Energiesparende Alternative aus Japan

Toyo Europe und Deckerform zeigen live auf der Fakuma eine energieeffiziente Packagingmaschine.

Seit Sommer dieses Jahres vertreibt der Werkzeugbauer Deckerform die vollelektrischen Spritzgießmaschinen des japanischen Herstellers Toyo. Nun präsentieren das mittelständische Unternehmen aus Aichach und Toyo Europe erstmals auf der Fakuma gemeinsam die Maschinen, die in Japan hergestellt werden.

Das Lieferprogramm umfasst 13 Maschinengrößen mit Schließkräften zwischen 500 und 13.000 kN. Durch die große Modularität und die Größenabstufungen kann der Spritzgießer die für seine Anwendungen ideale Maschine mit bis zu vier unterschiedlichen Schneckendurchmessern pro Einspritzeinheit auswählen. Die Schneckenzylinder sind dabei bereits in der Standardausführung mit Sonderisoliermanschetten ausgestattet. Dadurch wird der Heizenergiebedarf um 20 bis 30 % gesenkt.

Der Schaltschrank aller Toyo-Maschinen ist in das Maschinenbett integriert. Dadurch vergrößert sich der Raum für Peripheriegeräte um die Maschine herum. Der Düsenraum sowie die komplette Schließeinheit sind für den Bediener wesentlich besser zugänglich.

Alle Maschinen kommen mit Ausnahme der Einzugsbereiche an den Plastifizierungen komplett ohne Kühlungen aus. Die eingesetzten luftgekühlten Servomotoren erzeugen fast keine Abwärme und sind verschleißfrei. "Diese Faktoren verbessern die Energiebilanz des Betriebs der Maschine deutlich und so mancher Kühlturm in der Spritzerei wird damit überflüssig", sagt Franz Tschacha, Gründer und Gesellschafter von Deckerform.

Standardmäßig beherrschen Toyo-Spritzgießmaschinen das Spritzprägen und Spritzschäumen ohne zusätzliche Investitionskosten. Beim Spritzprägen wird bereits vor dem vollständigen Verriegeln des Werkzeugs Schmelze in die Kavität vorgelegt. Die Schließbewegung der Maschine unterstützt die Ausbreitung der Schmelze in der Kavität, reduziert den Bedarf an Einspritzdruck und damit den Schließkraftbedarf.

Der in Zusammenarbeit mit Forschern an der Universität Kyoto entwickelte Kniehebel sorgt für eine zentrierte Kraftübertragung und somit für eine gleichmäßige Druckverteilung. Die Eigenspannungen im Fertigteil werden so gemindert und der Verzug infolge von Materialschwindungen ist somit weniger ausgeprägt. Dadurch lassen sich Wanddicken und so das Formteilgewicht reduzieren. Somit wird letztlich Material wird eingespart.

Prägen bei höchster Geschwindigkeit von Werkzeug- und Einspritzbewegung, das "Speedprägen", ist eine besondere Stärke der Toyo-Maschinen, ihrer Sensorik, Steuerungs- und Antriebstechnik. Trotz der hohen Geschwindigkeiten garantieren diese Maschinen eine hohe Genauigkeit und die exakte Reproduzierbarkeit von Zyklus zu Zyklus.

Die Si-350-6 gehört zu den Maschinen mit den größten Holmabständen am Markt, was den Werkzeugwechsel erleichtert und mehr Spielraum für die Werkzeugentwicklung bietet. Die in den Aufspannplatten integrierten T‑Nuten ermöglichen den flexiblen Einbau des Werkzeugs.

Zu sehen ist auf dem Messestand auf der Fakuma eine Toyo Si-350‑6, eine Packagingmaschine mit einer Schließkraft von 3.500 kN und der dazugehörigen Vollautomatisation. Diese Fertigungseinheit produziert in einem nur 3,5 bis 4 s kurzen Zyklus mit einem 3,7 t schweren 12-fach-Werkzeug Trinkbecher aus PS. Das Schussgewicht beträgt 115 g, also 9,58 g je Becher.

"Beeindruckend sind dabei die hohe Dynamik, die geringen Betriebsgeräusche und allem voran der minimale Stromverbrauch", so Tschacha. Die mit einer 68-mm-Standardschnecke ausgestattete Maschine stellt auf der Messe in Friedrichshafen in einer Stunde 10.800 Becher her und benötigt dafür lediglich 18,4 kW Strom. Das ergibt einen Energieverbrauch pro verarbeitetem Kilogramm PS von 0,18 kW oder 1,7 W je Becher. Bezogen auf einen Strompreis von 20 ct/kW, entspricht das Stromkosten von nur 3,68 EUR/h.

sk/mm