Quality Engineering 01.2023

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SPECIAL » Medizintechnik Nicht nur die Spritzgießmaschine, sondern die gesamte Produktionszelle gilt es datentechnisch im Blick zu behalten. Neben Assistenzsystemen der Maschinenhersteller bieten sich dafür auch Software-Plattformen wie etwa Detact von Symate an, die die Daten sammeln und mit Hilfe künstlicher Intelligenz analysieren. Bild: Symate technik sehen wir das Potenzial selbst regelnder Spritzgießmaschinen vor allem in der sehr hohen Reproduzierbarkeit in Bezug auf die Teilequalität. Durch die Selbstregelung könnte man im Bereich der Gesamtanlageneffektivität (OEE) und der Materialeffizienz zusätzliche Effizienzsteigerungen erzielen und den Auswirkungen des Fachkräftemangels so zusätzlich entgegenwirken.“ Dabei sei das reine Sammeln von Daten im Sinne einer Dokumentation wenig zielführend, so Juhrisch, denn die Daten würden erst dann wirklich nutzbar, wenn sie ein ‚Gesicht‘ erhielten, das heißt analysiert, ausgewertet und in Bezug auf prozessüberzu begegnen“, ist sich auch Ypsomed-Experte Widmer sicher. Mehr noch: „Die intelligente, sich selbst regelnde Spritzgießmaschine muss nicht nur für die Medizintechnik, sondern für die gesamte Kunststoffindustrie das Ziel sein. Damit wird nicht nur die Produktivität gesteigert, sondern auch eine ressourcenschonende Herstellung ermöglicht. Wenn wenig bis kein Ausschuss generiert wird, schont das die Umwelt durch den reduzierten Einsatz von Energie und Material doppelt.“ Das bestätigt auch Symate-Geschäftsführer Juhrisch: „In der Medizin- Spritzgießsimulation in der Maschine Bild: Arburg Damit Erkenntnisse aus der Simulation von Spritzgießprozessen an der Maschine nicht ungenutzt bleiben, haben Arburg und Engel Lösungen entwickelt. Engels Lösung Sim Link lässt sich mit Simulationsprogrammen von Autodesk (Moldflow) und Simcon (Cadmould) nutzen. Auch Arburg arbeitet mit Simcon zusammen. Das Ziel sind optimierte Füllsimulationen: Dabei ist über Varimos, ein Plug-in zur Variantenanalyse für die Simula tionssoftware Cadmould, und den AXW Control Fillassist von Arburg die Simula - tion und die Gestica-Steuerung vernetzt und integriert. Statt Variante für Variante manuell einzurichten, bekommt Varimos mitgeteilt, welche Variablen in welchen Grenzen variiert werden sollen, etwa Wandstärken, Anschnittpositionen oder Einspritzparameter. Basierend darauf erstellt Varimos automatisch geeignete Simulationsvarianten, spielt sie mit hoher Geschwindigkeit gleichzeitig durch Die integrierte Füllsimulation sorgt für eine höhere Teilequalität und verbesserte Spritzgießprozesse. und extrahiert Erkenntnisse über die Simulationen hinweg. Durch die parallele Betrachtung mehrerer Varianten kann sich die Auslegung von Formteil und Werkzeug von Wochen auf wenige Tage verkürzen. Ein weiteres Resultat ist ein kompletter Simulationsdatensatz, der unter anderem einen ersten Ausgangspunkt für die Maschinenparameter beinhaltet. Die Ergebnisse lassen sich digitalisiert und damit papierlos an die Maschine übertragen und für die Werkzeugabmusterung nutzen. 30 Quality Engineering » 01 | 2023

greifende Wechselwirkungen interpretiert würden – zum Beispiel mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML). KI hilft, alle Parameter besser verstehen „KI und ML bieten die Chance, verschiedene Kombinationen von Parametern und deren Einfluss bei Veränderung auf das Spritzgussteil selbstständig zu verstehen“, sagt auch Ypsomed-Manager Widmer. „Das ermöglicht, die Anlage bei Maßänderungen oder optischen Auffälligkeiten innerhalb der validierten Toleranzen so zu steuern, dass die Teile wieder toleranzmittig hergestellt werden.“ Aktuell laufen nach seinen Aussagen bei Ypsomed interne Projekte zur Umsetzung von KI und maschinellem Lernen im Spritzguss. „Doch neben den technischen Anforderungen sehen wir auch Herausforderungen bei der Validierung solcher adaptiver Prozesse“, so Widmer weiter. Generell sieht er, dass durch eine exakte Validierung die Wertschöpfung in der Produktion gesteigert wird: „Die Investition in die Qualifizierung beziehungsweise Validierung zahlt sich in höherer Produktivität aus. Die geforderten Anforderungen werden daher auch in Zukunft weiterhin klar steigen.“ „Durch die strenger werdenden rechtlichen Grundlagen und die infolge der zunehmenden Digitalisierung größer werdenden Möglichkeiten, nimmt der Umfang der Validierung eher zu als ab“, betont auch Gerald Plöchl, Project Engineer im Bereich Medical beim Spritzgießmaschinenbauer Wittmann Battenfeld. „Das bedeutet nicht zwingend, dass der dahinterstehende Aufwand tatsächlich steigt. Zukünftige Anwendungen werden wie in anderen Bereichen etwa durch KI zunehmend selbstständiger arbeiten und somit entlastend auf das Personal wirken.“ KI könnte Hindernis für die Prozessvalidierung sein Doch wie lassen sich intelligente Assistenzsysteme, die KI oder ML nutzen, in die Validierungsstrategie einbinden? „Solche Lösungen werden von den Kunden oft als Blackbox eingestuft, doch diese Blackbox ist für die Validierungsstrategie nicht relevant“, argumentiert Engel-Experte Lhota. „Der Spritzgießer muss im Grunde nur die Eingangsgrößen und die Stellgrößen des Algorithmus kennen. IQ Weight Control zum Beispiel greift auf die Stellgrößen Nachdruckhöhe und Umschaltzeitpunkt zu. Dafür muss der Kunde die untere und obere Grenze ermitteln – und mehr muss er nicht wissen.“ Allerdings, so gibt auch Lhota zu: „Je mächtiger die KI-basierten Systeme in der Spritzgießmaschine werden und in die Prozesse eingreifen, desto eher werden sie zur Herausforderung für die Validierung.“ Webhinweis Ein Interview mit Oliver Widmer, Leiter Production Technologie bei Ypsomed, zur Rolle von digitalen Assistenzsystemen auf Spritzgießmaschinen des Medizintechnikherstellers und von künstlicher Intelligenz lesen Sie bei unserer Schwesterzeitschrift Medizin&Technik. Widmer sagt darin: „Unser Ziel ist die intelligente Spritzgießmaschine.“ http://hier.pro/ axXMh Jetzt Aussteller werden 07.-10.03.2023 Internationaler Messeverbund Intec – Internationale Fachmesse für Werkzeugmaschinen, Fertigungs- und Automatisierungstechnik, www.messe-intec.de Z – Internationale Zuliefermesse für Teile, Komponenten, Module und Technologien, www.zuliefermesse.de GrindTec – Internationale Fachmesse für Werkzeugbearbeitung und Werkzeugschleifen, www.grindtec.de Quality Engineering » 01 | 2023 31