Digitalisierung senkt den Energieverbrauch im Spritzguss

Gepostet von Mitarbeitern | 08. Dez. 2022

Digitale Lösungen machen es einfach, das volle Potenzial von Produktionszellen auszuschöpfen. Sie leisten einen wichtigen Beitrag zur Energieeinsparung und zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Auf der Swiss Plastics Expo 2023, die vom 17. bis 19. Januar in Luzern, Schweiz, stattfindet, zeigt Engel, wie das funktioniert, indem er am Stand A 1001 in Halle 1 eine vollelektrische, effizienzoptimierte Spritzgießmaschine betreibt .

Wenn alle Komponenten einer Produktionszelle – von der Spritzgießmaschine über die Temperierung bis hin zu digitalen Assistenzsystemen – genau auf die Anforderungen des herzustellenden Produkts abgestimmt sind und perfekt zusammenarbeiten, sind Energieeinsparungen von bis zu 67 % erreichbar zu Engel. Auf der Swiss Plastics Expo demonstriert Engel das Konzept anhand der Produktion eines PBT-Steckers für die Fahrzeugelektronik. Auf der Messe wird die vollelektrische 800-kN-Spritzgießmaschine Engel e-mac mit einem Vierfach-Werkzeug und einem Gesamtspritzgewicht von 28 Gramm ausgestattet sein. Ein Engel-Viper-Linearroboter entformt die Bauteile und legt sie auf dem integrierten Förderband ab.

Für die Verarbeitung von einem Kilogramm PBT verbraucht die Produktionszelle lediglich 0,8 kWh Strom. Zu dieser hohen Energieeffizienz tragen die vollelektrischen Antriebe der e-mac-Maschine bei, die durch integrierte Temperiertechnik noch weiter gesteigert wird.

Die Werkzeugtemperierung ist für fast 40 % des gesamten Energieverbrauchs einer Produktionszelle verantwortlich und damit der größte Energieverbraucher im Spritzgießprozess. Vor diesem Hintergrund widmet sich Engel mehr als einem Jahrzehnt der Temperierung im Spritzguss und baut eine eigene Produktpalette auf. Dementsprechend wird der auf der Swiss Plastics Expo gezeigte e-mac 80 mit e-flomo, e-temp und iQ Flow Control ausgestattet sein.

Das e-flomo-Temperaturkontroll-Wasserverteilersystem überwacht und reguliert Durchflussrate, Druck, Temperatur und Temperaturunterschiede. Auf Basis dieser Messwerte regelt das Assistenzsystem smart iQ flow control aktiv die Temperaturdifferenz in allen einzelnen Kreisläufen. Dadurch bleiben die thermischen Bedingungen in der Form auch bei systembedingten Schwankungen jederzeit konstant. Das Ergebnis sei eine hohe Wiederholgenauigkeit und ein minimaler Kühlwasser- und Energieverbrauch, sagte Engel.

Darüber hinaus sorgt die Integration von e-temp-Temperiergeräten in die CC300-Steuerung der Spritzgießmaschine über OPC UA für zusätzliche Energieeinsparungen. Im integrierten Engel-System wird die Drehzahl der Temperierwasserpumpen automatisch an den tatsächlichen Bedarf angepasst.

Neben iQ flow control wird die ausgestellte e-mac-Maschine mit allen Assistenzsystemen ausgestattet, die im Rahmen des inject 4.0-Programms von Engel verfügbar sind. Diese können aktiviert und deaktiviert werden, um den Messebesuchern die Möglichkeit zu geben, die Funktionalität live zu verfolgen und so die großen Vorteile spezifischer iQ-Lösungen im Hinblick auf die täglichen Herausforderungen des Spritzgießens hervorzuheben. Experten von Engel stellen verschiedene Szenarien vor, die Themen wie Energieeffizienz und Teilequalität auch bei Chargenschwankungen der Rohstoffe veranschaulichen.

Hervorgehoben wird auch IQ Hold Control, der neue smarte Sollwertassistent zur Ermittlung der idealen Nachdruckzeit. Die Nachdruckzeit wird typischerweise empirisch bestimmt, was viel Zeit in Anspruch nimmt und viele Rohstoffe verbraucht. Das iQ-Hold-Kontrollsystem macht dieser Verschwendung ein Ende. Das Assistenzsystem analysiert die Formatmung und lokalisiert die Position der Plastifizierschnecke, um die ideale Nachdruckzeit zu berechnen und diese an den Einrichter weiterzugeben.

Die Nachdruckzeit wird objektiv ermittelt, so dass auch weniger erfahrene Prozesstechniker bei einem Chargenwechsel die Prozessparameter mit nur einem Klick anpassen können. Weitere Effizienzgewinne können dadurch erzielt werden, dass die optimale Nachdruckzeit automatisch ermittelt wird und niedriger ist als die ursprünglich eingestellte Nachdruckzeit. In diesen Fällen verkürzt sich die Zykluszeit und der Energieverbrauch sinkt.

Ein weiteres Highlight ist der iQ-Prozessbeobachter, der Hunderte von Parametern in allen vier Phasen des Spritzgießprozesses – Plastifizieren, Einspritzen, Abkühlen und Entformen – verfolgt. Durch kontinuierliche Analyse ermöglicht der iQ-Prozessbeobachter eine schnelle Diagnose von Qualitätsschwankungen. Die Software verfügt über eine intelligente Drifterkennung, mit der sich Prozessänderungen proaktiv anzeigen lassen und so die Ausschussquote unter Kontrolle bleibt.

Der e-mac ist auf die Bedürfnisse des mittleren Leistungssegments zugeschnitten, das durch Zykluszeiten von vier und mehr Sekunden gekennzeichnet ist. Die Maschinen dieser Baureihe eignen sich für technische Formgebungsanwendungen, den Verpackungs- und Medizinbereich sowie die Teletronikindustrie.

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