Urządzenia do produkcji i kontroli filamentów

Urządzenia do produkcji i kontroli filamentu SiTech3D są przeznaczone do budowy nowych stanowisk oraz rozbudowy i modernizacji istniejących linii filamentowych. Pozwalają rozwijać konkretny etap procesu – od wytłaczania materiału po ciągłą kontrolę geometrii i jakości gotowego filamentu – bez konieczności wymiany całej instalacji.

W tej grupie znajdują się wyspecjalizowana wytłaczarka jednoślimakowa LE-1SF 32 mm oraz bezkontaktowy system pomiarowy EdgeMetric 360. Oba urządzenia mogą pracować jako elementy kompletnych linii SiTech3D, ale mogą być również integrowane z istniejącymi urządzeniami i automatyką użytkownika.

Dobór rozwiązania zależy od materiału, wymaganej wydajności, parametrów filamentu oraz od tego, który fragment procesu wymaga poprawy, rozbudowy lub dokładniejszej kontroli.

Modernizacja linii do produkcji filamemtów

Inwestycja w produkcję filamentu może wymagać budowy nowej kompletnej linii. W istniejącym procesie ograniczenie może występować tylko w jednym miejscu: podczas uplastyczniania i wytłaczania materiału, stabilizacji przepływu stopu albo kontroli geometrii gotowego filamentu.

W takim przypadku właściwym rozwiązaniem może być modernizacja konkretnego etapu procesu. Wytłaczarka lub system pomiarowy mogą zostać dobrane do istniejącego układu chłodzenia, odciągu, nawijania oraz automatyki stanowiska.

Takie podejście pozwala rozwijać linię etapami i skoncentrować inwestycję tam, gdzie rzeczywiście występuje ograniczenie wydajności, stabilności procesu lub jakości produktu.

Jeżeli projekt wymaga zaprojektowania całego ciągu technologicznego – od dozowania materiału po nawijanie gotowego filamentu – zobacz kompletne linie produkcyjne filamentów SiTech3D.

Wytłaczarka do filamentu LE-1SF 32 mm

Stabilność wymiarowa filamentu zaczyna się znacznie wcześniej niż na stanowisku pomiarowym. Zmiany dozowania, warunków uplastyczniania, temperatury, ciśnienia lub wydatku stopu mogą być przenoszone na kolejne etapy procesu i ujawniać się jako zmiany geometrii gotowego produktu.

LE-1SF 32 mm jest wyspecjalizowaną wytłaczarką jednoślimakową opracowaną dla procesów filamentowych. Może współpracować z układami dozowania oraz pompą stopionego tworzywa, a konfiguracja układu uplastyczniającego może być dobierana do przetwarzanego materiału i charakteru procesu.

Istotnym elementem konstrukcji jest również dostęp do układu uplastyczniającego. Cylinder może być obracany w poziomie w lewo lub w prawo, co ułatwia dostęp do ślimaka, czyszczenie i przezbrajanie urządzenia. Pompa stopu może być odsuwana na prowadnicach, dzięki czemu również ten obszar procesu pozostaje dostępny podczas obsługi.

Rozwiązania te mają szczególne znaczenie przy częstych zmianach materiału, koloru lub formulacji. LE-1SF 32 mm może być stosowana zarówno jako element nowej linii, jak i jako modernizacja istniejącej sekcji wytłaczarskiej.

Kontrola filamentu inline – EdgeMetric 360

Kontrola okresowo pobieranych próbek pokazuje jedynie wybrane fragmenty produkcji. Lokalny defekt może wystąpić pomiędzy kolejnymi pomiarami, a prawidłowa wartość średnia nie wyklucza owalizacji, przewężenia, zgrubienia lub innej lokalnej zmiany geometrii filamentu.

EdgeMetric 360 jest bezkontaktowym systemem pomiarowym przeznaczonym do ciągłej kontroli geometrii filamentu bezpośrednio podczas produkcji. W zależności od konfiguracji pomiar może być realizowany w jednej, dwóch lub trzech osiach.

System może kontrolować nie tylko średnicę, ale również owalizację i niekołowość przekroju, wartości minimalne i maksymalne oraz lokalne zgrubienia i przewężenia. Dzięki temu pomiar dostarcza informacji zarówno o jakości gotowego produktu, jak i o zmianach stabilności całego procesu.

Od pomiaru średnicy do informacji o jakości szpuli

W produkcji filamentu sama chwilowa wartość średnicy nie zawsze wystarcza do pełnej oceny jakości. Istotne jest również określenie, gdzie na długości produktu wystąpiło odchylenie i której szpuli ono dotyczy.

EdgeMetric 360 może zostać rozbudowany o funkcje rejestracji i identyfikowalności danych. Moduł SpoolTrace umożliwia przypisanie wyników pomiarów do konkretnej szpuli oraz określonego miejsca na długości filamentu. Pozwala to tworzyć historię jakości produktu i lokalizować wykryte odchylenia.

W zależności od konfiguracji dane pomiarowe mogą być wykorzystywane do wizualizacji, raportowania, współpracy z PLC, bazą danych lub systemem MES. Kontrola inline może dzięki temu stać się elementem dokumentacji jakości produktu, a nie tylko bieżącym wskazaniem na ekranie operatora.

Pomiar jakości a regulacja procesu

Warto rozdzielić dwie funkcje: pomiar geometrii produktu oraz automatyczną korektę procesu. Sam pomiar inline dostarcza informacji o średnicy, geometrii i przekroczeniach tolerancji, ale nie oznacza automatycznie pracy w zamkniętej pętli regulacji.

W odpowiednio skonfigurowanej linii dane pomiarowe mogą zostać wykorzystane przez system sterowania do korekty wybranych parametrów procesu, na przykład prędkości odciągu. Funkcja ta może być włączana lub wyłączana zależnie od sposobu prowadzenia procesu.

Zakres integracji dobierany jest indywidualnie. EdgeMetric 360 może więc pracować jako niezależny system kontroli jakości albo jako element bardziej rozbudowanego układu automatyzacji linii.

Produkcja i kontrola jakości jako jeden proces

System pomiarowy może wykryć zmianę geometrii filamentu, ale jej źródło może znajdować się wcześniej – w dozowaniu, uplastycznianiu, przepływie stopu, formowaniu, chłodzeniu lub odciągu. Z kolei stabilna praca wytłaczarki nie eliminuje potrzeby kontroli zmian powstających w dalszej części linii.

Dlatego podczas modernizacji stanowiska należy analizować nie tylko pojedyncze urządzenie, lecz również jego miejsce w całym ciągu technologicznym:

dozowanie → wytłaczanie → stabilizacja przepływu → formowanie → chłodzenie → pomiar → odciąg → buforowanie → nawijanie

Taka analiza pozwala ustalić, który element rzeczywiście ogranicza wydajność, stabilność procesu lub jakość filamentu i czy potrzebna jest wymiana pojedynczego urządzenia, rozbudowa automatyki czy modernizacja większej części linii.

Integracja z nową lub istniejącą linią

Samodzielne urządzenie powinno być dobrane nie tylko pod względem parametrów technicznych, ale również sposobu współpracy z pozostałą częścią instalacji. Przy modernizacji należy uwzględnić geometrię stanowiska, właściwości materiału, prędkość prowadzenia filamentu, dostępne sygnały oraz architekturę sterowania.

Integracja może obejmować połączenia mechaniczne, wymianę sygnałów procesowych, komunikację pomiędzy urządzeniami, wizualizację parametrów, alarmy, rejestrację danych oraz współpracę z systemami nadrzędnymi.

W SiTech3D indywidualizacji może podlegać nie tylko konfiguracja mechaniczna urządzeń, ale również sposób pomiaru, sterowania, współpracy urządzeń i rejestracji danych. Oprogramowanie stanowiska może zostać dostosowane do konkretnego procesu i sposobu prowadzenia produkcji lub badań przez użytkownika.

Urządzenie samodzielne czy kompletna linia?

• LE-1SF 32 mm – gdy potrzebna jest nowa lub modernizowana sekcja wytłaczania przeznaczona do procesu filamentowego,
• EdgeMetric 360 – gdy celem jest ciągła kontrola geometrii filamentu, wykrywanie lokalnych odchyleń i rozwój dokumentacji jakości produktu,
• kompletna linia produkcyjna – gdy w jednym projekcie trzeba dobrać wytłaczanie, formowanie, chłodzenie, pomiar, odciąg, buforowanie, nawijanie i automatykę.

Do prac nad nowymi materiałami, formulacjami i procesem na mniejszej skali dostępne są również linie laboratoryjne do badań materiałów na filamenty.

Dobór urządzenia do procesu filamentowego

Do wstępnego doboru rozwiązania warto określić przetwarzany materiał, średnicę i tolerancję filamentu, wymaganą wydajność, obecną konfigurację linii oraz problem, który ma zostać rozwiązany.

W przypadku modernizacji pomocne są również informacje o zastosowanej wytłaczarce, sposobie formowania i chłodzenia filamentu, prędkości linii, odciągu, systemie nawijania oraz dostępnych możliwościach komunikacji ze sterowaniem.

Na tej podstawie można określić, czy właściwym rozwiązaniem będzie pojedyncze urządzenie, integracja dodatkowego systemu pomiarowego czy modernizacja większego fragmentu procesu.