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Für eine ressourcenschonende und zugleich wirtschaftliche Fertigung von Kunststoffbauteilen sind intelligente, automatisierte Prozesse entscheidend. Auf der Automatica 2025 zeigt das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Ober¬flächentechnik IST ein innovatives Sensorsystem, das Prozessdaten wie Temperatur und Druck in Echtzeit direkt im Werkzeug erfasst. Die verschleißfesten Dünnschichtsensoren und die Anbindung an maschinelle Lernverfahren ermöglichen eine präzise Überwachung, eine automatisierte Qualitätssicherung und eine nachhaltige Optimierung des Spritzgießprozesses.
Echtzeit-Datenerfassung durch sensorische Werkzeugeinleger
Im Kontext von Industrie 4.0 ist die genaue Erfassung und Überwachung relevanter Parameter wie Temperatur- und Druckverläufe im Kunststoffspritzguss essenziell. Das Fraunhofer IST stellt multifunktionale Dünnschichtsensoren vor, die direkt auf der Werkzeugoberfläche abgeschieden werden. Diese Sensoren ermöglichen eine ortsaufgelöste Echtzeit-Messung der Temperatur in den Hauptbelastungszonen des Spritzgießprozesses.
Ein Beispiel ist das am Fraunhofer IST entwickelte Dünnschichtsensorsystem, das auf einem austauschbaren Werkzeugeinsatz appliziert wurde. Mit 13 Messstellen bietet es eine umfassende Analyse der Fließfront. Die thermoresistiven Sensoren sind so angeordnet, dass sie die Bauteilgeometrie präzise abbilden.
Maschinelles Lernen für sofortige Prozessanpassungen
Durch eine speziell angepasste Elektronikeinheit werden die gesammelten Daten in Echtzeit ausgelesen und direkt verarbeitet. Mithilfe intelligenter Automation durch maschinelle Lernalgorithmen auf Edge-Geräten können Störungen und Schwachstellen sofort erkannt werden. Die Bauteilqualität wird zuverlässig bestimmt und als Farbsignal ausgegeben, noch bevor das Werkzeug nach dem Spritzvorgang wieder geöffnet wird. Dies ermöglicht eine zügige Umsetzung von Korrekturen und Anpassungen.
Nachhaltige Materialien und Prozessüberwachung
Aufgrund der hohen Verschleißbeständigkeit des Dünnschichtsystems ist auch die Überwachung von Prozessen mit hohem Glasfaser- und Rezyklat-Anteil möglich. Dies ist ein bedeutender Beitrag zur Nutzung nachhaltiger Materialien in der Produktion im Rahmen der Kreislaufwirtschaft.
Wie die Echtzeitdatenerfassung mit sensorischen Werkzeugeinlegern während des Spritzgießprozesses funktioniert, erfahren Sie auf der Automatica 2025. Besuchen Sie das Fraunhofer IST auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand im Bereich der Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduktion (Halle A4, Stand 319).
https://www.ist.fraunhofer.de/de/presse-publikationen/2025/innovative-duennschic...
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, all interested persons
Electrical engineering, Information technology, Materials sciences, Mechanical engineering
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Transfer of Science or Research
German
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