Deckel – gefertigt aus PP mit IML-Technologie: Til Fernholz (links) erklärt Christoph Lhota (Engel) die hohen technischen Anforderungen in der Produktion.
Foto: Engel
Deckel – gefertigt aus PP mit IML-Technologie: Til Fernholz (links) erklärt Christoph Lhota (Engel) die hohen technischen Anforderungen in der Produktion.

Spritzgießmaschinen

Energie: Fernholz nutzt elektrische Spritzgießmaschine

Energieeffizienz ist der Hauptgrund dafür, dass W.u.H. Fernholz für Molkereiproduktedeckel erstmals eine elektrische Spritzgießmaschine nutzt – von Engel.

Das Jahr 2022 markiert für den Verpackungshersteller W.u.H. Fernholz einen Meilenstein in der fast 70jährigen Firmengeschichte: Mit der ersten Spritzgießmaschine von Engel wurde gleichzeitig in eine erste vollelektrische Ausführung investiert, die nun mit einem 6-fach-Werkzeug Deckel für Molkerei-Produkte fertigt.

Die Gründe für die Anschaffung einer E-Motion 740/280 Spritzgießmaschine sind für das südwestfälische Unternehmen vielfältig. Die Energieeffizienz spielt eine Schlüsselrolle. „Die elektrischen Spritzgießmaschinen von Engel sind zum einen wesentlich genauer und präziser. Aber im Vordergrund stand für uns die erhebliche Stromersparnis“, erklärt Til Fernholz auf die Frage, warum erstmals in eine vollelektrische Spritzgießmaschine investiert wurde. Er ist Leier der Produktion in Meinerzhagen und präsentiert das Familienunternehmen in der dritten Generation.

Es ist zugleich die erste Spritzgießmaschine von Engel, die im Maschinenpark von Fernholz gelistet ist. Kein anderer Hersteller konnte im Vorfeld garantieren, dass die benötigte elektrische Leistung für die Packaging-Produktion tatsächlich zur Verfügung stehe.

Produktivität ist die Summe der effektiven Details

Image
Die E-Motion 740/280 ist für Fernholz die erste vollelektrische Spritzgießmaschine.
Foto: Engel
Die E-Motion 740/280 ist für Fernholz die erste vollelektrische Spritzgießmaschine.

Fernholz produziert als Familienunternehmen in Meinerzhagen kundenindividuelle Sonderlösungen und Standardartikel sowie am Standort Schkopau Folien vorwiegend für die Lebensmittelindustrie. Insbesondere Becher, Schalen und Deckel für Molkereiprodukte aus Materialien wie Polystyrol, Polypropylen und APET. Aktuell sorgen in Meinerzhagen 16 Spritzgieß- und 25 Tiefziehmaschinen für die Produktion von rund 2,5 Milliarden Produkten jährlich. Durch Produktivität in Kombination mit einem effizienten und ressourcenschonenden Materialeinsatz gelingt die wettbewerbsfähige Positionierung in einem Markt, der durch einen Preiskampf im Cent-Bereich geprägt ist. Auf diesem schmalen Grat bewegt sich der europaweit agierende Kunststoffverarbeiter sehr gekonnt, was dessen namhafte Referenzen im Lebensmittelbereich dokumentieren.

Hohe Fließweg/Wanddickenverhältnisse bei kurzen Zyklen

Hohe Fließweg/Wanddickenverhältnisse gepaart mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten fordern die vollelektrische Spritzgießmaschine heraus. Spannend wird es vor allem, wenn die Wanddicken von Deckeln, Bechern und Eimern immer weiter sinken.

„Engel hat bereits sehr früh im Bereich Packaging auf vollelektrische Spritzgießmaschinen gesetzt“, hebt Christoph Lhota, Vice President der Business Unit Packaging und Medical von Engel in Schwertberg, hervor. Als Vorreiter in diesem Bereich habe man in der letzten Dekade das vorhandene Know-how in die Weiterentwicklung des Antriebsstrangs investiert, um diese hohen Geschwindigkeiten praxisgerecht umsetzen zu können. Antriebsspindeln, Motoren und Servoverstärker wurden auf diese Anforderungen hin optimiert.

Hoher Anspruch an Schließeinheit der Spritzgießmaschine bei sechs Kavitäten

Image
Insgesamt sechs Kavitäten stellen besondere Anforderungen an die Schließeinheit bei der Produktion von Deckeln für Molkereiprodukte.
Foto: Engel
Insgesamt sechs Kavitäten stellen besondere Anforderungen an die Schließeinheit bei der Produktion von Deckeln für Molkereiprodukte.

„Für ein Molkereiprodukt liefern wir Deckel und Becher. Die Deckel werden aktuell mit einem Werkzeug, das über sechs Kavitäten verfügt, aus einem hochtransparentem Copolymer gefertigt. Den Auftrag bekommt man nur, wenn man die Komplettverpackung liefern kann“, erklärt Fernholz-Produktentwickler Gennadi Andres die aktuellen Anforderungen des Markts. Gefertigt wird dieser Deckel mittelsIn Mould Labeling (IML). Mit dem Einsatz der E-Motion 740/280 liegt die Zykluszeit bei sechs Kavitäten gegenüber dem Vorgängerwerkzeug mit vier Kavitäten nun niedriger. „Hinsichtlich Produktivität, Stabilität sowie Qualität wurden durch die Engel-Technologie erhebliche Verbesserungen erzielt“, resümiert Stefan Witt, Packaging-Spezialist und Vertrieb von Verpackungsmaschinen vom Engel-Standort Hannover, der das Projekt vom Start weg betreut hat.

„Ein Sechsfach-Werkzeug ist für die Schließeinheit sehr anspruchsvoll, weil gerade im Plattenzentrum durch die beiden innenliegenden Kavitäten enorme Kräfte eingeleitet werden“, erklärt Lhota. Die Hochleistungsmaschinen der Serie E-Motion bietet Engel bis zu einer Schließkraft von 6.500 kN vollelektrisch an. Sie gewährleisten ein hohes Maß an Prozesssicherheit, wozu auch die Genauigkeit der Maschinenöffnungsbewegungen beiträgt. Diese produktionstechnische Sorgfalt sorgt dafür, dass die Deckel gleichmäßig aus dem Werkzeug heraus sauber gestapelt werden können. Präzisionsarbeit, die durch die hohe Bewegungsgenauigkeit der Werkzeugaufspannplatten im Hundertstelbereich unterstützt wird. Sämtliche Hauptbewegungen werden über die gesamte Baureihe hinweg servoelektrisch angetrieben, was parallele Bewegungen im Ablauf ermöglicht und für eine extrem hohe Dynamik sorgt.

Energieeffizienz: Elektrische und hydraulische Maschine im Vergleich

Image
Christoph Lhota von Engel Austria, Til Fernholz und Gennadi Andres von Fernholz sowie Stefan Witt von Engel Deutschland (von links) ziehen ein positives Fazit für das erste gemeinsame Projekt.
Foto: Engel
Christoph Lhota von Engel Austria, Til Fernholz und Gennadi Andres von Fernholz sowie Stefan Witt von Engel Deutschland (von links) ziehen ein positives Fazit für das erste gemeinsame Projekt.

Künftig möchte man beim Verpackungsspezialisten Fernholz weiter auf vollelektrische Maschinen setzen. „Aktuell ist der Preis für Strom steil in die Höhe geschnellt. Ich persönlich sehe für die Zukunft nicht, dass dieser wieder das ursprüngliche Niveau erreicht“, prognostiziert Til Fernholz. Aktuell geht man durch den Wechsel auf eine vollelektrische Spritzgießmaschine von einer errechneten Energieersparnis von fast 40 % aus. Um belastbare Zahlen zu erhalten, werden nun eine vollhydraulische Maschine sowie die neue vollelektrische E-Motion, beide mit einem identischen Sechsfach-Werkzeug eingerüstet, im Wettbewerb produzieren.

Interessant wird eine vollelektrische Produktion natürlich immer dann, wenn selbst produzierter Strom Verwendung findet. Aktuell werde firmenintern geprüft, ob Photovoltaikanlagen auf den Dächern installiert werden können. Für die älteren Gebäude sei das aktuell nicht möglich, weil im Sauerland entsprechend hohe Schneelasten vorgeschrieben seien. „Im Extrusionswerk in unserem Zweigwerk Schkopau bauen wir gerade an. Dort ist für die Dachfläche im Vorfeld schon eine Photovoltaikanlage eingeplant worden“, erklärt Til Fernholz. Ziel der Firma, die nach dem Umweltmanagementsystem ISO 14001 zertifiziert ist, sei es, im energetischen Bereich noch effizienter zu werden. In beiden Werken werden monatlich über 2000 t Kunststoffmaterial verarbeitet. Vollelektrische Maschinen bieten hier viel Potenzial. sk