測量模腔壓力傳感器已被證明是快速優化注塑過程的唯一有效方式。近期大量的成功應用表明這項技術在節省成本和優化注塑過程方面仍然有很大的潛力。

　　基于模腔壓力測量提高生產率，降低成本

　　提高生產率和降低成本是自動監控、優化注塑過程的主要目的。過去人們主要關注基于機器參數的過程控制，但近20年基于模腔壓力的注塑控制系統被證明是確保生產過程高度一致性和優化質量的唯一方法。這種系統通過以下方式降低成本，提高生產率：

　　減少次品率
　　降低原料消耗
　　優化生產循環時間
　　防止模具損壞
　　縮短設備設置時間
　　減少能源成本
　　節省勞動力成本

　　為滿足注塑生產對控制系統操作高度自動化，并且簡便的基本要求，系統解決方案需要形成一個閉環，即感應模腔壓力的石英傳感器、智能化電子儀器、界面友好的用戶軟件、與注塑成型機通訊、自動優化設置參數。

　　傳感器技術的革命

　　由于對注塑產品的質量要求不斷提高，測量系統也需更加精確。即使在2000bar的壓力下，也必須檢測出很小的質量波動。市場上一般的傳感器設計并不能提供滿意的測量結果。美國MEAS專為注塑控制研制的設計獨特的MSP5100系列壓力傳感器，可以滿足注塑過程應用的的要求。這些傳感器工作壽命很長，高線性，并且對溫度不敏感。

　　減小傳感器的尺寸也是這項應用技術研究的一個關鍵。近年模腔壓力傳感器前端直徑的工業標準為2.5mm～4 mm。奇石樂已研制出前端直徑為1 mm的壓力傳感器。由于傳感器尺寸的減小，即使具有模腔個數很多的模具也可配備傳感器。這一技術現在已用于微型零件的模腔壓力測量。

　　基于模腔壓力的注塑過程優化

　　模腔壓力傳感器成功地應用于：

　　優化注射速度，切換點以及保持壓力水平和持續時間
　　優化循環時刻
　　減少設置時間

　　獲得理想的模腔壓力曲線可以減少設備設置時間，同時可以更好地保護模具。減少注射過程中模具內部壓力尖峰，可以延長模具的使用壽命。此外還能使零件獲得良好的表面特性和正確的尺寸。

　　德國的Filterwerk Mann+Hummel 公司生產的四缸奧迪車的進氣管將模腔壓力傳感器用于復雜部件的加工控制獲得了很好的效果。進氣管的主要質量參數是尺寸和采用殼體技術生產的部件強度。整體強度由單個殼體的強度和振動焊接的焊縫強度所決定。進氣管的性能取決于注塑機的設置和以模腔壓力為特征的加工過程。

　　過程記錄和零件性能

　　眾多研究表明，只有模腔壓力與零件質量密切相關，可以作為過程特征記錄。所有其它的過程參數并非在注塑件附近測量所得，因而存在一定的不確定性誤差。

　　每個生產循環的波動導致pVT圖中曲線的變化。通過壓力曲線，能夠檢測到零件尺寸的變化，監測這一參數完全可識別過程的各種波動，無需考慮溫度。

　　除了監測用途外，模腔壓力傳感器的測量數據可用于第二加工階段的初始信息。瑞士Weidmann 塑料技術公司使用模腔壓力監測DaimlerChrysler C級車下裝飾板的生產，通過閾值監測保證質量，防止在下一工序過程中出現問題。

　　減少次品率

　　模腔壓力的連續監測將質量保證融入整個生產過程，不再需要進行終端產品質量檢驗。這樣可減少質量保證的成本。同時，批量生產的個別零件檢測被擴展到所有零件的完全監測。

　　對超出規定容差范圍的不合格零件，監測系統在循環結束時立即做出反應，以防止接連出次品。而傳統的質量保證只能在產品終端質量檢驗后才分辨出次品。現代質量保證系統將監測數據長期存檔，供未來調用，提供質量依據，證明生產過程符合規范。

　　縮短設置時間

　　注塑機的設置通常是由設備操作員根據專業知識和經驗來進行的。由于質量特征是正確設置的決定因素，因此上述方法速度慢，且不準確，其結果是設置的生產條件不盡合理，原料消耗成本高和設備利用率低。

　　一種有效的解決辦法是基于模腔壓力優化生產。采用這種辦法，當零件優化后，相應的模腔壓力曲線被存儲起來。當需要重新設置設備時，存儲的模腔壓力”指紋”作為參考曲線，優化加工過程， 使其與參考曲線對應的過程相同， 確保零件質量一致。

　　這種方法的另一重要優點是不依賴于設備。與注塑機設置參數方法不同，不同注塑設備廠家生產的注塑機可以使用相同的參考曲線作為設備的操作標準。此外，即使同一型號的注塑機由于磨損不同，表現出的性能會有差異。而在模腔中直接監測模腔壓力與設備無關，因此可以消除設置錯誤，減少次品。

　　Weidmann 塑料技術公司應用模腔壓力傳感器設置注塑機獲得了很好的效益。盡管他們使用兼容注塑機， 但當模具從一臺注塑機器更換到另一臺注塑機時需要優化參數設置。生產過程的高要求和零件的高質量需要準確、快速的過程優化， 使設備的利用率達到最佳，同時滿足客戶對產品質量的要求。

　　切換點的自動識別

　　從注射階段到保壓階段的切換點是重要的過程參數，對零件質量和生產成本起關鍵作用。當模腔內部完全充滿時需要從注射階段切換到保持壓力階段。傳統的方式中采用注射時間、螺桿位置、液壓或模腔壓力作為切換參數。這些方法的共同特征是規定一個閾值，當參數達到閾值時，控制切換。閾值通過手動控制、不加保持壓力的注射過程反復多次確定，這種方式耗時多、成本高，并且有下述兩個缺點：

　　當注射壓力曲線改變時，閾值必須重新確定。
　　過程及原料的微小差異會引起切換過早或過遲。

　　模腔壓力曲線可用于準確識別模腔填充程度狀態。無論模腔的幾何形狀如何，注射階段后模腔壓力都會由于熔體被壓縮而迅速升高。模腔壓力曲線中的“拐點”發生在模腔完全被充滿的時刻，可用于觸發注塑機的切換。奇石樂發明了一種判斷方法，即將其實現在電荷放大器中（SmartAmp），評價各種零件的模腔壓力，并實時計算切換點，SmartAmp產生控制信號，自動將機器從注射階段切換到保持壓力階段。

　　應用這一技術極大地減少了次品率和原料損耗。過程波動所造成的影響在循環中得以補償。由于自動識別切換點，不再需要采用部分模腔填充反復試驗設置參數，顯著簡化了設置工作。

　　依據”指紋”控制

　　只有當生產出的零件都能滿足要求時才能最大限度地減少生產成本。

　　SmartAmp電荷放大器處理模腔壓力傳感器的信號，并實時切換。壓力信號用于計算新的設置參數，注射速度、保持壓力值和保持時間， 以及模具溫度等。控制的目的是為了獲得相同的模腔壓力曲線，這是保持每個加工循環中零件質量一致的標志。計算獲得的設置參數通過主機傳送給注塑機。

　　參考曲線 (零件“指紋”)在優化零件加工過程中被確定和存儲，然后由系統進行控制。AutoFlow運用當前的模腔壓力曲線和存儲的”指紋”，連續地計算新的設置參數。當模具更換后，調出零件的”指紋”，重新控制。通過使用神經網絡，未經培訓的新手也可操作注塑設備。

　　AutoFlow可顯著縮短設置時間。 即使當前過程與參考過程存在很大差異，也可通過AutoFlow在整個設置階段中進行補償。

　　自動平衡

　　近年來，多腔模具已變得越來越重要。過程控制需要適應這一發展潮流。主要切入點是每一個單腔的填充方式。

　　均衡填充，亦即良好平衡，可以確保通過模具的整個零件性能一致。傳統的平衡方式通過研究注射方式調整，非常繁雜，而且隨著模腔個數的增加，成本會急劇增加。對于具有熱澆口的模具，通過自動平衡可以有效地節約成本。

　　模具中的每個模腔都配備一個模腔壓力傳感器。傳感器的信號由電荷放大器處理，然后送到MultiFlow控制系統，由MultiFlow計算出的設置參數通過接口送到熱澆口控制系統或注塑機。

　　控制系統能使所有模腔中產生相同的注射和壓縮階段功能，獲得相同的壓力曲線。測量所得的壓力曲線在每一循環后通過模糊邏輯進行分析，計算熱澆口的新設置溫度，并傳遞給注塑機或熱澆口控制系統。一個不平衡8腔模具的模腔壓力曲線。所有模腔在注射和壓縮階段的壓力曲線非常一致，亦即得到了均勻填充。

　　采用MultiFlow，可以節省很多設置時間，不再使用部分注射試驗手動調整熱澆口溫度。在生產中，過程和原料的差異自動可得到補償。

　　大量應用表明，奇石樂開發的模腔壓力測量技術和一系列智能控制系統，將模腔壓力測量與現代控制儀器和軟件完美地結合在一起，組成了功能強大的注塑質量控制系統。其應用可以有效地使注塑生產廠節約成本，提高生產率。