Flakes direkt auf der Spritzgießmaschine verarbeiten

Kunststoffabfälle ohne Granulieren direkt nach dem Mahlen als Flakes auf der Spritzgießmaschine verarbeiten – das erlaubt ein Zwei-Stufen-Prozess von Engel.

Auf der K 2022 wird Engel den neuen Zwei-Stufen-Prozess zur Verarbeitung von rezyklierten Kunststoff-Flakes auf einer Duo Spritzgießmaschine zum ersten Mal mit einem Live-Exponat auf einer Messe zeigen. Dabei werden rollbare Logistikladungsträger, so genannte Dolly-Paletten, produziert.

Üblicherweise werden Kunststoffe aus Post-Consumer- und Post-Industrial-Sammlungen nach dem Sortieren und Reinigen gemahlen, compoundiert, filtriert und granuliert und als Regranulat in die Spritzgießverarbeitung gegeben. Der Kunststoff muss also zwei Mal aufgeschmolzen werden. Das Granulieren des Recycling-Mahlguts ist ein energieintensiver Prozess, der zudem in der Regel einen logistischen Aufwand erfordert.

Im Zwei-Stufen-Verfahren wird dieser Arbeitsschritt komplett eingespart. Um Flakes im Spritzguss verarbeiten zu können, teilt der Zwei-Stufen-Prozess von Engel das Plastifizieren und das Einspritzen in zwei voneinander unabhängige, aufeinander abgestimmte Prozessschritte auf. In der ersten Stufe wird das Rohmaterial, zum Beispiel Kunststoffflakes, die aus einer Post-Consumer- oder Post-Industrial-Sammlung stammen, aufgeschmolzen. Die Schmelze wird an eine zweite Schnecke übergeben, um sie in die Kavität einzuspritzen. Je nach Material und Anwendung lassen sich zwischen Plastifizier- und Einspritzaggregat ein Schmelzefilter und eine Entgasungseinheit in den Prozess integrieren. Damit werden auch aus verunreinigten Kunststoffabfällen hochwertige Produkte erhalten. Das direkte Verarbeiten von Kunststoffflakes verbessert gegenüber dem Verarbeiten von Regranulat deutlich die Energie- und CO₂-Bilanz. Nach Berechnungen von Engel sinkt der Energiebedarf für die Herstellung des Produkts dadurch um rund 30 %.

Ein Fokus des neuen Verfahrens liegt auf großvolumigen Formteilen, die bereits heute vielfach aus Recyclingmaterialien hergestellt werden, wie Paletten, Transportboxen und Müllcontainern. Die integrierte Entgasung erweitert das Einsatzspektrum auf Anwendungen in der Packaging- und Automobilindustrie.

Auf die Entgasungseinheit legten die Engel-Entwickler besonderes Augenmerk. Das Entgasen ist wichtig, um eine durchgehend hohe Produktqualität zu erhalten. Restfeuchtigkeit sowie volatile Stoffe, die aus Materialabbau oder Druckfarbenrückständen stammen, können den Schmelzefilter passieren. Werden diese Verbindungen vor dem Einspritzen der Schmelze nicht entfernt, kann dies zu Poren im Inneren und Defekten an der Oberfläche des Bauteils führen. Dies ist nicht nur optisch störend, sondern kann auch die mechanische Belastbarkeit des Bauteils reduzieren.

Eine weitere Besonderheit der Lösung ist, dass das erste Plastifizieraggregat im Zwei-Stufen-Prozess zudem die Aufgabe hat, Rohmaterial zu puffern. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Verarbeitungsprozess erreicht, was den Einsatz kleinerer Schnecken und damit weitere Kosteneinsparungen erlaubt.

Die Leistungsstärke des neuen Zwei-Stufen-Prozesses wird Engel während der K mit der Herstellung von Dolly-Paletten demonstrieren. Auf einer Duo 12060H/80Z/900 Spritzgießmaschine wird eine Mischung aus Polyolefinen aus einer Post-Industrial-Sammlung verarbeitet. Produktionsanlagen für die Verarbeitung von Recycling-Flakes im neuen Zwei-Stufen-Prozess basieren auf herkömmlichen Spritzgießmaschinen. Auch das leistet einen Beitrag, die Recyclingkosten zu senken und den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu beschleunigen.

Projektpartner für die Messepräsentation sind der Kunststoffverarbeiter AVK Plastics, der in Balk/Niederlanden auf Duo Spritzgießmaschinen – zum Teil bereits im neuen Zwei-Stufen-Prozess – Paletten produziert, sowie IPP, einem Spezialisten für Logistiklösungen für Lieferketten mit Sitz in Ennepetal. Das Werkzeug kommt bei diesem Exponat von Haidlmair und der Hochleistungsschmelzefilter zum effektiven Entfernen von festen und elastomeren Verunreinigungen von Ettlinger. Ein weiterer Partner ist R-Cycle. Die Paletten sind mit einem RFID-Chip sowie einem QR-Code, der mittels In-Mould-Labeling aufgebracht wird, versehen. Über den QR-Code kann der Messebesucher Informationen zum Material und zum Recyclingprozess aus der Datenbank von R-Cycle live abrufen.

Gemeinsam mit Haidlmair zeigt Engel auf der K 2022 ein weiteres Exponat:

Engel ist im Frühjahr 2022 der R-Cycle Community beigetreten. Ziel der unternehmensübergreifenden Initiative ist es, digitale Produktpässe für Kunststoffprodukte einzuführen. Schon bei der Produktherstellung werden alle recyclingrelevanten Informationen automatisch erfasst, damit zum Beispiel Abfallsortieranlagen wiederverwertbare Kunststoffe präziser identifizieren und sortenreine Fraktionen für das Recycling bereitstellen können. Auf diese Weise ist es möglich, das bisher vorherrschende Downcycling zu stoppen und Kunststoffe gleich- oder sogar höherwertig wiederzuverwerten.

sk