלקטרוני ברכב: אם תנועת הבורג סוטה מהמהירות המתוכנתת בשל גורמים מפריעים, כמו שינויים בצמיגות ההיתך, המערכת מבצעת תיקון אקטיבי שמבטיח שהמרחק עדיין יכוסה במסגרת הזמן שהוקצה, על מנת לשמור על קצב מילוי תבנית אחיד. האצה ובלימה דינמיות מפצות על השוני בתכונות ההיתך כך שכמות זהה שלו מוזרם לחלל התבנית, זאת כאמור על פי פרופיל המהירויות שהוגדר מראש.

פונקציית aXw ReferencePilot – ניטור פרופיל הלחץ העוקב על ידי שימוש בחיישן לחץ בתבנית

שלב הלחץ העוקב הוא משמעותי מאד לאיכות המוצר המוזרק. לכאורה, השלב הוא מבוקר לחץ, ועם פרמטרים הנקבעים מראש על ידי טכנאי. עם זאת, במהלך ייצור שוטף אין כל התייחסות להשפעות בטווח הקצר, כמו שינויים בצמיגות ההיתך, ולהשפעות בטווח הארוך, כמו שחיקה של הפרפר או רכיבים מכניים אחרים במכונה. כל אלו משפיעים בסוף על לחץ ההיתך בתבנית, ועקב כך על איכות המוצר המוזרק.

בדיוק לשם כך פיתחה ARBURG, כבר בשנת 1988, פונקציה שהתפתחה עם התפתחות הטכנולוגיה, וברבות השנים נקראה ReferencePilot. הפונקציה מנטרת בזמן אמת את פרופיל הלחץ העוקב בעזרת חיישן לחץ הממוקם בחלל התבנית, קרוב ככל האפשר לכניסת החומר. בהתבסס על כך, היא משתמשת בגרף ייחוס שהוקלט בייצור מוצר איכותי ותקין, ומשנה את ערכי הלחץ העוקב על מנת לעקוב אחרי הגרף הזה בכל מוצר מוזרק.  יש לזכור שחיישנים אלה דורשים כיול תקופתי על מנת לספק נתונים אמינים.

התוצאה היא מוצרים אחידים ובאיכות גבוהה, עם צמצום משמעותי של פחת – וכל זאת ללא התערבות המפעיל. אם נחזור להקבלה לעולם הנהיגה, מדובר פה על נהיגה אוטונומית: גם כשיש GPS והמסלול מוגדר מראש, הרכב זקוק לחיישנים פעילים נוספים כדי להימנע ממכשולים בדרך. הפונקציה זמינה בכל מכונות Allrounder החשמליות וההיברידיות.

פונקציית aXw RecyclatePilot– שליטה בשלבי ההזרקה

אלטרנטיבה נוספת היא פונקציית aXw Recyclate Pilot, השולטת על תהליכי ההזרקה השונים ללא שימוש  בחיישנים חיצוניים, על ידי שימוש בנתונים המתקבלים מחיישני המכונה הסטנדרטיים, הדורשים כיול רק כל כמה שנים.

התפעול פשוט – טכנאי ההזרקה מבצע את תפקידו ומכוון את המכונה לייצור המוצר המיטבי. מחזור הייחוס הזה מוזן למכונה בפקודה אחת, ופקודה נוספת מפעילה את ה-aXw Recyclate Pilot. מרגע זה,המכונה מנטרת שינויים בתהליך ביחס למחזור הייחוס, ומבצעת שינויים בתוך מחזור ההזרקה על מנת לשמור על קצב מילוי אחיד של חלל התבנית. באם יש צורך, הפונקציה משנה את נקודת המעבר, ואף את המנה – כל זאת בתוך כל מחזור ומחזור של הזרקה. התוצאה היא מוצר הדיר ואיכותי יותר בכל מחזור ייצור.

ומה המסקנה הסופית?

מחשב המכונה והתוכנה היא המוח של תהליך ההזרקה. בשימוש חכם ביכולות התוכנה והחומרה, ניתן להגיע לייצור הדיר ואיכותי באופן מתמשך. התוכנה והחומרה החכמים עושים עבודה מצוינת גם במחזורי ייצור ארוכים. הם מייצרים מוצרים איכותיים באחוזים גבוהים בהרבה מאשר כאשר לא משתמשים בטכנולוגיה. עם זאת, יש גבול לכמה איכות המוצר יכולה להישאר אחידה. חומר ממוחזר באיכות נמוכה המשתנה באופן קיצוני עדיין יאתגר את יכולות הטכנולוגיה. וכמובן, כמו בכל תחום בחיינו, בזמן שאנו מדברים מפותחות טכנולוגיות עתידיות שמשתמשות ביכולות AI על מנת להגיע לתוצאות עוד יותר טובות. נצפה להמשך בכיליון עיניים.

למידע נוסף:

SU-PAD, איציק חרש, 052-357-5499, [email protected]