Die europäischen Spritzgießmaschinenhersteller arbeiten konstruktiv an Lösungen für die Zukunft – augenscheinlich unter steigendem Wettbewerbsdruck aus Fernost. Eindrücke vom Messebesuch.

Mit einem 6-Stationen-Werkzeug produzierte Yizumi dickwandige optische Linsen aus PMMA. Diese Art des Multilayer-Spritzgießens hatte Engel erstmals vor über zehn Jahren vorgestellt.

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Doriat, Clemens, Dr.

Schaumspritzgießen

Temperiertechnik

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Messe Fakuma

kunststoffe-international.com

Spritzgussteile, allgemein

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

kunststoffe.de

Handling, Handhabungstechnik

Automatisierungstechnik

Linearroboter für die Kunststoffverarbeitung

Energieeffizienz

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Elektrische Antriebe für Spritzgießmaschinen

Antriebe

Elektrische Antriebe

Spritzgießmaschinen

Multiaxialroboter für die Kunststoffverarbeitung

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Digitaler Zwilling

Software

Simulation

Kunststoff-Rezyklat

Kunststoff Werkstoffe

Gegenwind aus östlicher Richtung

In der Spritzgießproduktion des polnischen Kosmetikherstellers Bell werden nur Anlagen und Systeme angeschafft, die sparsam mit Energie umgehen. Die Konsumenten werden dabei als Teil der Wertschöpfungskette gesehen.

Sieht aus wie Glas, bricht aber nicht, wenn es herunterfällt: Sehr früh bereits hat Bell für die Herstellung von Kosmetikverpackungen auf PET gesetzt.

Kosmetikhersteller Bell erreicht mit Wittmann-Spritzgießequipment seine Nachhaltigkeitsziele

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Polyethylenterephthalat

Thermoplaste

Trockner, Granulat-

Kunststoff-Aufbereitung

Kreislaufwirtschaft

Transparent produziert

PET ist aktuell der einzige Verpackungskunststoff, der als Recyclingmaterial im industriellen Maßstab wieder zu Lebensmittelverpackungen verarbeitet werden kann. Der Werkstoff ist somit auch die Antwort auf die ambitionierten Vorgaben des EU Plastic Pact.

Um für PET neben dem Bottle-to-Bottle- und Bottle-to-Cup- auch einen Cup-to-Cup- und Cup-to-Bottle-Kreislauf zu etablieren, braucht es voneinander getrennte Materialströme für Food- und Non-Food-Verpackungen.

Carbon Busters, Teil 3: Wie und warum rPET das Recycling entscheidend voranbringen könnte

Werkstoffprüfung, mechanisch

Messtechnik

Werkstoffprüfung

Der Verpackungswerkstoff der Zukunft

Die Geschäftsführung des Spritzgießmaschinenherstellers Arburg verkündet am Vorabend der Technologie-Tage in Loßburg den Einstieg in die dezentrale Fertigung.

Strategiewechsel verkündet: die Arburg-Geschäftsführer Michael Hehl, Gerhard Böhm und Guido Frohnhaus (v. l.).

Spritzprägen

Elastomer-Spritzgießen

Startschuss für dezentrale Fertigung

Die Betrachtung des Werkzeugatmungssignals verrät nicht nur, ob Umschaltpunkt und Nachdruckzeit optimal gewählt wurden, sondern deckt auch Schwankungen im Schließverhalten der Rückströmsperre schonungslos auf.

Mithilfe des Assistenten iQ clamp control wird die Werkzeugatmung gemessen und analysiert, um die optimale Schließkraft zu ermitteln.

16:9

Sensorik für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen

Werkzeugatmung als Schlüssel  zur Prozess- und Produktqualität

Bei der VDI-Jahrestagung Spritzgießen diskutieren rund 80 Teilnehmer Technologien und Konzepte, mit denen sich deutsche Unternehmen trotz Krise international behaupten können. Lebhafte Diskussionen mit Pro und Contra inbegriffen.

Lights-out-Production bei Rico: Das Einrichten mannloser Schichten ist mit einigem Aufwand verbunden, kann sich aber lohnen.

Wissensmanagement

Wirtschaft

Strategie und Organisation

Spritzgieß-Sonderverfahren

Spritzgießsimulation

Thyrauer, Susanne

„Am Ende braucht man gute Nerven“

Wie kann Digitalisierung konkret zur Ressourcenschonung und Steigerung der Produktionseffizienz beitragen? Die Antwort gibt Arburg auf der K 2022 mit Beispielen für eine hoch vernetzte, digitalisierte Fertigung.

Im arburgGreenworld-Pavillon des VDMA Circular Economy Forums fertigt ein Allrounder 370 A mit Rezyklat-Paket „Greenline“-Dübel von Fischer.

Messe K-Kunststoffmesse

Nachhaltigkeit dank Digitalisierung

Die Weltleitmesse K hat in diesem Jahr erstmals auf breiter Front praktikable Lösungen für eine höhere Ressourceneffizienz aufgezeigt. Ein erster Streifzug übers Messegelände.

Wie sich Rezyklate mit digitalen Helfern prozesssicher verarbeiten lassen, offenbarte die K 2022 den Besuchern anhand zahlreicher Praxisbeispiele.

Solar / PV

Energieerzeugung

Erneuerbare Energie

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

Biokunststoffe

Oberflächentechnik

Digitalisierung

Silikonkautschuk

Kautschuk / Elastomere

Compoundieren

Geht doch

Sicher, die Kurzfristperspektive für den Spritzgießmaschinenbau war schon mal besser. Und trotzdem: Die Messe am Bodensee hatte etwas … Rundes.

Vorteil nicht nur in puncto Design: Die spritzgegossenen und anschließend veredelten Einleger machen die Felge zu einem aerodynamischen Laufrad mit weniger Geräuschentwicklung beim Fahren.

Bedrucken

Chemisches Bearbeiten (Auftragen)

Batterien

Energiespeicherung

Partikelschäumen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Plasmabehandlung

Reinigen und Vorbehandeln

Duroplast-Spritzgießen

Warum die Fakuma eine runde Sache war

Inhomogene Flaschenflakes zu extrudierfähigem rPET-C aufzuwerten war das Ziel eines Entwicklungsprojekts, das eine Lücke bei der stofflichen Verwertung im PET-Recyclingsystem schließen sollte.

Eine aus bunten PET-A-Flaschenflakes produzierte hitzestabile rPET-C-Menüschale (© Illig)

rPET-C aus inhomogenen Flaschenflakes | PET-Upcycling | Folienanwendung ✓ Lebensmittelverpackung ✓ Kunststoff-Recycling ► Mehr erfahren!

Up-Cycling gemischter PET-A-Flaschenflakes zu hitzestabilen rPET-C-Menüschalen

Extrusion

Farbstoffe und Pigmente

Additive

Schmelzefilter

Anlagen Lebensmittel

Anlagen für die Additive Fertigung

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, andere

Filteranlagen

Farbstoffe

Flakes

Extrusionsanlagen

Kunststoff-Recycling

PET: Aus A mach C

Zwei neue Modelle der Eco-Produktfamilie von Ettlinger tragen dem Bedarf für Systeme mit erhöhtem Produktdurchsatz Rechnung.

Der neue Eco 500 Hochleistungsschmelzefilter von Ettlinger erreicht Durchsätze bis zu 4.000 kg/h

Hochleistungsschmelzefilter für höhere Durchsätze

Für den ungarischen Preformproduzenten Deltaplast hat MHT eine 96-fach-Form von einem Engel- auf ein Netstal-System umgerüstet und damit 3 s Zykluszeit gespart.

Neue Nachkühllösung: Rechts die Entnahmeplatte, in der Mitte der patentierte coolMax.

Adapterkits für Preform-Werkzeuge

Neuware ist, seitdem sich die Logistikketten nach Corona in der 2. Jahreshälfte 2022 wieder neu sortiert haben, sehr billig in Europa und verdrängt PET-Rezyklate.

Ungenutzte Ressourcen: Verarbeiter setzen bei PET aktuell wieder mehr auf Neuware.

Recycling

„Das gesamte PET-Recycling ist in einer Schieflage“

Die Ascend-Tochter Circular Polymers hat PA, PET und PP mit Recyclinganteilen vorgestellt.

Die Rohstoffe für die Recyclingmaterialien bestehen aus alten Teppichen. Circular Polymers verarbeitet dafür Abfälle aus PA, PET sowie PP. 

PA, PET und PP

Polyamide

Polypropylen

Recyclingmaterialien aus alten Teppichen

Flaschen aus rPET können ihre Barriereeigenschaften weiter verbessern. Möglich macht dies eine neue Kunststoffschicht, die ähnliche Eigenschaften wie eine Glasflasche verspricht.

Bereits im Jahr 2019 hat der niedersächsische Mineralbrunnen das Material seiner Einwegflaschen komplett auf rPET umgestellt.

Die KHS-Beschichtung aus hauchdünnem, chemisch reinem Glas an der Innenwand von PET-Flaschen schützt erstmals natürliches Bio-Wasser.


Verpackungsmittel aus Kunststoffen

Kunststoffverarbeitung

Verpackungsmaterial

Logistik

Verpackungstechnik

An der Grenze zur Glasflasche

rPET im Dünnwandspritzgießen verarbeiten

Zur K 2022 präsentiert Engel mit seinen Partnern Alpla Group, Brink und IPB Printing einen Quantensprung für die Verpackungsindustrie. Dünnwandbehälter lassen sich erstmalig aus PET in nur einem Prozessschritt direkt im Spritzgießverfahren produzieren.

Auf seinem Messestand wird der österreichische Maschinenbauer ein recyceltes Material (rPET) verarbeiten. Mit einer Wanddicke von 0,32 mm stehen die transparenten 125-ml-Rundbehälter (Bild 1) stellvertretend für viele Verpackungen, insbesondere im Lebensmittelbereich. Dank integriertem In-Mold Labeling (IML) verlassen die Behälter abfüllfertig die Produktionszelle. Bislang konnte PET im Spritzgießen nur zu dickwandigen Teilen, wie Flaschen-Preforms, verarbeitet werden. Die endgültige Verpackungsform wurde in einem zweiten Prozessschritt – zum Beispiel durch Blasformen – erzielt.

Bis 2025 sollen gemäß European Plastics Pact alle Kunststoffverpackungen 30 % Rezyklatanteil enthalten und zu 100 % recyclingfähig sein. Mit Polyolefinen oder Polystyrol werden nach Einschätzung von Experten die genannten Ziele nicht erreichbar sein. Trotz des momentan hohen Preises wird PET damit zur wirtschaftlichen Alternative. PET ist bislang der einzige Kunststoff, der im geschlossenen Kreislauf und industriellen Maßstab wieder zu Lebensmittelverpackungen verarbeitet werden kann. Das Einsatzspektrum von PET und rPET würde dadurch deutlich erweitert. Neben dem Bottle-to-Bottle-Kreislauf ist somit auch die Etablierung eines Bottle-to-Cup- oder sogar Cup-to-Bottle-Recyclings denkbar.

Herzstück der Produktionszelle ist eine Spritzgießmaschine Engel e-speed 280/50 mit elektrischer Schließ- und hydraulischer Spritzeinheit. Die neue High-Performance-Spritzeinheit erreicht bei der Verarbeitung kleiner Schussgewichte mit hohen Wanddicke/Fließweg-Verhältnissen Einspritzgeschwindigkeiten von bis zu 1400 mm/s bei maximalen Spritzdrücken von bis zu 2600 bar. Für die Verarbeitung von rPET kombiniert Engel das neue Spritzaggregat mit einer auf die Rezyklat-Verarbeitung abgestimmten Plastifziereinheit aus der hauseigenen Entwicklung. Die neue e-speed ermöglicht die Verarbeitung von beliebigen Rezyklatanteilen bis hin zu 100-%-igem rPET.

Mit einem neuen Verfahren macht es Engel möglich, Kunststoffabfälle direkt nach dem Vermahlen als Flakes auf der Spritzgießmaschine zu verarbeiten. Dabei teilt ein Zwei-Stufen-Prozess das Plastifizieren und das Einspritzen in zwei voneinander unabhängige, aufeinander abgestimmte Prozessschritte auf. In der ersten Stufe wird das Rohmaterial aufgeschmolzen. Die Schmelze wird an eine zweite Schnecke übergeben, um sie in die Kavität einzuspritzen. Zwischen Plastifizier- und Einspritzaggregat werden ein Schmelzefilter und eine Entgasungseinheit in den Prozess integriert – damit lassen sich auch aus verunreinigten Kunststoffabfällen hochwertige Produkte erzeugen.

Üblicherweise werden die gesammelten Wertstoffe nach dem Sortieren und Reinigen gemahlen, compoundiert, filtriert und granuliert und als Regranulat in die Spritzgießverarbeitung gegeben. Das Granulieren des Mahlguts ist ein energieintensiver Prozess, der zudem in der Regel einen logistischen Aufwand erfordert. Im Zwei-Stufen-Verfahren wird dieser Arbeitsschritt komplett eingespart. Nach Berechnungen von Engel sinkt der Energiebedarf für die Herstellung des Messe-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 Verpackungs- und Automobilindustrie. Während der K wird Engel den Zwei-Stufen-Prozess auf dem VDMA Circular Economy Forum (Freigelände) demonstrieren. Eine Spritzgießmaschine Engel duo 12060H/80Z/900 (Bild 2) wird eine Mischung aus Polyolefinen aus einer Post-Industrial-Sammlung zu Dolly-Paletten (Bild 3) verarbeiten.

Die Anlagen basieren auf herkömmlichen Spritzgießmaschinen. Auch das leistet einen Beitrag, die Recyclingkosten zu senken und den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen. Besonderes Augenmerk legten die Engel-Entwickler dabei auf die Entgasungseinheit. 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. Eine weitere Besonderheit der Engel-Lösung ist, dass das erste Plastifizieraggregat die Aufgabe hat, Rohmaterial zu puffern. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Verarbeitungsprozess erreicht, was den Einsatz kleinerer Schnecken und damit weitere Kosteneinsparungen erlaubt.

Projektpartner sind AVK Plastics als Palettenhersteller, IPP, ein Spezialist für Logistiklösungen für Lieferketten, der Werkzeugbauer Haidlmair und Ettlinger als Lieferant des Schmelzefilters. Ein weiterer Partner ist R-Cycle. Die Paletten sind mit einem RFID-Chip sowie einem QR-Code, der im IML-Verfahren aufgebracht wird, versehen. Über den QR-Code können Messebesucher Informationen zum Material und zum Recyclingprozess aus der Datenbank von R-Cycle live abrufen.

Mehr Wirtschaftlichkeit in der Produktion von Großbehältern

Gemeinsam mit seinem Entwicklungspartner Haidlmair ist es Engel zudem gelungen, die Zykluszeit für die Herstellung großer Logistikprodukte um 30 % zu reduzieren. Verantwortlich für diesen Leistungssprung ist die Großmaschine Engel duo speed in Kombination mit einer innovativen Werkzeugtechnik.

Herzstück der Produktionszelle, in der auf der K große, 2000 g schwere Multi-Use-Container aus PE-HD (Bild 4) hergestellt werden, ist eine Spritzgießmaschine duo 8310/700 speed. Die Baureihe, ausgestattet mit der Servohydraulik ecodrive und einem neu entwickelten Schnellläuferspritzaggregat, vereint laut Engel im Bereich großer Schließkräfte eine hohe Produktivität und Effizienz mit einem besonders kleinen Flächenbedarf. Damit rücken die Zweiplattenmaschinen von Engel in Bereiche vor, die lange Zeit Kniehebelmaschinen vorbehalten waren.

Das Hochleistungswerkzeug ist mit einem 6-fach-Heißkanalsystem vom Typ FDU Midi SLS des Haidlmair-Tochterunternehmens FDU Hotrunner ausgerüstet. Die Breitschlitzdüse kann im Vergleich zu herkömmlichen Nadelverschlusssystemen große Schussvolumina schneller in die Kavität verfrachten, ohne dass eine hohe Friktionsenergie entsteht. Zusätzlich sorgen Hybrideinsätze für eine effiziente Kühlung und einen sehr guten Wärmeausgleich. Mehrere Sensoren im Werkzeuginneren – unter anderem zur Innendruckmessung, Analyse des Materialflusses und Bestimmung des Kristallisationseffekts – tragen zu einer hohen Prozesssicherheit bei.

Ein ganzheitlicher Ansatz, wie sich diverse Potenziale zum Energiesparen in der Spritzgießproduktion nutzen lassen, ist – am Beispiel einer medizinischen Anwendung – in einem eigenen <a href="https://www.kunststoffe.de/a/ article-2932073" target="_blank">Fachbeitrag in Kunststoffe 9/2022 beschrieben. Üb</a>er den Zuwachs in der iQ-Produktfamilie hatte Kunststoffe bereits in der August-Ausgabe berichtet. Der neue Sollwertassistent iQ hold control spart durch die automatische Ermittlung der optimalen Nachdruckzeit dem Prozesstechniker viel Zeit.

Engel Austria GmbH  

https://www.engelglobal.com

Bild 1. Die dünnwandigen Behälter werden aus rPET spritzgegossen.

Bild 2. Basierend auf einer herkömmlichen Engel duo Spritzgießmaschine, sind die Anlagen für die Verarbeitung von Kunststoff-Flakes modular aufgebaut, nach Bedarf mit einem Hochleistungsschmelzefilter und einer Entgasungseinheit.

Bild 3. Aus den Flakes werden rollbare Logistikladungsträger, sogenannte Dolly-Paletten, produziert.

Bild 4. Die Herstellung großer Logistikprodukte unterliegt einem hohen Kostendruck. Die Zykluszeit im Spritzgießprozess ist eine wichtige Stellschraube für mehr Produktivität.