Energetische Systemoptimierung spart Kosten
Energieeffizienz beim Spritzgießen ist nicht nur eine Frage des leistungsfähigen Antriebs. Eine ganzheitliche Betrachtung des Prozesses, der mit Materialaufbereitung, Plastifizierung, Werkzeug, Maschine und Peripherie eingeschlossen, bietet weitere Einsparungspotenziale.
Energieverluste werden gerne als unumgänglich bei einer qualitativ hochwertigen Produktion hingenommen — insbesondere bei Prozessen, die mit Materialzustandsänderungen einhergehen. Dabei sollten gerade diese Prozesse energetisch überdacht werden, denn sie lassen sich oft kurzfristig optimieren. Weitaus wichtiger ist jedoch ein langfristig angelegter Ansatz mit dem Ziel, energieintensive Prozesse zu substituieren oder ganz zu eliminieren.
Krauss Maffei verfolgt zum Thema Energieeffizienz beim Spritzgießen eine zweigleisige Strategie: Für bereits bestehende Produktionen wurde ein modulares Energiemanagementkonzept entwickelt, das die individuellen Gegebenheiten berücksichtigt. Für Neuprojekte setzt das Unternehmen auf einen ganzheitlichen Ansatz, dessen Ausgangsbasis das geplante Produkt ist — in diesem Zusammenhang spielt auch die Prozessintegration, das Zusammenführen verschiedener Einzelprozesse zu einem Gesamtprozess, eine zentrale Rolle.
Bislang spielen Energiekosten bei Investitionsentscheidungen eine eher untergeordnete Rolle. Im Rahmen einer vom BMBF geförderten Untersuchung waren neben Krauss Maffei und mehreren Fraunhofer-Instituten auch das IKV Aachen und weitere Forschungseinrichtungen beteiligt. Untersucht wurden die Produktkategorien „hochwertige Investitionsgüter", „hochwertige Konsumgüter" und „Massenkonsumgüter" — alles Bereiche, in denen die Kunststoffverarbeitung stark vertreten ist.
Energieverbrauch von Spritzgießmaschinen stetig vermindert
Steigende Energiepreise und ein wachsendes Umweltbewusstsein haben in den vergangenen Jahren zu einer kritischen Betrachtung des Energiebedarfs von Spritzgießmaschinen geführt. Die Überlegungen konzentrierten sich überwiegend auf Antriebe und Pumpenkonzepte. Mit den von der Branche entwickelten Vorgehensweisen liegen heute praxiserprobte Lösungen vor — von alternativen Pumpenkonzepten bis zur konsequenten Zylinderheizungs-Isolierung.
Energieanalyse von Spritzgießmaschinen einfach verständlich
Eine vergleichbare Energieanalyse vor Ort, die Anschluss- und Erzeugungsdaten der gesamten Anlage zusammenfasst, war lange aufwändig und stützte sich auf manuell erfasste, oft schwer vergleichbare Werte. Was bisher fast nur durch Schätzungen überbrückt werden musste, lässt sich heute durch in die Maschinensteuerung integrierte Energieanalyse-Tools direkt am Display ablesen — pro Schuss und pro Anlagenabschnitt.
Ein wesentlicher Hebel ist die thermische Isolierung des Schneckenzylinders. Ohne Isolierung gehen über Strahlung und Konvektion erhebliche Wärmemengen verloren; die Heizungen müssen entsprechend mehr Leistung nachschieben. Mit den von WEMA gefertigten Heizmanschetten und Isoliermanschetten lässt sich die Heizleistung eines Schneckenzylinders im Idealfall um 28 bis 49 % reduzieren.
Das Vorgehen ist auch aus anderen Gründen für die Zukunft von Bedeutung: Stichworte sind Nachhaltigkeit, Life-Cycle-Costing und EU-Richtlinien, Verordnungen und Gesetze, die von den Herstellern verlangen, mehr Verantwortung für ihre Produkte zu übernehmen.