EP0982089A1 - Process for die-casting or thixoforming control - Google Patents
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- EP0982089A1 EP0982089A1 EP98810846A EP98810846A EP0982089A1 EP 0982089 A1 EP0982089 A1 EP 0982089A1 EP 98810846 A EP98810846 A EP 98810846A EP 98810846 A EP98810846 A EP 98810846A EP 0982089 A1 EP0982089 A1 EP 0982089A1
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Definitions
- the invention relates to a method for process monitoring in die casting or thixoforms of metals in a vacuum in a mold.
- the invention has for its object a method of the aforementioned To create the way with which the production of die-cast and thixoform parts continuously and reliably monitored under production conditions can be.
- the temporal course leads to the achievement of the object according to the invention the temperature is continuously measured at at least one point in the system and by means of a program the temperature curve of the system in Real time is calculated, and that from the temperature curve of the system the temporal course of the heat flow and from the heat flow the temporal Course of the energy of the system and the amount of heat of solidification of the in the shape of solidified metal is calculated, at a specified time calculated values can be used as characteristic values for monitoring.
- the amount of heat per unit time between the metal to be cast and exchanging the mold halves determines the rate of solidification of the part produced by die casting or thixoforming. Since the Characteristics of this exchange directly the mechanical properties of the die-cast or thixiform part is the monitoring of Solidification of the metal in the form to maintain a high quality standard indispensable.
- the detection of the amount of solidification heat dissipated via the mold enables it u.a. determine whether the solidification is completely within the shape takes place whether pre-solidification occurs or what liquid-solid ratio is present in a thixomaterial.
- the amount of latent heat depends on the liquid metal content Filling the mold cavity.
- the amount of dispensed over the mold halves latent heat in turn depends on the metal to be cast or on the alloy used and can further by the temperature of the mold or the mold halves, by the pressure exerted, by the piston speed as well as the thickness of the lubricant layer.
- the heat exchange that occurs during the various phases of solidification takes place is calculated using a program.
- the calculations lie Based on temperature measurements on the mold, preferably the temperature measured in the mold wall and the temporal course of the temperature is calculated on the shaping surface of the mold.
- the program takes into account inverse heat conduction and calculates the temperature in real time the shaping surface of the mold halves and the heat exchange between the solidifying metal and the shape. With those arranged in this way Temperature sensors can ensure the uniformity of the cooling process and the thermal equilibrium on the mold surface in the different successive phases of casting and cooling in Be monitored in real time. The sensors are therefore preferred in places arranged where the thermal equilibrium and solidification are good too are recorded.
- a characteristic value for the amount of solidification heat dissipated at a specified time is preferably between about 20% and 100%, in particular between about 50% and 100% of the maximum amount of solidification heat.
- the time course of the Heat exchange coefficients can be calculated.
- the one at a particular Time calculated value for the heat exchange coefficient e.g. the maximum values in the solidification or cooling phase, or also the entire curve, can be used as additional parameters.
- the time course of the solidification length can be derived from the time course of the temperature be calculated.
- the solidification length is that of Mold surface understood from the measured thickness of the solidified metal.
- the solidification length calculated at a specified time can be used as a further additional length Characteristic value can be used.
- the calculated or measured characteristic values can be used for process monitoring are compared as actual values with corresponding target values, whereby it can be provided that in the event of an impermissibly large deviation of the actual values an alarm is triggered by the setpoints within a tolerance range and if the tolerance range of the die casting or thixoforming process is exceeded is interrupted.
- the setpoint for the amount of solidification heat removed is, for example given as the mean with a standard deviation.
- the standard deviation can be set as the first tolerance limit, for example Exceeded by the actual value triggers an alarm.
- a particularly interesting field of application of the method lies in Die casting and thixoforming, in particular of aluminum and magnesium alloys, for example for the production of safety components for the Automotive industry.
- the examination results shown in FIG. 8 show that with the monitoring method according to the invention with regard to the solidification process a high quality standard can be achieved. Deviations are displayed immediately online. The calculated values can, for example via a RS232 interface to a programmable machine, which controls the die casting machine. The data are checked, if necessary displayed and finally archived. Fall the calculated Values for the amount of solidification in the tolerance range R, see above an alarm can be triggered directly by the machine. With more deviating Values that fall within the range S can, for example, be automatic Production stop can be triggered.
- Process monitoring can be carried out at various points in the mold halves Temperature sensors are arranged. The calculations are preferred carried out individually for the individual temperature sensors and also individually recorded as monitoring results. In this way it is possible to locate specific production problems on the mold. The recorded Monitoring results are conveniently archived and can later be used, for example, to prove the production quality of a particular Die-cast or thixiform part can be used.
- a die casting system 10 has a filling chamber 12 with a filling chamber cavity 14 on. That from a furnace 18 via a feed line 20 for everyone Shot in the filling chamber cavity 14 filled with liquid metal a piston 16 via a sprue 22 from the filling chamber cavity 14 in one of a fixed mold half 24 and a movable mold half 26 formed mold cavity 28 shot.
- the mold cavity 28 has one or more ventilation channels 30 which possibly combined into a collecting channel.
- a control insert 32 with a control pin 34 arranged in the fixed Mold half 24 .
- the control bolt 34 has a locking head 36 for opening or closing the ventilation channel 30.
- the shift of the Control bolt 34 is carried out by means of an actuating cylinder 38. When this is done The mold is filled via the locking head 36 of the control bolt 34 the ventilation channel 30 is closed at the end of the mold cavity 28.
- a vacuum line 40 connects to the control insert 32 Valves 42 connected to a vacuum container, not shown in the drawing is. Before the metal is shot into the mold cavity 28 this evacuates and the time course of the pressure in the mold cavity 28 over a pressure sensor 44 connected into the vacuum line 40 is measured.
- Temperature sensors are located at different points in the two mold halves 24, 26 46 arranged. Not shown in the drawing is one with the Mold cavity related probe to measure relative Humidity.
- the temperature sensors 46, the pressure sensor 44 and the one not shown Probe for measuring the relative humidity are connected to a program-controlled Computer 48 connected.
- This computer transfers the measured and calculated parameters to a data acquisition device 50 for monitoring and archiving.
- the triggering of an alarm or a production stop if tolerance values for individual or all characteristic values are exceeded takes place directly on the computer.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prozessüberwachung beim Druckgiessen oder Thixoformen von Metallen im Vakuum in einer Form.The invention relates to a method for process monitoring in die casting or thixoforms of metals in a vacuum in a mold.
Von der Automobilindustrie werden immer höhere Anforderungen an die Toleranzen und an die mechanischen Eigenschaften von Druckguss- und Thixoformteilen gestellt. Zur Erzielung dieser hohen Qualitätsanforderungen ist eine möglichst vollständige Überwachung der Verfahrensparameter sowie deren Reproduzierbarkeit von grosser Bedeutung. Ein wesentlicher Faktor, der direkt die mechanischen Eigenschaften eines durch Druckgiessen oder Thixoformen hergestellten Teiles bestimmt, ist der Erstarrungsverlauf des Metalls in der Form.The automotive industry is placing increasing demands on tolerances and the mechanical properties of die cast and thixiform parts posed. To achieve these high quality requirements is one monitoring the process parameters and their parameters as completely as possible Reproducibility is of great importance. An essential factor that is direct the mechanical properties of a die casting or thixoforming manufactured part is determined, the solidification course of the metal in the Shape.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Herstellung von Druckguss- und Thixoformteilen unter Produktionsbedingungen kontinuierlich und zuverlässig überwacht werden kann.The invention has for its object a method of the aforementioned To create the way with which the production of die-cast and thixoform parts continuously and reliably monitored under production conditions can be.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass der zeitliche Verlauf der Temperatur an mindestens einer Stelle des Systems kontinuierlich gemessen und mittels eines Programmes der Temperaturverlauf des Systems in Echtzeit berechnet wird, und dass aus dem Temperaturverlauf des Systems der zeitliche Verlauf des Wärmeflusses und aus dem Wärmefluss der zeitliche Verlauf der Energie des Systems sowie der Erstarrungswärmemenge des in der Form erstarrten Metalls berechnet wird, wobei zu einem festgelegten Zeitpunkt berechnete Werte als Kennwerte für die Überwachung verwendet werden. The temporal course leads to the achievement of the object according to the invention the temperature is continuously measured at at least one point in the system and by means of a program the temperature curve of the system in Real time is calculated, and that from the temperature curve of the system the temporal course of the heat flow and from the heat flow the temporal Course of the energy of the system and the amount of heat of solidification of the in the shape of solidified metal is calculated, at a specified time calculated values can be used as characteristic values for monitoring.
Die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit zwischen dem zu vergiessenden Metall und den Formhälften ausgetauscht wird, bestimmt die Erstarrungsgeschwindigkeit des durch Druckgiessen oder Thixoformen hergestellten Teiles. Da die Charakteristiken dieses Austausches direkt die mechanischen Eigenschaften des Druckguss- oder Thixoformteiles mitbestimmen, ist die Überwachung der Erstarrung des Metalls in der Form zur Einhaltung eines hohen Qualitätsstandards unabdingbar.The amount of heat per unit time between the metal to be cast and exchanging the mold halves determines the rate of solidification of the part produced by die casting or thixoforming. Since the Characteristics of this exchange directly the mechanical properties of the die-cast or thixiform part is the monitoring of Solidification of the metal in the form to maintain a high quality standard indispensable.
Die Erfassung der über die Form abgeführten Erstarrungswärmemenge ermöglicht es u.a. festzustellen, ob die Erstarrung vollständig innerhalb der Form stattfindet, ob Vorerstarrungen auftreten oder welches Flüssig-Fest-Verhältnis in einem Thixomaterial vorliegt.The detection of the amount of solidification heat dissipated via the mold enables it u.a. determine whether the solidification is completely within the shape takes place whether pre-solidification occurs or what liquid-solid ratio is present in a thixomaterial.
Ein überwiegender Teil der Wärme, die während der Erstarrung ausgetauscht wird, stammt von der beim Erstarren frei werdenden latenten Wärme. Die Menge der latenten Wärme hängt ihrerseits stark vom Flüssigmetallanteil beim Füllen des Formhohlraumes ab. Die Menge der über die Formhälften abgegebenen latenten Wärme hängt wiederum vom zu vergiessenden Metall bzw. von der eingesetzten Legierung ab und kann weiter durch die Temperatur der Form bzw. der Formhälften, durch den ausgeübten Druck, durch die Kolbengeschwindigkeit sowie durch die Dicke der Schmiermittelschicht beeinflusst werden.Most of the heat exchanged during solidification comes from the latent heat released during solidification. The The amount of latent heat depends on the liquid metal content Filling the mold cavity. The amount of dispensed over the mold halves latent heat in turn depends on the metal to be cast or on the alloy used and can further by the temperature of the mold or the mold halves, by the pressure exerted, by the piston speed as well as the thickness of the lubricant layer.
Der Wärmeaustausch, der während den verschiedenen Phasen der Erstarrung stattfindet, wird mit Hilfe eines Programmes berechnet. Den Berechnungen liegen Temperaturmessungen an der Form zugrunde, wobei bevorzugt die Temperatur in der Formwand gemessen und der zeitliche Verlauf der Temperatur an der formgebenden Oberfläche der Form berechnet wird. Hierzu werden Sensoren verwendet, die in der Formwand der Formhälften in einem Abstand von beispielsweise 1 mm zur Oberfläche befestigt sind. Das Programm berücksichtigt die inverse Wärmeleitung und berechnet in Echtzeit die Temperatur an der formgebenden Oberfläche der Formhälften und den Wärmeaustausch zwischen dem erstarrenden Metall und der Form. Mit den in dieser Weise angeordneten Temperatursensoren kann die Gleichmässigkeit des Abkühlvorganges und das thermische Gleichgewicht an der Formoberfläche bei den verschiedenen aufeinanderfolgenden Phasen des Giessens und der Abkühlung in Echtzeit überwacht werden. Die Sensoren werden deshalb bevorzugt an Stellen angeordnet, wo das thermische Gleichgewicht und die Erstarrung gut zu erfassen sind.The heat exchange that occurs during the various phases of solidification takes place is calculated using a program. The calculations lie Based on temperature measurements on the mold, preferably the temperature measured in the mold wall and the temporal course of the temperature is calculated on the shaping surface of the mold. To do this Sensors used in the mold wall of the mold halves at a distance of, for example, 1 mm to the surface. The program takes into account inverse heat conduction and calculates the temperature in real time the shaping surface of the mold halves and the heat exchange between the solidifying metal and the shape. With those arranged in this way Temperature sensors can ensure the uniformity of the cooling process and the thermal equilibrium on the mold surface in the different successive phases of casting and cooling in Be monitored in real time. The sensors are therefore preferred in places arranged where the thermal equilibrium and solidification are good too are recorded.
Ein Kennwert für die zu einer festgelegten Zeit abgeführte Erstarrungswärmemenge liegt bevorzugt zwischen etwa 20% und 100%, insbesondere zwischen etwa 50% und 100% der maximalen Erstarrungswärmemenge.A characteristic value for the amount of solidification heat dissipated at a specified time is preferably between about 20% and 100%, in particular between about 50% and 100% of the maximum amount of solidification heat.
In der Praxis hat es sich als zweckmässig herausgestellt, als Kennwert beim Druckgiessen die Erstarrungswärmemenge bei einer festgelegten Zeit von 0.1 bis 2 s, vorzugsweise 0.3 bis 0.8 s und insbesondere etwa 0.5 s zu berechnen.In practice, it has proven to be useful as a characteristic value for Die casting the amount of solidification heat at a fixed time of 0.1 up to 2 s, preferably 0.3 to 0.8 s and in particular about 0.5 s.
Als weiterer Kennwert kann die unmittelbar vor jedem Schuss für die Formoberfläche berechnete Temperatur verwendet werden.As a further characteristic value, it can be used immediately before each shot for the mold surface calculated temperature can be used.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Temperatur kann der zeitliche Verlauf des Wärmeaustauschkoeffizienten berechnet werden. Der bei einer bestimmten Zeit berechnete Wert für den Wärmeaustauschkoeffizienten, z.B. die Maximalwerte in der Erstarrung- oder in der Kühlphase, oder auch der gesamte Kurvenverlauf, können als weitere zusätzliche Kennwerte verwendet werden.From the time course of the temperature, the time course of the Heat exchange coefficients can be calculated. The one at a particular Time calculated value for the heat exchange coefficient, e.g. the maximum values in the solidification or cooling phase, or also the entire curve, can be used as additional parameters.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Energie des Systems kann die Differenz zwischen den Energiewerten zu Beginn der Formfüllung bei aufeinanderfolgenden Schüssen ebenfalls als zusätzlicher weiterer Kennwert dienen. From the time course of the energy of the system, the difference between the energy values at the beginning of the mold filling for successive Shots also serve as an additional characteristic.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Temperatur kann der zeitliche Verlauf der Erstarrungslänge berechnet werden. Unter Erstarrungslänge wird die von der Formoberfläche aus gemessene Dicke des erstarrten Metalls verstanden. Die zu einer festgelegten Zeit berechnete Erstarrungslänge kann als weiterer zusätzlicher Kennwert verwendet werden.The time course of the solidification length can be derived from the time course of the temperature be calculated. The solidification length is that of Mold surface understood from the measured thickness of the solidified metal. The The solidification length calculated at a specified time can be used as a further additional length Characteristic value can be used.
Weitere mögliche Kennwerte sind der minimale Druck, der aus der Messung des zeitlichen Verlaufs des Druckes im Formhohlraum bestimmt wird, sowie die unmittelbar vor einem Schuss im Formhohlraum gemessene minimale relative Feuchtigkeit.Other possible characteristic values are the minimum pressure that results from the measurement the time course of the pressure in the mold cavity is determined, and the minimal relative measured immediately before a shot in the mold cavity Humidity.
Zur Prozessüberwachung können die berechneten oder gemessenen Kennwerte als Istwerte mit entsprechenden Sollwerten verglichen werden, wobei vorgesehen sein kann, dass bei unzulässig starker Abweichung der Istwerte von den Sollwerten innerhalb eines Toleranzbereiches ein Alarm ausgelöst und bei Überschreiten des Toleranzbereiches der Druckgiess- oder Thixoformvorgang unterbrochen wird.The calculated or measured characteristic values can be used for process monitoring are compared as actual values with corresponding target values, whereby it can be provided that in the event of an impermissibly large deviation of the actual values an alarm is triggered by the setpoints within a tolerance range and if the tolerance range of the die casting or thixoforming process is exceeded is interrupted.
Der Sollwert für die abgeführte Erstarrungswärmemenge wird beispielsweise als Mittelwert mit einer Standardabweichung angegeben. Die Standardabweichung kann beispielsweise als erste Toleranzgrenze festgelegt werden, deren Überschreiten durch den Istwert einen Alarm auslöst.The setpoint for the amount of solidification heat removed is, for example given as the mean with a standard deviation. The standard deviation can be set as the first tolerance limit, for example Exceeded by the actual value triggers an alarm.
Die Einhaltung der Kennwerte führt zu einem gleichmässig hohen Qualitätsstandard. Abweichungen der lstwerte von den Sollwerten werden in Echtzeit erfasst, so dass entsprechende Korrekturmassnahmen rasch durchgeführt werden können.Compliance with the characteristic values leads to a consistently high quality standard. The actual values deviate from the target values in real time recorded so that appropriate corrective action can be taken quickly can be.
Ein besonderes interessantes Anwendungsgebiet des Verfahrens liegt beim Druckgiessen und Thixoformen insbesondere von Aluminium- und Magnesiumlegierungen, beispielsweise zur Herstellung von Sicherheitsbauteilen für die Fahrzeugindustrie.A particularly interesting field of application of the method lies in Die casting and thixoforming, in particular of aluminum and magnesium alloys, for example for the production of safety components for the Automotive industry.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Versuchsergebnissen am Beispiel des Druckgiessens sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
- Fig. 1 den zeitlichen Verlauf des Wärmeflusses;
- Fig. 2 den zeitlichen Temperaturverlauf während eines Druckgiesszyklus;
- Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Energie während eines Druckgiesszyklus;
- Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der Erstarrungswärmemenge im Bereich A von Fig. 2;
- Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Temperatur bei der Abkühlung der Form im Bereich B von Fig. 2;
- Fig. 6 den zeitlichen Verlauf des Wärmeaustauschkoeffizienten bei der Abkühlung der Form im Bereich B von Fig. 2;
- Fig. 7 den zeitlichen Verlauf des Drucks im Formhohlraum;
- Fig. 8 die Erstarrungswärmemenge als Kennwert für drei verschiedene Aluminiumlegierungen bei zunehmender Schusszahl;
- Fig. 9 eine Druckgiessanlage mit Prozessüberwachung.
- 1 shows the time course of the heat flow;
- 2 shows the temperature profile over time during a die casting cycle;
- 3 shows the time course of the energy during a die casting cycle;
- 4 shows the time course of the amount of solidification heat in area A of FIG. 2;
- 5 shows the time course of the temperature when the mold is cooled in area B of FIG. 2;
- FIG. 6 shows the course over time of the heat exchange coefficient during the cooling of the mold in region B of FIG. 2;
- 7 shows the time course of the pressure in the mold cavity;
- 8 shows the amount of solidification heat as a characteristic value for three different aluminum alloys with increasing number of shots;
- 9 shows a die casting system with process monitoring.
In den Fig. 1 bis 7 ist der zeitliche Verlauf der von einem programmgesteuerten Rechner aufgrund der Temperatur- und Druckmessungen berechneten Parameter dargestellt. Es bedeuten:
- t
- Zeit
- T0
- berechnete Temperatur an der formgebenden Oberfläche
- T
- gemessene Temperatur in der Formwand, 1 mm unter der Oberfläche
- Tv
- Oberflächentemperatur der Form unmittelbar vor dem Schuss
- U
- Energie
- ΔU
- Energiedifferenz zwischen Beginn der Formfüllung und nach Abkühlung der Form
- UE
- Erstarrungswärmemenge
- UE1s,i
- Soll- bzw. Istwert der Erstarrungswärmemenge bei der Zeit t1 = 0.5 s
- W
- Wärmefluss
- h
- Wärmeaustauschkoeffizient
- p
- Druck im Formhohlraum
- rH
- relative Feuchtigkeit im Formhohlraum
- n
- Schusszahl
- t
- time
- T 0
- calculated temperature on the forming surface
- T
- measured temperature in the mold wall, 1 mm below the surface
- T v
- Surface temperature of the mold immediately before the shot
- U
- energy
- ΔU
- Energy difference between the start of mold filling and after the mold has cooled
- U E
- Amount of solidification heat
- U E1s, i
- Set or actual value of the amount of solidification heat at time t 1 = 0.5 s
- W
- Heat flow
- H
- Heat exchange coefficient
- p
- Pressure in the mold cavity
- rH
- relative humidity in the mold cavity
- n
- Number of shots
Fig. 8 zeigt das Ergebnis einer Versuchsreihe mit drei verschiedenen Aluminiumlegierungen.
Es wurden 128 gleiche Teile auf derselben Druckgussmaschine
gegossen, nämlich 79 Teile aus der Legierung 1, 35 Teile aus der Legierung
2 und 14 Teile aus der Legierung 3. In der Darstellung ist der Sollwert
für die zur Zeit t1 = 0.5 s abgeführte Erstarrungswärmemenge UE1s als Mittelwert
mit der Standardabweichung eingezeichnet. Die Standardabweichung definiert
einen ersten Grenzwert, der mit einem zweiten Grenzwert einen Toleranzbereich
R einschliesst. Der zweite Grenzwert grenzt den Toleranzbereich
R gegen den Fehlerbereich S ab. Fallen zwei aufeinanderfolgende Istwerte UE1i
für die Erstarrungswärmemenge in den Toleranzbereich R, wie dies bei den
Schüssen 76 bis 79 (Bereich X) der Fall ist, so wird ein Alarm ausgelöst und
die entsprechende Korrektur eingeleitet. Im Fall der Schüsse im Bereich X --diese
zeigen einen zu hohen Wert UE1i -- war die Oberflächentemperatur Tv der
Form unmittelbar vor dem Schuss um etwa 30°C tiefer als der Mittelwert der
vorangehenden Schüsse. Für die Schüsse 123 bis 125 (Bereich Y) lagen die
lstwerte UE1i für die abgeführte Erstarrungswärmemenge im Fehlerbereich S.
Der Grund war eine zu tiefe Schmelzetemperatur, was zu Vorerstarrungen
ausserhalb der Form und in der Folge zu einem niedrigeren Wert für die in der
Form abgeführte Erstarrungswärmemenge führte. In diesem Fall ist ein Produktionsunterbruch
und die Durchführung von Korrekturmassnahmen angezeigt. 8 shows the result of a series of tests with three different aluminum alloys. 128 identical parts were cast on the same die casting machine, namely 79 parts made of
Die in Fig. 8 gezeigten Untersuchungsergebnisse lassen erkennen, dass mit dem erfindungsgemässen Überwachungsverfahren bezüglich des Erstarrungsvorganges ein hoher Qualitätsstandard erreicht werden kann. Abweichungen werden unmittelbar online angezeigt. Die berechneten Werte können beispielsweise über eine RS232-Schnittstelle an einen programmierbaren Automaten, der die Druckgussmaschine steuert, weitergegeben werden. Die Daten werden kontrolliert, ggf. angezeigt und schliesslich archiviert. Fallen die berechneten Werte für die Erstarrungswärmemenge in den Toleranzbereich R, so kann vom Automaten direkt ein Alarm ausgelöst werden. Bei stärker abweichenden Werten, die in den Bereich S fallen, kann beispielsweise ein automatischer Produktionsstopp ausgelöst werden.The examination results shown in FIG. 8 show that with the monitoring method according to the invention with regard to the solidification process a high quality standard can be achieved. Deviations are displayed immediately online. The calculated values can, for example via a RS232 interface to a programmable machine, which controls the die casting machine. The data are checked, if necessary displayed and finally archived. Fall the calculated Values for the amount of solidification in the tolerance range R, see above an alarm can be triggered directly by the machine. With more deviating Values that fall within the range S can, for example, be automatic Production stop can be triggered.
Zur Prozessüberwachung können an verschiedenen Stellen in den Formhälften Temperatursensoren angeordnet werden. Die Berechnungen werden bevorzugt für die einzelnen Temperatursensoren einzeln durchgeführt und auch einzeln als Überwachungsergebnisse aufgezeichnet. Auf diese Weise ist es möglich, spezifische Produktionsprobleme an der Form zu lokalisieren. Die aufgezeichneten Überwachungsergebnisse werden zweckmässigerweise archiviert und können später beispielsweise zum Nachweis der Produktionsqualität eines bestimmten Druckguss- oder Thixoformteiles herangezogen werden.Process monitoring can be carried out at various points in the mold halves Temperature sensors are arranged. The calculations are preferred carried out individually for the individual temperature sensors and also individually recorded as monitoring results. In this way it is possible to locate specific production problems on the mold. The recorded Monitoring results are conveniently archived and can later be used, for example, to prove the production quality of a particular Die-cast or thixiform part can be used.
Die Prozessüberwachung wird aus der nachfolgenden Beschreibung von Fig. 9 verständlich.Process monitoring is shown in the following description of FIG. 9 understandable.
Eine Druckgiessanlage 10 weist eine Füllkammer 12 mit einem Füllkammerhohlraum
14 auf. Das aus einem Ofen 18 über eine Zuleitung 20 für jeden
Schuss in den Füllkammerhohlraum 14 eingefüllte flüssige Metall wird mit
einem Kolben 16 über einen Angusskanal 22 aus dem Füllkammerhohlraum 14
in einen aus einer feststehenden Formhälfte 24 und einer beweglichen Formhälfte
26 gebildeten Formhohlraum 28 eingeschossen. A
Der Formhohlraum 28 weist einen oder mehrere Entlüftungskanäle 30 auf, die
ggf. zu einem Sammelkanal zusammengefasst sind. In der feststehenden
Formhälfte 24 ist ein Steuerungseinsatz 32 mit einem Steuerungsbolzen 34
angeordnet. Der Steuerungsbolzen 34 weist einen Verschlusskopf 36 zum Öffnen
bzw. Schliessen des Entlüftungskanals 30 auf. Die Verschiebung des
Steuerungsbolzens 34 erfolgt mittels eines Betätigungszylinders 38. Bei erfolgter
Formfüllung wird über den Verschlusskopf 36 des Steuerungsbolzens
34 der Entlüftungskanal 30 am Ende des Formhohlraumes 28 verschlossen.The
An den Steuerungseinsatz 32 schliesst eine Vakuumleitung 40 an, die über
Ventile 42 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumbehälter verbunden
ist. Vor dem Einschiessen des Metalls in den Formhohlraum 28 wird
dieser evakuiert und der zeitliche Verlauf des Drucks im Formhohlraum 28 über
einen in die Vakuumleitung 40 geschalteten Drucksensor 44 gemessen.A
In den beiden Formhälften 24, 26 sind an verschiedenen Stellen Temperatursensoren
46 angeordnet. In der Zeichnung nicht dargestellt ist eine mit dem
Formhohlraum in Verbindung stehende Sonde zur Messung der relativen
Feuchtigkeit.Temperature sensors are located at different points in the two
Die Temperatursensoren 46, der Drucksensor 44 und die nicht dargestellte
Sonde zur Messung der relativen Feuchtigkeit sind an einen programmgesteuerten
Rechner 48 angeschlossen. Dieser Rechner übergibt die gemessenen
und berechneten Parameter einem Datenerfassungsgerät 50 zur Überwachung
und Archivierung. Die Auslösung eines Alarmes oder eines Produktionsstopps
bei der Überschreitung von Toleranzwerten für einzelne oder alle Kennwerte
erfolgt direkt über den Rechner.The
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet, dass
der zeitliche Verlauf der Temperatur (T) an mindestens einer Stelle des Systems kontinuierlich gemessen und mittels eines Programmes der Temperaturverlauf des Systems in Echtzeit berechnet wird, und dass aus dem Temperaturverlauf des Systems der zeitliche Verlauf des Wärmeflusses (W) und aus dem Wärmefluss der zeitliche Verlauf der Energie (U) des Systems sowie der Erstarrungswärmemenge (UE) des in der Form erstarrten Metalls berechnet wird, wobei zu einem festgelegten Zeitpunkt berechnete Werte als Kennwerte für die Überwachung verwendet werden.Process monitoring process for die casting or thixoforming of metals in a vacuum in a mold,
characterized in that
the time profile of the temperature (T) is continuously measured at at least one point in the system and the temperature profile of the system is calculated in real time using a program, and that the time profile of the heat flow (W) is derived from the temperature profile of the system and the temporal profile is derived from the heat flow The course of the energy (U) of the system and the amount of heat of solidification (U E ) of the solidified metal is calculated, with values calculated at a fixed point in time being used as characteristic values for the monitoring.
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