Engel auf der Plast: So geht nachhaltiges Spritzgießen
Auf der Plast 2013 in Mailand zeigt Engel Anfang September anhand einer elektrischen E-Mac, wie smartes und nachhaltiges Spritzgießen funktioniert.
Spritzgießen smarter, effizienter und nachhaltiger zu gestalten – zugunsten einer ressourcenschonenden und flexiblen Produktion, dieses Ziel verfolgt Engel. Die kontinuierliche Optimierung von Spritzgießprozessen beruht mehr denn je auf maschinellem Lernen. Intelligente Assistenzsysteme, die auf Big Data basieren, erlauben ein proaktives Prozessmanagement mit dem Ziel, die Effizienz kontinuierlich zu optimieren. ENGEL erweitert dazu stetig die intelligenten Assistenten der IQ-Produktreihe, die unter dem Begriff Inject 4.0 läuft.
Auf der Plast 2023 in Mailand zeigt der österreichische Maschinenbauer sämtliche IQ Assistenzsysteme auf einer Produktionszelle mit einer elektrischen E-Mac 265/80 Spritzgießmaschine live. Die Anlage ist mit einem 4-Kavitäten Werkzeug für die Herstellung von PBT-Autosteckverbindern ausgestattet. Das Schussgewicht beträgt 28 g, der Energieverbrauch liegt bei lediglich 0,8 kWh pro Kilogramm verarbeitetem Material. Die Entnahme der Teile aus dem Werkzeug und das Positionieren auf dem Förderband übernimmt der Viper 4, der neuste Zugang im Linearroboterportfolio von Engel.
Temperierung sorgt für Energieeffizienz
Zur hohen Energieeffizienz trägt neben dem vollelektrischen Antrieb der Spritzgießmaschine vor allem die Temperierung bei – im Vollbetrieb können damit jährlich 4.000kWh eingespart werden. Die wartungsfreien Temperierwasserverteiler E-Flomo überwachen Durchfluss, Druck, Temperatur und Temperaturdifferenz. Sie helfen, Störfaktoren auszuschließen, um eine durchgehend hohe Teilequalität zu sichern.
Auf Basis der von E-Flomo ermittelten Messwerte regelt IQ Flow Control, das Assistenzsystem für die Optimierung der Temperierprozesse, wahlweise die Durchflussmenge oder die Temperaturdifferenz in allen Einzelkreisen aktiv aus. So bleiben auch bei Schwankungen im System die thermischen Verhältnisse konstant. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und zudem ein minimaler Kühlwasser- und Energieverbrauch. Temperiergeräte vom Typ E-Temp sind über OPC UA in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Auf diese Weise wird die Drehzahl der Temperierwasserpumpen automatisch dem tatsächlichen Bedarf angepasst, was sich direkt auf die Energiebilanz auswirkt.
Rezyklat-Verarbeitung als Teil der Nachhaltigkeitsstrategie
Neben der Einsparung von Energie ist die Verarbeitung von Rezyklat ein weiterer wichtiger Pfeiler der Nachhaltigkeitsstrategie, die Engel im Sinne der Kunden verfolgt. Ein Beispiel dafür ist die in Zusammenarbeit mit der Alpla Group, Brink und IPB Printing entwickelte Anwendung, die es ermöglicht, Post-Consumer-rPET-Behälter in einem einzigen Schritt, das heißt ohne den Einsatz von Preforms, zu produzieren. Mit einer Wandstärke von 0,32 mm stehen die 125 ml runden Klarsichtbehälter stellvertretend für viele Lebensmittelverpackungen. Sie sind dank des in die Form integrierten IML-Etiketts bereits beim Verlassen der Produktionszelle abfüllbereit.
Herzstück der auf der Messe in Mailand gezeigten Produktionszelle ist eine E-Speed 280/50 Spritzgießmaschine. Die Hybridmaschine mit elektrischer Schließ- und hydraulischer Spritzeinheit hat Engel für die hohen Leistungsanforderungen im Dünnwandspritzguss entwickelt. Die High-Performance-Spritzeinheit erreicht bei der Verarbeitung kleiner Schussgewichte und extremen Wandstärke-Fließwegverhältnissen Einspritzgeschwindigkeit von bis zu 1400 mm pro Sekunde bei maximalen Spritzdrücken von bis zu 2600 bar.
Für die Verarbeitung von rPET kombiniert Engel das neue Spritzaggregat mit einer gezielt auf die Rezyklat-Verarbeitung abgestimmten Plastifiziereinheit. Beim Plastifizieren und Einspritzen wird die Viskosität des PET für den Dünnwandspritzguss eingestellt. Die E-Speed ermöglicht die Verarbeitung von beliebigen Rezyklatanteilen bis hin zu einhundertprozentigem rPET. Darüber hinaus können mit dem verwendeten Werkzeug verschiedene Arten von IML-Etiketten verarbeitet werden.
Präzision und Effizienz bei Flüssigsilikon-Spritzgießen
Auf einer vollautomatisierten High-End-Produktionszelle stellt Engel in Mailand außerdem Schirmventile aus Flüssigsilikon (LSR) her. Diese werden vielfältig eingesetzt – von der Automobilindustrie über die Medizintechnik bis hin zu Verpackungen. Die Anforderungen an die Präzision und damit an die Prozesskonsistenz sind dabei stets hoch, denn bei den Kleinbauteilen ist die Präzision sicherheitsrelevant.
Die Produktionszelle kombiniert eine E-Victory Spritzgießmaschine und digitale Assistenz mit der Werkzeug- und Dosiertechnik von Nexus. Produziert wird in einem 64-fach-Werkzeug vollständig automatisiert mit einem Easix Knickarmroboter von Engel und einem integrierten Vision-Control-System für die 100-Prozent-Qualitätskontrolle.
Mit holmloser servohydraulischer Schließ- und elektrischer Spritzeinheit sind die Spritzgießmaschinen der E-Victory Baureihe prädestiniert für Präzisionsanwendungen mit LSR. Die holmlose Bauweise sorgt zudem für eine sehr gute Zugänglichkeit und hohes Platzangebot im Werkzeugbereich. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen können oft kleinere Maschinen eingesetzt werden, als es die Werkzeuggröße herkömmlich erfordern würde. Dies hält sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten niedrig. Die bewegliche Aufspannplatte folgt während des Schließkraftaufbaus exakt dem Werkzeug, womit eine sehr hohe Plattenparallelität erreicht wird. Die patentierten Force Divider sorgen dafür, dass die Schließkraft gleichmäßig über die gesamte Aufspannfläche verteilt wird. Ausgerüstet mit dem intelligenten Assistenzsystem IQ Weight Control analysiert die Spritzgießmaschine kontinuierlich das Einspritzprofil und justiert bei Abweichungen vom Referenzzyklus die qualitätsrelevanten Prozessparameter noch im selben Zyklus nach.
Der Easix Knickarmroboter benötigt auch nach oben nur wenig Platz. Er verbindet die Spritzgießmaschine mit der kamerabasierten Qualitätskontrolle und der Austaktstation und passt sich flexibel an, wenn nachträglich weitere dem Spritzgießprozess vor- oder nachgelagerte Prozesseinheiten integriert werden sollen.
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