Mit konkreten Anwendungsbeispielen zeigt das japanische Unternehmen Toyo mit seinem Dach-Vertriebspartner Deckerform, Aichach, auf der K 2022, wie sich Kunststoffteile umweltschonend und trotzdem wirtschaftlich und in hoher Qualität herstellen lassen.
Die Transportkisten werden vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen veredelt und sind trotz ihrer dünnen mittleren Wandstärke von 1,8 mm mechanisch sehr stabil, belastbar und verzugsarm. (Bild: Toyo / Deckerform)
Beim Thema Nachhaltigkeit fällt der Auswahl der optimalen Spritzgießmaschine eine Schlüsselrolle zu. Dabei sind die vollelektrischen Spritzgießmaschinen im Vergleich zu hydraulischen Anlagen deutlich energieeffizienter. Das bestätigt sich bei der am Messestand präsentierten Packaging-Anwendung, die auf einer Toyo Si-450-6s mit 450 t Schließkraft läuft. Die konstante Materialversorgung gewährleisten Produkte des Peripheriespezialisten Digicolor, wohingegen die seitliche Entnahme der Kunststoffteile ein Campetella-Roboter übernimmt. Hier steht die Geschwindigkeit in Kombination mit dem niedrigen Energieverbrauch im Mittelpunkt. Die Maschine produziert auf einem 2-Fach-Werkzeug einen Food-Container mit 0,55 mm Wandstärke aus jeweils 41,9 g PP bei einer Zykluszeit von 4,5 s. Dafür wird bis zu 70 % weniger Strom eingesetzt als bei hydraulischen Maschinen üblich.
Das in sich stimmige Maschinenkonzept ist darauf ausgelegt, möglichst wenig Energie einzusetzen. Die Maschine benötigt – abgesehen vom minimalen Verbrauch ihrer Steuerung – immer nur dann Energie, wenn sie sich auch bewegt. Ist die Zuhaltekraft aufgebaut, hält in der Maschine das doppelt V-förmige Kniehebelsystem hinter der beweglichen Platte die Kraft aufrecht, ohne dass weiter Energie zugeführt wird. Bei den hydraulischen Modellen muss der Druck des Hydrauliköls immer wieder von der Pumpe aufgebaut und gehalten werden. Zudem wird das Entstehen unerwünschter Abwärme bereits im Ansatz vermieden. Damit wird es den Maschinenbauern möglich, auf aktive Kühlmaßnahmen weitestgehend zu verzichten.
Auch die Produktion einer hochwertigen Transportbox mit Stapelrand, die auf dem Messestand gezeigt wird, weist mit ihren 0,25 kW/kg verarbeitetem Kunststoff einen sehr geringen Energieverbrauch aus. Rund 0,16 kW davon sind als physikalische, nicht weiter reduzierbare Konstante für das Aufschmelzen der Kunststoffmasse notwendig. Bleiben also gerade einmal 0,09 kW für den Betrieb der Maschine selbst. Per Spritzprägen wird die Transportbox, die eine Stellfläche eines DIN A4-Blattes hat und rund 400 g wiegt, auf einer vollelektrischen Toyo Si-350-6s mit 350 t Schließkraft hergestellt. Die Box entsteht in einer Stammform mit Wechseleinsatz und Moldmasters-Heißkanal. In nur 20 Sekunden wird die Transportbox spritzgeprägt, von einem Sepro-Roboter 5X-25 entnommen und vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen in einer Heißprägemaschine der Baier Maschinenfabrik veredelt und auf dem Förderband bereitgestellt.
Die schnelle Zykluszeit liegt unter anderem am gewählten Spritzgießverfahren ‚Spritzprägen‘ und den direkt geregelten elektrischen Servoantrieben. Beim Spritzprägen bleibt das Werkzeug während des Einspritzens zunächst einige Zehntelmillimeter geöffnet und schließt erst kurz bevor die Schmelze den Trennbereich erreicht. Dabei füllt sich die Kavität leichter und mit deutlich geringerem Einspritzdruck. Zu diesem Zeitpunkt im Prozess ist der Großteil der Schmelze bereits in der Kavität. Beim Schließen des Werkzeugs wird die Kavität vollständig befüllt und das Material gleichmäßig verprägt. So entsteht eine sehr homogene Dichte im Werkstoff, die deutlich homogener als beim konventionellen Spritzgießen ist. Das Spritzprägen ermöglicht ein besonders dünnwandiges Produkt: Mit ihrer mittleren Wandstärke von gerade einmal 1,8 mm ist die Transportkiste trotzdem sehr stabil. Die Stabilität der Box bringt das verwendete Recyclingmaterial Recopound mit. Der recycelte Werkstoff kommt von Leonhard Kurz, einem Spezialanbieter für Dünnschichttechnologie.
Sie wollen alles zum Thema Kunststoffrecycling wissen? Klar ist, Nachhaltigkeit hört nicht beim eigentlichen Produkt auf: Es gilt Produkte entsprechend ihrer Materialausprägung wiederzuverwerten und Kreisläufe zu schließen. Doch welche Verfahren beim Recycling von Kunststoffen sind überhaupt im Einsatz? Gibt es Grenzen bei der Wiederverwertung? Und was ist eigentlich Down- und Upcycling? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.
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