< Previous Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 72 VERP ACKUNG Günther bei Bergi-Plast Ansätze für Energieeffizienz beim Verpackungsspritzguss Die kunststoffverarbeitende Branche an sich ist eine der energieintensivs- ten Industrien. Dabei sticht die Herstellung von Kunststoffverpackungen mit ihren sogenannten Schnellläufern und hohen Stückzahlen her- aus. Da die Nachfrage nach hochwertigen Kunststoffverpackungen weiter steigen wird, liegen die Bestrebungen der Verarbeiter auf ei- ner Steigerung der Ressourcen- und Energie effizienz. Am Beispiel des Spritzgussprozesses wird klar, wie zahlreich die Stellschrauben sind, um diese Bestrebungen voranzubringen. Als der Verarbeiter Bergi-Plast aus Sachsen seine Produktion auf Energieeinspar poten ziale abklopfte, wurde man im Rahmen der Technologietage bei Günther Heisskanaltechnik in Frankenberg auf die Heizungstechnologie BlueFlow® aufmerksam. Das 12-fach-Werkzeug für die Fertigung von Tubenverschlüssen (Flip-Top-Soft und Flip-Top- Super Soft) im Einsatz. Foto: Bergi-Plast Noch hat die Menschheit kein Wasser-, Flächen- oder Ernährungsproblem. Zwei Drittel der Erdober fläche sind mit Wasser bedeckt, aber es erfordert viel Energie, um aus Meerwasser Trinkwas- ser zu gewinnen und dieses in wasser- arme Gegenden zu befördern. Durch künstliche Bewässerung lassen sich viele öde Landstriche bewohnbar ma- chen, um so ausreichend Fläche nut- zen zu können. Auch stellt die Erde ge- nügend Nahrungsmittel zur Verfügung – allerdings ungleich verteilt –, aber es fehlt die Energie für Transport und Lagerung. Woran es mangelt, ist also Energie und die ist auch deshalb teuer, weil moderat ansteigende Ressourcen- preise einen Anreiz geben sollen, die Ressourcen effi zienz zu steigern. Zwar wurden in den vergangenen Jahren die Ressourcen Maschine und Arbeits- kraft immer teurer, aber auch durch Ef- fizienzsteigerungen wiederum überpro- portional günstiger. Einem Betrieb, der intelligent investierte, blieb so stets eine Ersparnis. Dieser Effekt hat die Produk- tivität der deutschen Industrie erhöht – mit dem Ergebnis, dass nur noch etwa 20 Prozent der Kosten der kunststoffver- arbeitenden Industrie Personalkosten sind. Nicht etwa niedrige Materialprei- se, sondern die geringen Produktions- kosten in Serie sind ein wichtiger Er- folgsfaktor von Produkten aus Kunst stoff. Es empfiehlt sich demnach, mehr Pro- zessschritte zu kombinieren und zu in- tegrieren. Dies analysierte auch die auf Kunst- stoffverarbeitung und den Formen- bau spezialisierte Bergi-Plast GmbH in Bad Gottleuba-Berggießhübel. Als Lieferant für die Verpackungs- und die Automobilindus trie produ- ziert das Unternehmen mit 130 Mit- arbeitern ein breites Programm an Kunststoffverschlüs sen. Das Produkt- portfolio umfasst Komponenten wie Klappdeckel-, Schraub-, Messbecher-, Kanister- und Tubenverschlüsse für die Pharma- und Lebensmittelindustrie, für die Haushaltschemie und Kosmetik sowie für Flaschen- und Kanisterher- steller. Etwa eine halbe Milliarde sol- cher Teile werden im Jahr produziert. Aber auch Teile für Brems- und Steue- rungsanlagen an Nutzkraftwagen, Ar- tikel für Tankanlagen oder elektrische Baugruppen für die Automobilindustrie werden in Berggießhübel und im zwei- ten Werk in Dohma gefertigt. Das Unternehmen verfügt über einen modernen Maschinenpark mit Spritz- gießmaschinen mit einer Schließkraft von 25 bis 210 Tonnen. Die Maschinen sind teilweise mit Handling-Systemen zur Ent nahme und Weiterbearbeitung Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 73 VERP ACKUNG der Kunststoffteile ausgestattet. Der Werkzeugbau ist ausgelegt für Werk- zeuge mit einem Gewicht von bis zu zwei Tonnen. Die erfolgreiche Unter- nehmensentwicklung von Bergi-Plast basiert auf der Philosophie eines ganz- heitlichen Leistungsangebots zur Erfül- lung höchster Qualitätsansprüche und eines optimalen Preis-Leistungs-Ver- hältnisses sowie der konse quenten stra- tegischen Ausrichtung darauf. Seinen Anspruch auf höchste Qualitätsfähig- keit stellt das Unternehmen durch die kompromisslose Anwendung eines aus- gereiften und ganzheitlichen TQM-Kon- zepts sicher. Dazu gehört ein Qualitäts- management, das auf die Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden ab- gestimmt ist. Gleichzeitig verfügt Bergi- Plast über modernste Geräte und einen gut ausgestatteten Messraum. Alle Stellschrauben im Spritzgussprozess nutzen In puncto Ressourcen- und Energieeffi- zienz legt Bergi-Plast aber auch großen Wert auf eine opti mal auf die Produkti- onsbedingungen ausgerichtete Gebäu- deklimatisierung. Um weitere Energie- effizienz potenziale zu erschließen, setzt das Unternehmen auf Wärmerückge- winnung bei der Spritz gießfertigung. „Wir als energieintensives Unterneh- men sind uns bewusst, dass unsere Wettbewerbs fähigkeit nur dann erhal- ten bleibt, wenn wir den Verbrauch an Energie auf ein Minimum reduzieren“, erklärt Matthias Zetzsch, Projektma- nagement Caps & Closures bei Bergi- Plast. „Wir beschäftigen uns daher seit Jahren offensiv mit dieser Thematik und setzen konsequent auf clevere und be- reits erfolgreich umgesetzte Einsparkon- zepte. Gerade im Spritzgussprozess gibt es noch zahlreiche Stell schrauben, die uns helfen könnten, diese Bestrebungen voranzubringen.“ Aufgrund der vielen Ein fluss faktoren und ihres komplexen Zusammenwirkens ist es wichtig, mög- lichst viele Prozesspara meter daraufhin zu untersuchen, wie stark sie auf den Energieverbrauch einwirken. So ist auch Bergi-Plast vorgegan- gen, als das Unternehmen seine Pro- duktion auf Energieeinspar poten ziale abklopfte. Matthias Zetzsch wurde im Rahmen der Technologietage bei Gün- ther Heißkanaltechnik in Frankenberg auf die Heizungstechnologie BlueFlow aufmerksam. Die Stan dardisierung der Dickschicht-Technologie ermög- lichte es Günther, energieeffizientere Heißkanal düsen zu ent wickeln. Gegen- über herkömmlichen Messingkörper- Heizelementen sind die Dickschicht- Heizele mente wesentlich filigraner und haben einen geringeren Durchmesser. Weiterhin lassen sich die Heizbahnen sehr viel enger und damit auch indivi- dueller pro Temperierzone aufbringen, da sie nur eine Dicke von rund 20 µm aufweisen. Das führt auch dazu, dass sich die Temperaturverteilung in der gesamten Düse sehr viel exakter steu- ern lässt. Und die BlueFlow-Technologie lässt eine platz spa rende, individuelle- re und energieeffizientere Heißkanal- auslegung zu, was insgesamt auch den Spritz gießprozess effizienter gestaltet. Ein weiterer Effekt ist, dass kleinere, leis- tungsangepasste Spritz gießmaschinen eingesetzt werden können, ohne dass der Produktionsausstoß gemindert wird. Die Herstellung wird insgesamt flexi- bler, gleichzeitig aber auch sehr viel energieeffizienter. Dies kommt natür- lich Unternehmen wie Bergi-Plast ent- gegen, die für die Verpackungsindustrie fertigen und zudem auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienz setzen. Energieeinsparung nachgewiesen Bergi-Plast setzt die Düsen von Gün- ther schon seit einigen Jahren ein. Im Rahmen einer Versuchs reihe woll- te Matthias Zetzsch nun herausfinden, welche Vorteile eine energieeffizien- te Heißkanal auslegung bringt. Er woll- te die Werte für den Energieeinsatz in drei baugleichen 12-fach-Werkzeugen für die Fertigung von Tubenverschlüs- sen (Flip-Top-Soft und Flip-Top-Super Soft) miteinander verglei chen. Verar- beitet werden sollte Polypropylen (PP) mit einem Schussgewicht von rund 8 Gramm bei einer Zykluszeit von rund 12 Sekunden. Einer der eingesetzten Heißkanäle kam von Günther Heiss- kanaltechnik mit Düsen der energieef- fizienten BlueFlow-Produktreihe. Ver- baut wurden BlueFlow 4SHT80S-Düsen. Die anderen Heißkanäle und -düsen waren baugleich. Gemessen wurde mit einer Strommesszange auf der gleichen Spritzgießmaschine mit elektrischem Direktantrieb. Der Produk tions zyklus betrug 24 Stunden. Das Ergebnis belegte die Anga- ben von Günther, dass eine Energie- einsparung von 20 bis 30 Prozent ge- genüber anderer Heißkanaltechnik möglich ist. Matthias Zetzsch dazu: „Das Ergebnis hat bewiesen, dass man auch bei der Werkzeugauslegung Einspar- potenziale hinsichtlich des Energieein- satzes finden kann. Im Einzelnen haben wir eine Einsparung von 23,01 Pro zent gegenüber der Heißkanal technik an- derer Hersteller erreicht. Das bestätigt auch unsere Ent scheidung für die Heiß- kanaltechnik von Günther, die wir be- reits seit 2010 einsetzen.“ Marco Kwi- atkowski, Prokurist und bei Günther verantwortlich für die Abteilung Dick- schicht: „Die BlueFlow-Düsentech- nologie ermöglicht zudem eine Leis- tungsverteilung auf den Millimeter genau, was eine sehr viel homogene- re Beheizung mög lich macht. So ist bei- spielsweise eine hohe Leistungskon- zentration im vorderen Düsenbereich reali sierbar. Das hat auch einen positi- ven Effekt auf die Prozessstabilität und die Formteilgenaugkeit. Zudem sind reduzierte Zykluszeiten durch die Sen- kung der Verarbeitungstemperaturen möglich.“ Zehn Jahre einschließlich Praxiserprobung mit Pilotanwendern wurden in die Forschungs- und Ent- wicklungsarbeit zur BlueFlow-Heißka- naldüse gesteckt und mit der Standar- disierung der Dick schicht-Technologie für Heißkanaldüsen hat Günther ein absolutes Alleinstellungsmerkmal auf dem Markt. Bergi-Plast verfügt über einen modernen Maschinenpark mit Spritzgießmaschinen mit einer Schließkraft von 25 bis 210 Tonnen. Die Maschinen sind teilweise mit Handling-Systemen zur Entnahme und Weiterbearbeitung der Kunststoffteile ausgestattet. Foto: Bergi-Plast Die Versuchsreihe von Bergi-Plast belegt das Energieeinsparpotenzial der BlueFlow® Heißkanaldüsen. Grafik: Günther Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 74 VERP ACKUNG Energieeffiziente Produktion in der Kunststoffbranche Um maßgeblich Energie zu sparen, ist es natürlich wichtig, den Energieeinsatz für die Herstellung von Kunststoffpro- dukten zu reduzieren und Stellschrau- ben wie vollelektrische Spritzgießma- schinen, die nach Herstellerangaben den Energiebedarf im Vergleich zu hyd- raulischen Maschinen um bis zu 50 Pro- zent senken, zu nutzen. Aber wenn man die Ziele eines Ressourceneffizienzpro- gramms wie ProgRess wie das Bewah- ren natürlicher Ressourcen für zukünf- tige Generationen und das Vermeiden negativer Umwelteffekte bzw. die Ein- haltung der Tragfähigkeitsgrenze und das Erlangen von Wett bewerbsvorteilen Dank der einzigartigen Dickschichtheizung und dem zweigeteilten Schaft mit Titanlegierung ermöglicht die BlueFlow® Heißkanaldüse eine energieeffiziente Produktion und eine optimale Temperaturführung bei geringeren Einbaumaßen. Grafik: Günther Günther Heisskanaltechnik Günther produziert als Technologie- führer im Bereich Heißkanal- und Kaltkanaltechnik mit mehr als 220 Mit- arbeitern innovative und anwender- freundliche Injektionssysteme für die kunststoff- und silikonverarbeitende Industrie. Zu seinen internationalen Kunden zählen führende Unterneh- men der Branchen Automotive, Elek- tro/Elektronik, Medizintechnik, Verpa- ckung und Konsumgüter. www.guenther-heisskanal.de Bergi-Plast Die Bergi-Plast GmbH ist ein moderner Kunststoffverarbeiter und Formenbau- er, der Verschlüsse, Verschlusskappen sowie zeichnungsgebundene techni- sche Teile für den Maschinenbau, die Elektro industrie und Automobilzulie- ferer fertigt. Die Geschichte des Unter- nehmens in Berggießhübel bei Dres- den reicht weit über 100 Jahre zurück. Insgesamt 62 Spritzgießmaschinen mit Schließkraft bereichen von 5 bis 250 Tonnen sind an den beiden Produkti- onsstandorten von Bergi-Plast in Berg- gießhübel und Dohma im Einsatz. Die gesamte Bandbreite des Unterneh- mens erstreckt sich über die Projekt- entwicklung, den Werkzeugbau und die Spritzgießfertigung bis hin zur Baugruppen montage. Unterstützt wer- den die Prozesse von hochwertiger Messtechnik, um die hoch gesteckten Qualitätsstandards einzuhalten. Das Unternehmen selbst ist zertifiziert nach ISO 9001:2008 und ISO/TS 16949:2009 und verfügt über ein Umwelt- und Energiemanagement. www.bergi-plast.de mit effizienten Technologien erreichen will, muss man alle Komponenten des Produktionsprozesses durchleuchten. Und da geht der Kunststoffverarbeiter und Formenbauer Bergi-Plast mit dem Einsatz der Heißkanaltechnik von Gün- ther mit gutem Beispiel voran. Denn die konsequente Steigerung der Ressour- ceneffizienz ist eine Art Lebensversi- cherung gegen Ressour cenmangel und steigende Preise und sichert die Wettbe- werbsfähigkeit. Autor Horst-Werner Bremmer Leitung Anwendungstechnische Bera- tung und Vertrieb bei Günther Heisska- naltechnik. Ausgabe Mai/Juni 2021 Schwerpunktthema Medizintechnik Redaktionsschluss: 10. Juni 2021 Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 75 VERP ACKUNG Hohe Präzision und absolute Prozesskonstanz bei einer enormen Produktvarianz – diese Merkmale beschreiben die Produktion eines der führenden Produzenten für Obstkisten und Wertstoffbehälter. Bei Europlast wird in Kilogramm und Tonnen gerechnet – die Qualität der Produkte aber in Gramm und Millimeter geprüft. Mit duo Spritgießmaschinen von Engel bringt das klimaneutral arbeitende Unternehmen diese Herausforderungen unter einen Hut. 50 Kilogramm Kunststoff – für eine sol- che Menge braucht manch eine Spritz- gießmaschine viele Zyklen. Bei Eu- roplast in Kärnten sind die Maßstäbe andere, hier werden große Behälter mit Einzelschussgewichten bis 50 Kilo- gramm produziert: Obstkisten für die Landwirtschaft, Logistik- und Wertstoff- behälter für Industrie und Kommunen sowie individuelle große Kunststofftei- le im Auftrag – und das in einer impo- santen Formen- und Farbenvielfalt, wie der Rundgang über das Firmengelän- de in Dellach im Drautal zeigt. Längst sind die Zeiten einheitsgrauer Behäl- ter vorbei – und selbst die geometrische Vielfalt der Behälter ist beeindruckend. Äpfel erfordern ein anderes Boxen- design als Birnen oder Pflaumen, und selbst Äpfel stellen – abhängig von der Sorte und Größe – keine einheitlichen Anforderungen. Europlast zählt zu den drei größten Lieferanten von Behälterlösungen aus Kunststoffspritzguss in Europa. Produ- ziert wird je nach Produkt vor allem aus HDPE, aber auch Recyclingwa- re aus Post-Consumer-Werkstofffraktio- nen. Umweltbewusstsein ist für das Un- ternehmen wichtig. „Seit 2019 sind wir ein klimaneutrales Unternehmen. Er- reicht haben wir das durch viele Ener- giesparmaßnahmen sowie das Umstel- len auf 100 Prozent Ökostrom“, erzählt Michael Seifter, Leiter Technologie und Innovation. „Im Einklang mit der Natur“ ist das Motto des Verarbeiters, das bei jeder Entscheidung eine Rolle spielt. Die The- men Recycling, CO2-Footprint und vor allem auch die Energieeffizienz der ei- genen Fertigung sind wichtig. „Wir ver- suchen, ressourcenschonend und mit möglichst wenig Impact auf die Um- welt zu produzieren. Deshalb stellen wir diese Anforderungen an unsere Pro- duktionsmaschinen. Mit Engel haben wir hier einen Partner im Geiste gefun- den.“ Energieverbrauch weiter reduziert Spritzgießmaschinen vom Typ Engel duo stehen in der weitläufigen Produkti- onshalle. Die Großmaschinenbaureihe bietet von Haus aus eine im Vergleich zu anderen Maschinentypen und Mar- ken geringe Energieaufnahme. Dazu tragen unter anderem die schnelle Schließeinheit mit geringen bewegten Massen, Kurzhubzylinder, die optimier- te Formbewegung und die Servohy- draulik ecodrive mit einer bedarfsge- rechten Pumpenleistung bei. Steht die Maschine still, zum Beispiel während des Kühlens, ruhen auch die Motoren und verbrauchen keine Energie. Seit 2004 arbeiten Europlast und Engel zusammen, und von Beginn an passt Engel die Spritzgießmaschinen exakt an die individuellen Anforderun- gen seines Kunden an. Dies betrifft zum Beispiel die Spritzaggregate, da Euro- plast aufgrund der Kaskadensteuerung vergleichsweise geringe Spritzdrücke benötigt. Um noch mehr Energie ein- zusparen, wurde die jüngste, 2020 ge- lieferte duo 4000 mit einem elektrischen Dosierantrieb ausgerüstet. Inklusive Pe- ripherie und Automatisierung liegt der Gesamtenergiebedarf pro Zyklus damit unter 11 kWh. „Aufgrund der hohen Energieeffizienz amortisieren sich die Engel duo Maschinen in nicht einmal drei Jahren“, ist Seifter mit der Investiti- on nicht nur aus Gründen der Nachhal- Engel bei Europlast Höchste Präzision für hochstapelnde Obstler Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 76 VERP ACKUNG tigkeit, sondern auch aus wirtschaftli- chen Abwägungen sehr zufrieden. Verfügbarkeit entscheidend Technisch bringt die duo Baureihe alles mit, was für eine effiziente und zugleich reproduzierbare Produkti- on großer Boxen entscheidend ist. Die gleichbleibend hohe Produktqualität ist ausschlaggebend für die Stabilität der Boxen und damit ein entscheidender Si- cherheitsfaktor. „Bei der Apfelernte wer- den bis zu fünf Tonnen Gewicht hochge- stapelt, 14 Kisten übereinander“, erklärt Michael Seifter. Solche Türme aus Ap- felkisten können dann etwa zehn bis zwölf Meter hoch werden. Trotz Dünn- wandkonstruktion muss auch die un- terste Kiste stabil tragen. Je nach Apfelsorte haben die Kisten ein Schussgewicht zwischen 25 und 40 kg. Das gleichmäßige Einspritzen und die Gewichtskonstanz sind die Voraus- setzung, trotz der langen Werkzeugker- ne die Kavitäten vollständig zu füllen und eine reproduzierbare Wandstär- kenverteilung zu erzielen. Nur dann sind die Boxen tragfähig und lassen sich beim Stapeln sicher miteinander verschränken. Entscheidend für die Leistungsfähig- keit und Effizienz ist zudem die Schließ- einheit. „Die Engel duo Maschinen ge- hören zu den schnellsten Maschinen am Markt. Das Öffnen, Schließen und Verriegeln sind unproduktive Zeiten. Hier ist die duo sehr schnell, was direkt in die Zykluszeit eingeht“, erklärt Seif- ter und betont noch einen Aspekt, der für Engel spricht: Die hohe Anlagen- verfügbarkeit. „Obstkisten werden nicht auf Lager vorproduziert, sondern on- demand zum Erntezeitpunkt. Ich muss mich darauf verlassen können, dass die Maschine genau dann verfügbar ist.“ Prozesskonstanz mit Rezyklat Wesentlicher Bestandteil einer ressour- censchonenden Fertigung ist der Ein- satz von Rezyklat. Für die Obstkisten sind Rezyklate laut Lebensmittelgesetz derzeit noch nicht zugelassen, doch bei den Wertstoffbehältern erhöht sich der Anteil stetig. Und dies weltweit, wenn auch langsamer, als es sich Seif- ter wünscht. „Die Behälter mit einem hohen Rezyklatanteil bis nahe 100 Pro- zent sind teurer, weil wir einen Upcyc- ling-Prozess vorschalten und eine deut- lich engmaschigere Qualitätskontrolle notwendig ist. Politisch ist in manchen Ländern aber durchaus der Wille da, für Behälter mit Rezyklatanteil mehr Geld zu investieren.“ Die Wertstoffbehälter müssen im Ein- satz anderen Belastungen standhalten als Obstkisten, die lediglich eine stati- sche Stabilität benötigen, weil die kli- matischen Verhältnisse zum Zeitpunkt der Ernte wenig variieren. Mülltonnen hingegen sind dynamischen Belastun- gen ausgesetzt, von -30 °C im skandi- Apfelkisten im Einsatz bei der Ernte. Die Apfelgröße bestimmt das Design der Box. Je kleiner der Apfel, desto höher das Füllgewicht, und desto stabiler muss die Konstruktion sein. Müllcontainerproduktion auf einer Engel duo 4000: Verarbeitet wird Rezyklat aus Post- Consumer-Sammlungen. Wertstoffbehälter sind häufig hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Der Rezyklatanteil steigt weltweit an. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 77 VERP ACKUNG navischen Winter bis hin zu +45 °C und mehr in Israel zum Beispiel. Die Rohmaterialien zur Produktion der Wertstoffbehälter mit Rezyklat-An- teil entstammen im Sinne der Kreislauf- wirtschaft Post-Consumer-Fraktionen. Die etwas schwankende Materialkon- stanz muss die Spritzgießmaschine mit ihrer hohen Präzision ausgleichen. Die hohe Prozessstabilität der Engel Maschinen erweist sich für Europlast auch beim Contract Manufacturing als Vorteil. Etwa 30 Prozent der Produk- tion sind Auftragsfertigungen für un- terschiedliche Branchen und unter- schiedlich große Teile mit immer neuen Werkzeugen – Tendenz steigend. In der Produktionshalle in Kärnten stehen daher nicht nur die Großmaschinen der duo Baureihe. Die insgesamt 13 Spritz- gießmaschinen haben Schließkräfte zwischen 200 und 4000 Tonnen. „Engel unterstützt uns mit maßgeschneiderten Lösungen sehr gut, flexibel produzieren zu können“, sagt Seifter. „Wir können auf großen Maschinen auch mal klei- nere Schussgewichte fahren. Auch hier hilft uns die hohe Konstanz im Spritz- gießprozess.“ Auch zukünftig werden die beiden „Partner im Geiste“ an neuen Projek- ten zusammenarbeiten, um die Anfor- derungen, die sich vor allem aus der CO2-Thematik ergeben, zu bewältigen. „Wir versuchen, ressourcenschonend und mit möglichst wenig Impact auf die Umwelt zu fer- tigen. Deshalb stellen wir diese Anforderungen auch an unsere Produktionsmaschinen“, so Michael Seifter von Europlast. Fotos: Europlast „Wir werden weiter an der Energieeffi- zienz arbeiten und die Rezyklatanteile hochfahren“, gibt Michael Seifter einen kleinen Einblick in die künftigen Her- ausforderungen. Vor allem hofft er, bald auch für Obstkisten Rezyklate einset- zen zu können. „Die Wünsche und An- forderungen unserer Kunden sind für uns Motor und Treibstoff zugleich“, sagt Werner Sucharda, Verkaufsleiter Öster- reich Ost von Engel. „So können wir mit innovativen Maschinenkonzepten und Technologien immer das Optimum für unsere Kunden herausholen.“ Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 78 VERP ACKUNG Arburg Turnkey-Anlage setzt Maßstäbe für lückenlose Dokumentation Zur Hannover Messe Digital Edition 2021 präsentierte Arburg eine neu konzipierte Turnkey-Anlage, die neue Maßstäbe setzt hin- sichtlich Digitalisierung, Automation und Circular Economy in der Kunststoffverarbeitung. Die informations technisch vernetzte Spritzgießmaschine fertigt Trinkbecher im Knitter-Look. Das Produkt lässt sich inline optisch veredeln, individuell mit Informationen zum Recycling kennzeichnen und zu 100 Prozent rückverfolgen. Digitalisierung, Automation und smar- te Assistenzsysteme erleichtern die tägliche Arbeit mit und an Spritzgieß- maschinen. Wie sich die Fertigungspro- zesse lückenlos dokumentieren sowie einfach, effizient und prozesssicher ge- stalten lassen, demonstriert Arburg mit seinem Exponat rund um einen elek- trischen Allrounder 370 A mit 600 kN Schließkraft. Automatisiert und zu 100 Prozent rückverfolgbar Das Exponat fertigt mit einem 1-fach- Heißkanalwerkzeug der Firma Haidl- mair einen Knitterbecher aus PP. Die Handhabung übernimmt ein neues vertikales Robot-System Multilift V 20 mit 20 kg Traglast im Queraufbau. Der aus dem Werkzeug entnommene Be- cher wird zunächst einer Plasmabe- handlung und danach einer Digital- Das Arburg-Exponat rund um einen elektrischenAllrounder 370 A. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 79 VERP ACKUNG nung in der Recyclinganlage ist eine sortenreine Trennung möglich. „Smarte“ Maschinensteuerung Die „smarte“ Maschine bietet in Zu- kunft umfassende Möglichkeiten zur Vernetzung, überwacht und regelt ad- aptiv ihre Prozesse und unterstützt die Bediener in jeder Situation aktiv. Dabei nimmt die Maschinen steuerung eine Schlüsselrolle hinsichtlich Prozesskon- trolle, Qualitätssicherung und Rückver- folgbarkeit ein. Genau hierauf zielen viele Features des Exponats ab. Der All- rounder mit Gestica-Steuerung ist z. B. mit dem „aXw Control FillAssist“ ausge- stattet, der Füllsimulationen direkt auf dem Steuerungsbildschirm ermöglicht. Dabei wird der Füllgrad des Bauteils in Relation zur aktuellen Position der Schnecke als 3D-Grafik in Echtzeit ani- miert. Drei weitere Regelsysteme, der aXw ScrewPilot, PressurePilot und Re- ferencePilot, sorgen für ein adaptiv ge- regeltes Einspritzen. Dabei handelt es sich um aufeinander aufbauende Re- gelstrategien, die Lösungen bieten für zentrale Qualitätsanforderungen wie konstante Schussgewichte und gleich- mäßige Formfüllung. www.arburg.com Die informationstechnisch vernetzteTurnkey-Anlage fertigt Trinkbecher im Knitter-Look. Das Produkt lässt sich inline optisch veredeln, individuell mit Informationen zum Recycling kennzeichnen und zu 100 Prozent rückverfolgen. druck-Station zugeführt. Somit ist die Produktveredelung direkt in die Ferti- gungszelle integriert. Um die Knitter- fläche des Bechers bedrucken zu las- sen, kann man per Tablet zwischen drei verschiedenen Bildmotiven aus- wählen. Zusätzlich wird der Becher auf seiner polierten Fläche mit zwei DM- Codes ergänzt – auf dem einen sind die Prozessdaten für die Rückverfolg- barkeit hinterlegt und auf dem ande- ren die Materialinformationen für das Recycling. Für eine standardisierte Vernet- zung ist der Allrounder serienmäßig mit einem IIoT-Gateway ausgestat- tet. Durch die Anbindung an eine Soft- ware, wie dem Arburg Leitrechner- system oder einem ERP, lassen sich Produktionsdaten in Echtzeit erfassen und analysieren und die Produktionsef- fizienz sowie Transparenz deutlich stei- gern. Bei dieser Anwendung visuali- siert das Scada-System Arburg Turnkey Control Module (ATCM) alle relevanten Prozess- und Qualitätsdaten und führt sie teilespezifisch zusammen. Dazu lie- fern die Spritzgießmaschine, Automati- on und Peripherie – in diesem Fall der Digitaldrucker – jeweils die relevanten Daten an das ATCM. Auf diese Weise kann jeder einzelne Becher zu 100 Pro- zent rückverfolgt werden. Digitaler Zwilling für sortenreine Trennung Seine Aktivitäten zu Circular Economy und Ressourcenschonung fasst Arburg seit 2019 im Programm arburgGREEN- world zusammen und beschreitet damit den Weg hin zum Systemanbieter, der sich in der Kreislaufwirtschaft wieder- findet und für Nachhaltigkeit sorgt. Als exklusiver Maschinenbau-Partner des Projekts R-Cycle, initiiert von der Firma Reifenhäuser, wird mit dem Praxisbei- spiel Knitterbecher auch demonstriert, wie sich nach der Nutzungsphase aus dem Kunststoffabfall hochwertiges Re- zyklat rückgewinnen und der Wertstoff- kreislauf schließen lässt. Zentrales Ele- ment von R-Cycle ist eine Datenbank, in der alle Informationen zu den ver- wendeten Inhaltsstoffen hinterlegt sind. Jedes Kunststoffprodukt erhält auf diese Weise einen digitalen Zwilling. Bereits während des Spritzgießens werden die Daten z. B. über Roh- und Farbstoffe übermittelt und das Produkt mit einem maschinell lesbaren DM-Code, gekenn- zeichnet. Über Auslesen der Kennzeich- Das Kundenportal arburgXworld mit seinen zahlreichen interaktiven Apps und „smarten“ Funktionen erleichtert die tägliche Arbeit rund um das Spritzgießen. Fotos: Arburg Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 80 VERP ACKUNG Interview mit Richard Schnabel von Wittmann Battenfeld: „Nachhaltigkeitsthemen werden den Trend hin zu Dünnwandanwendungen weiter verstärken!“ Verpackungen sind in den Fokus der Berichterstattung ge- rückt – einerseits wegen ihrer Wahrnehmung als Müll, aber in Corona-Zeiten auch beson- ders auf Grund ihrer hervor- ragenden Eigenschaften, um Produkte zu schützen. Im Zuge der stärkeren Fokussierung der Wittmann Gruppe auf den Bereich Verpackung sprachen wir in einem Interview mit dem Produktexperten für den Bereich Packaging, Richard Schnabel, über Innovationen, aktuelle Projekte und Herausforderungen für Verpackungsanwendungen. Die Corona-Pandemie begleitet uns nun schon seit mehr als einem Jahr. Welche Herausforderungen und Chancen für Verpackungen sehen Sie in der Krise? Besonders im dünnwandigen Verpa- ckungsmarkt sehen wir Chancen. Die Gestaltungsmöglichkeiten verschie- denster Konturen und Dekorations- möglichkeiten sind hier hervorzuhe- ben und werden mit Sicherheit weiter an Bedeutung gewinnen. Verpackungen und Nachhaltigkeit – wie sehen die Trends aus? Vor allem Umwelt- und Nachhaltig- keitsthemen werden den Trend hin zu Dünnwandprodukten weiter ver- stärken. Als Beispiel für das Dünn- wandspritzgießen haben wir kürzlich mit einem belgischen Kunden ein Pro- jekt realisiert, bei dem es darum ging, einen 150-ml-Lebensmittelbehälter mit einer Wandstärke von 0,3 mm im ICM Verfahren in einer Zykluszeit von we- niger als drei Sekunden herzustellen. Dünnere Wandstärken werden auf- grund der Anforderungen zur Materi- alreduzierung und somit zur Gewichts- reduzierung vermehrt angefragt. Des Weiteren nimmt die Nachfrage nach nachwachsenden Materialen ste- tig zu und dadurch auch die Chance zur Differenzierung im Wettbewerb. Die Herausforderung ist es vor allem, die Trends frühzeitig zu erkennen und dar- auf zu reagieren. Eine bessere Ausnut- zung der Materialien, vor allem auch Mehrfachnutzung „Post Consumer Re- cycling“. Dazu sind selbst optimierende Systeme erforderlich. Wittmann Batten- feld bietet in diesem Zusammenhang Anwendungstechnik-Software, wie seine HiQ-Packages, zum Beispiel die HiQ-Melt Methode zur Überwachung der Schmelzequalität während des Plastifizierens. Richard Schnabel ist Produktexperte für den Bereich Packaging bei Wittmann Battenfeld. EcoPower Xpress 300-1100+ für Verpackungsanwendungen. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2021 81 VERP ACKUNG Monomaterialien sind in aller Munde und werden als DIE Lösung für einen geschlossenen Kreislauf genannt – eine große Chance auch für die Spritzgießtechnik? Die Anforderungen an eine vernetz- te und sichere Kreislaufwirtschaft für die Hersteller von Verpackungsmate- rialien steigen stetig. Herausforderun- gen liegen in der Digitalisierung von Produktionsprozessen. Vor allem bei Dünnwandverpackung inklusive der IML-Dekoration müssen die Materiali- en recyclebar sein. Ein Monomaterial enthält überwie- gend einen Materialtyp, zum Beispiel PE (LDPE, LLDPE, HDPE), PP, PET etc. Bei Kunststoffen sollte dies mehr als 90 % eines Polymertyps bedeuten, da dies die Obergrenze ist, wenn Kleb- stoffe, Additive und Druckfarben ein- bezogen werden. Natürlich müssen Verpackungs- hersteller neben der Barriereleistung und der Recyclingfähigkeit eine hohe Funktionalität sicherstellen. Bei vielen Materialien werden Ac- rylbeschichtungen typischerweise verwendet, um die Oberfläche für das Bedrucken zu verbessern, die Versie- gelbarkeit und die Dichtungsintegrität zu erhöhen, Kratzer zu verhindern und die Zähigkeit des gesamten Materials zu verbessern. Um als Monomaterial eingestuft zu werden, darf das Materi- al maximal 5 % Acrylbeschichtungen enthalten. Studien belegen, dass 70 % aller Kauf- entscheidungen spontan am Point of Sale getroffen werden. Wie kann es gelingen, den Wertstoff Kunststoff in der Wahrnehmung positiver darzu- stellen, damit der Konsument nicht das Gefühl hat, nur „Plastikmüll“ mit der Verpackung nach Hause zu schleppen? Bei Verpackungen ist es nicht nur wichtig, auf die Farbe und die Form zu achten. Auch Faktoren wie die Ober- flächenbeschaffenheit, das Gewicht, Geräusche und sogar der Geruch Dünnwandige Food Container, hergestellt auf einer EcoPower Xpress. Fotos: Wittmann Battenfeld spielen hier eine Rolle. Wichtig ist, dass Verpackung so praktisch gestal- tet ist, dass sie auch an anderer Stelle im Haushalt verwendbar ist. Schnelllaufende Spritzgießmaschi- nen, Mehrkomponentenmaschinen, IML-Anlagen – welche Entwicklun- gen gab es in der Wittmann Gruppe in letzter Zeit für den Bereich Verpa- ckung und welche Innovationen sind zu erwarten? Unser Fokus im Bereich Verpackung beziehungsweise im Bereich des Dünnwandspritzgießens liegt bei un- serer EcoPower Xpress-Maschine. Die EcoPower Xpress ist eine vollelektri- sche Maschine, bei der die 3 Haupt- achsen servo-elektisch angetrieben werden. Die Maschine hat hochdy- namische Antriebe mit enormen Be- schleunigungs- und Verzögerungs- rampen. Diese sind vor allem bei dünnwandigen Applikationen zwin- gend erforderlich. Ebenso wie die Einspritzgeschwindigkeiten von bis zu 600mm/s. Die EcoPower Xpress ist durchgängig von 160 kN bis 5000 kN mit den entsprechend dazugehörigen Spritzeinheitengrößen erhältlich. Darüber hinaus wird die bereits bestehende „Injection Compression Moulding“ (ICM) Technologie zusam- men mit Partnern bei Werkzeugher- stellern weiterentwickelt. 4.0-Lösungen sind sicher auch bereits Teil der Lösung in Verpackungs-An- wendungen, wenn es um Produktsi- cherheit, Nachverfolgbarkeit und Fäl- schungsschutz. Können Sie uns hier einen Überblick geben? Auch die EcoPower Xpress für Ver- packungsanwendungen verfügt über die bereits erfolgreich eingesetzten „Wittmann 4.0 Technologien”, wie zum Beispiel die Smart Workcell mit inte- grierten Wittmann-Roboter und Peri- pheriegeräten und Smart Production, die MES-Lösung TEMI+ integriert in die Unilog B8-Steuerung der Maschinen. In Bezug auf die Qualitätssicherung der Teile ermöglicht das System die gleichzeitige Überwachung von Qua- litätsparametern sowohl der Maschi- ne als auch aller integrierten Einrich- tungen und somit Datensammlung für die Rückverfolgbarkeit von Produkti- onsparametern. Sie haben die Smart Workcell ange- sprochen. Welche Vorteile bietet sie dem Verarbeiter für seinen Prozess? Mit der Smart Workcell mit dem in die Steuerung integrierten Übersichtsblatt hat der Einrichter ein einzigartiges Werkzeug, das bei einem Werkzeug- wechsel auf einen Blick Auskunft da- rüber gibt, ob alle notwendigen Hilfs- mittel vorhanden und korrekt an der Maschine angeschlossen sind. Fällt diese Prüfung durch die Steuerung positiv aus, werden alle maschinen- und hilfsmittelrelevanten Produkti- onsdaten mit einem Datensatz in den Produktionsprozess geladen. Der Ein- richter kann keine Einstellungen ver- gessen und die Produktion kann we- sentlich schneller gestartet werden. Ein zweiter Datensatz vereinfacht zu- sätzlich den Produktionsstart, der nach einstellbaren Anfahrzyklen automa- tisch auf die Produktionsdateneinstel- lung umschaltet. Mit dieser Unterstüt- zung vereinfachen wir nicht nur den Produktionsstart, sondern minimieren auch den Anfahrausschuss deutlich.“ Vielen Dank für das Interview! Sie suchen neue Mitarbeiter? Sie suchen eine neue berufliche Herausforderung? Nutzen Sie den aktuellen Stellenmarkt auf unserer Homepage! www.kunststoff-zeitschrift.at/stellenmarkt In Zusammenarbeit mitNext >