Deckerform: Energieeffiziente Spritzgießmaschinen

Zwei Spritzgießmaschinen des japanischen Maschinenbauers Toyo, die Deckerform vertreibt, belegen, dass Energieeffizienz und Kreislaufwirtschaft Hand in Hand gehen. So läuft auf einer Toyo-Maschine mit 4500 kN Schließkraft eine Packaging-Anwendung. Die konstante Materialversorgung gewährleisten Produkte des Peripheriespezialisten Digicolor, die seitliche Entnahme der Kunststoffteile übernimmt ein Roboter von Campetella. „Hier steht die Geschwindigkeit in Kombination mit dem niedrigen Energieverbrauch im Mittelpunkt, mit der eine elektrische High-End-Maschine arbeiten kann“, erklärt Anna Tschacha, Geschäftsführerin bei Deckerform Injection. Die Maschine produziert auf einem 2-fach-Werkzeug einen Food Container mit 0,55 mm Wandstärke aus jeweils 41,9 g PP – bei einer Zykluszeit von 4,5 s.

„Dabei brauchen wir bis zu 70 Prozent weniger Strom als hydraulische Maschinen“, erläutert Tschacha. „Das gilt auch für die neuesten hydraulischen Modelle. Und auch aktuelle vollelektrische Modelle anderer Hersteller liegen in Praxisvergleichen teilweise immer noch deutlich über dem Energieverbrauch von Toyo-Maschinen – in unseren zahlreichen und kontinuierlich weitergeführten eigenen Versuchen haben wir noch keine Maschine gefunden, bei der der Unterschied bei gleichen Werkzeugen und auch sonst unter identischen Bedingungen nicht mindestens bei 40 Prozent liegt.“

Als einer der ersten Kunststoffverarbeiter in Deutschland hat Novuplast vollelektrische Spritzgießmaschinen von Toyo gekauft – und spart damit 52 % Energie.

Zudem vermeidet Toyo konsequent das Entstehen unerwünschter Abwärme bereits im Ansatz. Damit wird es den Maschinenbauern möglich, auf aktive Kühlmaßnahmen, etwa eine Wasserkühlung, weitestgehend zu verzichten. Der Einsatz energieeffizienter Direktantriebe ermöglicht beispielsweise den weitestgehenden Verzicht auf aktive Kühlungen in den Maschinen. So entfällt der Einsatz von Sekundärenergie, die sonst für Abtransport und Vernichtung unerwünschter Abwärme notwendig ist.

Auch die Produktion einer hochwertigen Transportbox mit Stapelrand, die Toyo live auf dem Messestand zeigt, weist mit ihren 0,25 kW/kg verarbeitetem Kunststoff einen sehr geringen Energieverbrauch aus. Rund 0,16 kW davon sind als physikalische, nicht weiter reduzierbare Konstante für das Aufschmelzen der Kunststoffmasse notwendig. Bleiben also gerade einmal 0,09 kW für den Betrieb der Maschine selbst.

In 20 s wird die Transportbox spritzgeprägt, von einem Roboter 5X-25 von Sepro entnommen und vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen in einer Heißprägemaschine von Baier Maschinenfabrik veredelt. Die schnelle Zykluszeit liegt unter anderem am gewählten Spritzprägeverfahren und den direkt geregelten elektrischen Servoantrieben. Beim Spritzprägen bleibt das Werkzeug während des Einspritzens zunächst einige Zehntelmillimeter geöffnet und schließt erst kurz bevor die Schmelze den Trennbereich erreicht. Dabei füllt sich die Kavität leichter und mit deutlich geringerem Einspritzdruck. Zu diesem Zeitpunkt im Prozess ist der Großteil der Schmelze bereits in der Kavität. Beim Schließen des Werkzeugs wird die Kavität vollständig befüllt und das Material gleichmäßig verprägt. So entsteht eine sehr homogene Dichte im Werkstoff, die deutlich homogener als beim konventionellen Spritzgießen ist und damit die beste Voraussetzung für gleichmäßigen, berechenbaren und somit beherrschbaren Verzug bietet.

Das Spritzprägen ermöglicht ein besonders dünnwandiges Produkt: Mit ihrer mittleren Wandstärke von gerade einmal 1,8 mm ist die Transportkiste trotzdem sehr stabil. Speziell für Teile, die gestapelt werden sollen oder die sehr plan und ohne Verzug sein müssen, ist dieses Verfahren optimal geeignet.