Praxissemester, Bachelorarbeit oder Masterthesis - Ansatz für Sensorik und Regelung im Spritzgussprozess

RAFI entwickelt und produziert anspruchsvolle Kunststoffkomponenten und mechatronische Systeme. Das Produktspektrum ist dabei insbesondere durch eine hohe Variantenvielfalt, vergleichsweise geringe bis mittlere Stückzahlen sowie hohe Anforderungen an Qualität, Prozessstabilität und Rückverfolgbarkeit geprägt.

Moderne Sensorik- und Regelungssysteme bieten zunehmend die Möglichkeit, den Spritzgussprozess transparenter zu gestalten, Prozessabweichungen frühzeitig zu erkennen und die Qualität unmittelbar im Produktionsprozess abzusichern. Neben der Maschinen- und Prozessebene gewinnen insbesondere Sensorlösungen am und im Spritzgusswerkzeug sowie nachträglich integrierbare Systeme an Bedeutung.

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines auf das RAFI-Portfolio zugeschnittenen State-of-the-Art-Ansatzes für den Einsatz von Sensorik und Regelungstechnik im Spritzgussprozess.

Im Mittelpunkt stehen dabei Lösungen für ein Produktionsumfeld mit hoher Variantenvielfalt und eher kleinen bis mittleren Losgrößen. Auf Basis einer systematischen Analyse sollen geeignete Technologien, Einsatzfelder und Integrationsmöglichkeiten bewertet und konkrete Handlungsempfehlungen für RAFI abgeleitet werden.

• Erarbeitung des aktuellen Stands der Technik im Bereich Sensorik, Prozessüberwachung und Regelungstechnik im Kunststoffspritzguss
• Analyse geeigneter Technologien auf der Ebene Maschine und Prozess
• Untersuchung von Sensoriklösungen am Werkzeug, im Werkzeug und im Formeinsatz
• Bewertung nachträglich integrierbarer Sensor-, Überwachungs- und Regelsysteme
• Betrachtung relevanter Prozess- und Peripheriegrößen, beispielsweise:
  • Werkzeuginnendruck
  • Werkzeugwand- und Massetemperatur
  • Durchfluss, Druck und Temperatur der Werkzeugtemperierung
  • Schließkraft und Werkzeugbewegungen
  • Materialzustand und Materialfeuchte
  • Dosier-, Einspritz- und Nachdruckverhalten
  • Energie- und Medienverbrauch
• Untersuchung der Schnittstellen zwischen Maschine, Peripherie, Prozessüberwachung und Werkzeug
• Bewertung von Möglichkeiten zur automatisierten Prozessregelung und Qualitätsprognose
• Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen des RAFI-Produktportfolios, insbesondere:
  • High Mix / Low Volume
  • häufige Produkt- und Werkzeugwechsel
  • unterschiedliche Automatisierungsgrade
  • bestehende Maschinen und Werkzeuge
  • Wirtschaftlichkeit bei kleinen und mittleren Losgrößen
• Ableitung von Implikationen und Handlungsmaximen für zukünftige Maschinen-, Werkzeug- und Beschaffungsstrategien
• Entwicklung einer kriterienbasierten Entscheidungsmatrix zur Auswahl geeigneter Technologien und Einsatzfelder
• Auswahl und praktische Umsetzung geeigneter Pilotanwendungen
• Auswertung der Pilotversuche und Einholung von Feedback aus Produktion, Werkzeugbau, Qualität und Prozessentwicklung
• Erstellung einer konkreten Roadmap und Handlungsempfehlung für RAFI

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