Expansion of an Automated Injection Molding Production Cell via Non-Destructive Stiffness-Based Quality Control

Abstract

Spuitgieten is een veelgebruikte techniek voor het produceren van kunststofonderdelen. De huidige kwaliteitscontrole gebeurt vaak destructief en offline, wat leidt tot een gebrek aan realtime-inzicht en vertraagde bijsturing. Deze thesis onderzoekt een niet-destructief inspectiesysteem op basis van stijfheid binnen een geautomatiseerde spuitgietcel, met ABS als basismateriaal. Het doel is om in-line kwaliteitscontrole en traceerbaarheid mogelijk te maken voor spuitgegoten onderdelen.

Drie methodes werden geëvalueerd: driepuntsbuiging, ultrasoon testen en de RFDA-methode. De derde methode werd gekozen vanwege nauwkeurigheid, snelheid en geschiktheid voor automatisering, onderbouwd door theorie en experimenten. Verder onderzoek omvatte geforceerde koeling en een buffer om de temperatuur vóór de meting te stabiliseren. Modale analyse bepaalde de optimale steunpositie voor RFDA-metingen. Een volledig CAD-ontwerp integreerde de RFDA-opstelling, een koelingsbuffer met 20 plaatsen en robottoegang in de beperkte ruimte van de kwaliteitscontrolecel.

Validatieproeven bevestigden dat de RFDA-methode effectief stijfheidsvariaties detecteert als gevolg van procesveranderingen, zoals een verlaagde navuldruk en materiaalonzuiverheden. Verschillen in resonantiefrequentie werden vastgesteld, ook zonder zichtbare defecten. De methode toont potentieel als niet-destructieve in-line kwaliteitscontrole die traceerbaarheid bevordert en datagestuurd spuitgieten ondersteunt.