banner-image

Anwendungen

Anwendungen für die Welt Kunststoff: Blasformmaschine


Blasformmaschinen verarbeiten eine thermoplastische Schmelze zu einem Hohlkörper, indem ein extrudiertes Rohr (Parison) aufgeweitet und geformt wird.
Bei Kontinuierkopf-Maschinen wird die Masse direkt vom Extruder in den Kopf gefördert; die Schritte Blasen, Greifen, Schneiden, Aufblasen und Kühlen laufen im kontinuierlichen Zyklus ab.
Für große Volumen oder stärkere Wandstärken werden Akkumulationsköpfe eingesetzt, die große Materialmengen in kurzer Zeit freisetzen.
Kontinuierköpfe eignen sich typischerweise für Flaschen und Kanister bis ca. 10–15 Liter, während Akkumulatoranlagen auch Fässer und IBC-Behälter formen können. Die Produktqualität hängt maßgeblich ab von der thermischen Stabilität der Schmelze, dem Wanddickenprofil, der Synchronisation aller Achsen (Carriage, Werkzeug, Blowpin) und der Steuerung der Nachlaufstation (Entgraten, Dichtheitsprüfung).
Ein integriertes Steuerungssystem für Thermoregelung, Wanddickenprofil und hydraulische/servoelektrische Bewegungen sorgt für Wiederholgenauigkeit, kurze Zykluszeiten und minimalen Ausschuss – mit Rezepturverwaltung und erweiterter Diagnostik zur Maximierung des OEE.

Bedürfnisse:

Bedürfnis:

Steuerung des Blasformprozesses

Die Steuerung des Blasformprozesses erfordert ein komplexes Gleichgewicht zwischen Qualität und Geschwindigkeit, abhängig vom verwendeten Material und der Konstruktion des Produkts. Die Prozesssteuerung muss diese Eigenschaften berücksichtigen, um die verschiedenen elektrischen oder hydraulischen Antriebe zu bewegen und komplexe Rezepturen zu verwalten. Darüber hinaus muss die SPS schnelle Materialwechsel unterstützen, integrierte Diagnosefunktionen bieten und bei Abweichungen schnell reagieren können.

hotspot-image
G-Mation ist die Plattform für die vollständige, synchrone und integrierte Steuerung des Blasformprozesses. Das Herzstück des Systems ist die CPU G-Mation P6, ergänzt durch die Remotemodule G3 mit EtherCAT-Kommunikation. Die Temperaturregelung erfolgt über integrierte PID-Regler, ebenso wie die Steuerung der Antriebe. Die Bedienoberfläche wird über einen integrierten Webserver bereitgestellt und auf G-Mation W55 Browser-Panels angezeigt, die anpassbare Dashboards ermöglichen.
Hauptmerkmale:
  • Vorgefertigte, anpassbare Applikations-Templates;
  • Docker-Technologie für IoT-Dashboards, Predictive-Maintenance-Anwendungen und MES/ERP-Integration;
  • Offene Architektur, vorbereitet für Edge-Computing.

Bedürfnis:

Steuerung der Temperaturregelung des Extruders

Ein stabiles rheologisches Verhalten und die Maßhaltigkeit des Vorformlings werden durch eine schnelle und gleichmäßige Temperaturregelung entlang der Schneckenzonen erreicht. Das System muss auf Materialwechsel, Lastschwankungen und Umgebungsbedingungen reagieren und die Temperaturen in engen Toleranzen halten.
Unzureichende Thermoregelung führt zu Gewichtsschwankungen, Oberflächenfehlern oder Materialdegradation – mit negativen Auswirkungen auf die Prozesswiederholbarkeit.
hotspot-image
hotspot-image
1 - 2

Lösung:

Temperaturregelung von Gefran:

1850, GRP-H
Die Gefran-Technologie für die Extruderthermoregelung basiert auf Halbleiterrelais, PID-Reglern und Thermoelementen:
  • Jede Heizstelle wird in einem geschlossenen Regelkreis per PID gesteuert – entweder über das PLC oder über dedizierte Regler wie den 1850, der die Schmelztemperatur auf ±0,5 °C am Sollwert hält;
  • Das Halbleiterrelais GRP-H gewährleistet eine präzise Stromregelung bis 120 A;
  • IO-Link reduziert den I/O-Aufwand und ermöglicht integrierte Diagnose von Befehlen, Alarmen und Stromaufnahme.
Die Lösung ist skalierbar und kompatibel mit PLC-internen oder Remote-PID-Modulen.
Rezeptverwaltung und Trendaufzeichnung erleichtern schnelle Produktwechsel und die kontinuierliche Optimierung der Prozessqualität.

Bedürfnis:

Regelung des Wandstärkenprofils des Vorformlings

Das Wanddickenprofil beeinflusst maßgeblich die Bauteilqualität und die Prozesseffizienz.
Eine ungleichmäßige Materialverteilung führt zu Schwachstellen oder – umgekehrt – zu unnötigem Materialverbrauch.
Entscheidend ist die präzise und synchronisierte Steuerung der Position von Nadel oder Düsenring, abgestimmt mit Schneckendrehzahl und Blassequenz, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
hotspot-image
Der magnetostriktive Positionssensor WPA von Gefran nutzt die Hyperwave-Technologie, die eine Auflösung von bis zu 0,5 μm, hohe Linearität und völlige Kontaktlosigkeit zwischen Sensor und Cursor gewährleistet. Ideal für dynamische axiale Bewegungen wie die Steuerung von Nadel oder Düsenring.
Hauptmerkmale:
  • Einfache Montage dank Schwimmer-Cursor und eloxierter Aluminiumführung;
  • Hohe Messpräzision;
  • Analoge Ausgänge oder digitale Schnittstellen (CANopen, Real-Time Ethernet).

Bedürfnis:

Steuerung von Werkzeugöffnung und -schließung

Die Schließphase der Form ist kritisch: Sie muss präzise und mit der richtigen Kraft erfolgen, um Verbindungsfehler, Gratbildung und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Ein ungenaues Schließen kann zu Kollisionen, Verformungen oder einer verkürzten Lebensdauer der mechanischen Komponenten führen. Die Überwachung der Position und Geschwindigkeit der Bewegung ist für die Sicherheit und Qualität von entscheidender Bedeutung.

hotspot-image
Der magnetostriktive Positionssensor WPA-Sensor misst in Echtzeit die Position und Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeugs und ermöglicht sanftes Abbremsen und kontrollierte Bewegungen.
Durch seine berührungslose Technologie ist der Sensor verschleißfrei und besonders langlebig.
Hauptmerkmale:
  • Hohe Messgenauigkeit;
  • Analoge oder digitale Ausgänge (CANopen, Real-Time Ethernet);
  • IP67-Schutz und hohe mechanische Robustheit.

Bedürfnis:

Kontrolle der Position des Formträgerwagens

Der Schlitten muss sich synchron mit der Extrusion des Vorformlings bewegen, um Zugkräfte und Verformungen zu vermeiden. Eine falsche Position beeinträchtigt die Qualität des Teils und erhöht den Ausschuss. Darüber hinaus führt eine nicht optimierte Bewegung ohne Überwachung der Beschleunigungen zu einer Verlängerung des Zyklus und zu übermäßigen mechanischen Belastungen.

hotspot-image
Der magnetostriktive Positionssensor WPA liefert präzise Echtzeit-Informationen zu Position und Geschwindigkeit des Carriage, sodass ein exaktes Annähern an das Parison möglich wird – ohne mechanischen Verschleiß.
Hauptmerkmale:
  • Einfache Installation dank Führungsschiene;
  • Hohe Präzision;
  • Analoge oder digitale Schnittstellen (CANopen, Real-Time Ethernet).

Bedürfnis:

Kontrolle der Position der Blasdüse

Während des Blasvorgangs fährt die Nadel in das Werkzeug ein, um Druckluft einzublasen und den Vorformling an die Wände des Hohlraums anzupassen. Eine nicht ausgerichtete Einführung oder ein falscher Hub können das Schließen des Halses beeinträchtigen, Verformungen oder Undichtigkeiten verursachen. Außerdem kann ein zu schneller Absenkvorgang die Form oder das zu formende Teil beschädigen. Daher muss die Position der Düse während des gesamten Zyklus präzise gesteuert werden, synchron zum Schließen der Form und zur Blaszeit.

hotspot-image
Der magnetostriktive Positionssensor WPA wird mit einer Aluminiumstange am Maschinenkörper befestigt und der Cursor mit der Blasdüse verbunden, wodurch Position und Geschwindigkeit in Echtzeit erfasst werden.
Hauptmerkmale:
  • Einfache Installation mit Führungsschiene und Cursor;
  • Hohe Präzision;
  • Analoge oder digitale Ausgänge (CANopen, Real-Time Ethernet).

Bedürfnis:

Positionierung des Entnahmesystems / Greiferarms

Nach dem Blas- und Kühlvorgang muss das Teil synchron mit dem Maschinenzyklus aus der Form entnommen werden. Eine unkontrollierte Bewegung des Arms kann zu Kollisionen mit der Form oder anderen beweglichen Teilen führen und Stillstände, Beschädigungen oder Produktionsausfälle verursachen. Die genaue Steuerung der Position und Geschwindigkeit des Entnehmers ist daher unerlässlich, um die Zykluszeiten zu verkürzen, die Gesamteffizienz der Anlage aufrechtzuerhalten und die Unversehrtheit des Teils zu gewährleisten.

hotspot-image
Der magnetostriktive Positionssensor mit Hyperwave-Technologie WPP-A von Gefran wurde für dynamische und sich wiederholende Anwendungen wie automatische Entnahmesysteme entwickelt. Sein kompaktes Aluminiumprofil mit schwebendem Cursor eignet sich ideal für lineare Achsen und kartesische Systeme.
Hauptmerkmale:
  • Kontaktlose, driftfreie Messung bis zu 0,5 μm;
  • Analoge, CANopen- oder Real-Time-Ethernet-Ausgänge;
  • IP67-Schutz, hohe mechanische Robustheit.

Bedürfnis:

Überwachung des Filterwechseldrucks

Der Filter schützt die Matrize vor Verunreinigungen in der Schmelze und verhindert, dass diese im Produkt verbleiben. Mit zunehmender Verstopfung steigt der Eingangsdruck, was die Produktqualität beeinträchtigen oder sogar die Maschine beschädigen kann.
Die kontinuierliche Druckmessung vor und nach dem Filter ermöglicht die Berechnung des Differenzdrucks und das Auslösen von Alarmen für manuelle oder automatische Filterwechsel.
hotspot-image
Für eine präzise und zuverlässige Überwachung des Drucks vor und nach dem Filter bietet Gefran den Schmelzedrucksensor der Serie Impact an , der sich ideal für hohe Temperaturen (bis zu 350 °C), raue Umgebungen oder die Verarbeitung von gefüllten Polymeren eignet.
Hauptmerkmale:
  • Bis zu 15-fach verstärkte Membran, völlig fluidfrei;
  • Hohe Verschleiß- und Stoßfestigkeit, thermische Stabilität <1 % FS (20–350 °C);
  • IEPLc-Version mit elektrischem Ausgang und PLc-Zertifizierung für Sicherheitssteuerungen.

Bedürfnis:

Überwachung der Schmelzetemperatur und -druck

Die Temperatur und der tatsächliche Druck des geschmolzenen Polymers sind kritische Parameter im Extrusionsprozess, da sie die Viskosität des Materials und seine endgültigen mechanischen und optischen Eigenschaften direkt beeinflussen. Die Messung der Temperatur in direktem Kontakt mit der Schmelze anstelle der Zylinderoberfläche ermöglicht eine genauere Darstellung der tatsächlichen Prozessbedingungen und bietet in Kombination mit der kontinuierlichen Druckmessung einen erheblichen Vorteil bei der rheologischen Steuerung.

hotspot-image
Gefran bietet eine integrierte Lösung für die Druck- und Temperaturregelung von geschmolzenem Polymer, die die Präzision der Schmelzedrucksensoren der Serie Impact mit der Zuverlässigkeit der Thermoelemente TC kombiniert.
Thermoelemente TCM:
  • Edelstahl- oder Hastelloy-Schutzrohr für hochkorrosive Polymere;
  • Direkte Schmelzetemperaturmessung;
  • Typ K (NiCr–NiAl) bis 850 °C, schnelle Reaktion;
  • Typ J (Fe–CuNi) bis 400 °C.
Impact-Schmelzedrucksensoren:
  • Fluidfreie Technologie, thermische Stabilität <1 % FS bis 350 °C;
  • Erhältlich in IEPLc-Version für sicherheitsrelevante Steuerungen;
Kombiniert ermöglichen beide Sensortypen eine kompakte Installation, hervorragende Langzeitstabilität und ein vollständiges Bild der Schmelzeigenschaften.

Das Funktionsprinzip:

Das Thermoplast-Granulat wird im Extruder plastifiziert; anschließend gelangt die Schmelze in den Extrusionskopf, wo ein röhrenförmiger Vorformling mit variabler Wandstärke entsteht.
Die Wandstärke wird durch Steuerung des Düsenringspalts entlang der Achse nach einem vordefinierten Profil moduliert.
Eine Klemme und das Werkzeugschließen fixieren den Vorfromling, der oben abgetrennt und unten verschweißt wird, um die Abdichtung zu erzeugen.
Der Schlitten transportiert die Form dann zur Blasstation, wo der Blasstift die Prozessluft einleitet: Der Vorformling dehnt sich aus, legt sich an die Werkzeugkontur an und kühlt ab, bis sich die finale Geometrie stabil ist. Zu den Hilfssystemen können gehören z.B. gesteuerte Luftsignale zum Offenhalten des Schlauches, eventuell Venturi-Vakuum und Werkzeugsicherheitsvorrichtungen. Nachgeschaltete Stationen übernehmen die
Entgratung, zusätzliche Kühlung, Dichtheitsprüfung bei niedrigem Druck und das Ausschleusen des guten/fehlerhaften Teils. Die Synchronisation zwischen Schneckendrehzahl,Wanddickenprofil,Formzeiten und Hilfsfunktionen ist unerlässlich, um das Nenngewicht und die korrekte Materialverteilung an den kritischen Stellen (Schulter, Griff, Gewinde, Boden) zu gewährleisten .

Anforderungen und Technologie:

Im Blasformprozess ist die integrierte Kontrolle aller Maschinenparameter unerlässlich, um hochwertige Behälter herzustellen, Ausschuss zu reduzieren und eine konstant hohe Produktivität sicherzustellen.
Die Anwendung erfordert eine Automatisierungsplattform, die in der Lage ist, die Temperaturregelung, die Achsenbewegung und den Prozessdruck synchron steuern kann und sich schnell an Material- und Formatänderungen anpassen kann .
Eine präzise Thermoregelung von Extruder und Kopf gewährleistet eine stabile Schmelze und einen gleichmäßigen Vorformling. Die Wanddickenregelung setzt hochauflösende Positionsmessungen voraus.
Ebenso müssen die Bewegungen von Schlitten, Blowpin und Entnahmegreifer kontinuierlich überwacht werden, um korrekte Ausrichtung, kurze Zykluszeiten und maximale Sicherheit sicherzustellen.
Die Integration von Positionssensoren, Druckmessumformern und Temperaturregelungslösungen von Gefran in eine einheitliche G-Mation-Architektur bietet hohe Zuverlässigkeit, erweiterte Diagnostik und Flexibilität – ideal für Predictive Maintenance und zur kontinuierlichen Leistungsoptimierung der Maschine.
Gefran bietet eine umfassende Palette an Steuerungsplattformen, Druck- und Positionssensoren sowie modularen Lösungen, die sich leicht in jede Anlage integrieren lassen, um Effizienz, Sicherheit und konstante Qualität im Blasformprozess zu gewährleisten .

Empfohlene Produkte Kunststoff: Blasformmaschine