Spritzgießen: Intelligenter, effizienter, umweltfreundlicher

Vom 5. bis 8. September zeigt Engel bei der Plast 2023 in Mailand, Italien, anhand zahlreicher hochinnovativer Anwendungen und integrierter Lösungen, wie Spritzgießen smarter, effizienter und nachhaltiger gestaltet werden kann. Zugunsten einer ressourcenschonenden und flexiblen Produktion.

Stetige Innovation – unter diesem Motto präsentiert Engel Italia Technologien, mit denen Spritzgießer ihre Produktionen wettbewerbsfähig gestalten können. Wesentliche Säulen sind das Heben von Einsparungspotentialen beim Energieverbrauch, die Digitalisierung von Prozessen und die Chancen, die eine Kreislaufwirtschaft eröffnet. Genau hier setzen die Lösungen von Engel an.

Der Messestand zeigt mit den ausgestellten Exponaten eine große Bandbreite an Lösungen für unterschiedliche Branchen und Anforderungen. An den Expert Cornern finden interessierte Besucher darüber hinaus Informationen, wie komplexe Produktionsprozesse – unabhängig vom konkreten Anwendungsbereich – vereinfacht werden können: von der Automobilindustrie bis zum technischen Spritzguss, von der Verpackung bis zur Medizintechnik gibt Engel Antworten auf die Herausforderungen der Zukunft.

Die kontinuierliche Optimierung von Spritzgießprozessen beruht mehr denn je auf maschinellem Lernen. Intelligente Assistenzsysteme, die auf Big Data basieren, erlauben ein proaktives Prozessmanagement mit dem Ziel, die Effizienz kontinuierlich zu optimieren.

Engel erweitert dazu stetig die intelligenten Assistenten der iQ Produktreihe, die unter dem Begriff inject 4.0 läuft. Dabei handelt es sich um Softwarelösungen, die es dem Maschinenbediener über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg ermöglichen, die Prozess-, als auch Produktqualität mit wenigen Klicks zu optimieren.

Auf einer Produktionszelle mit einer elektrischen e-mac 265/80 Spritzgießmaschine werden sämtliche iQ Assistenzsysteme live gezeigt. Die Anlage ist mit einem 4-Kavitäten Werkzeug für die Herstellung von PBT-Autosteckverbindern ausgestattet. Das Schussgewicht beträgt 28 Gramm, der Energieverbrauch liegt bei lediglich 0,8 kWh pro Kilogramm verarbeitetem Material. Die Entnahme der Teile aus dem Werkzeug und das Positionieren auf dem Förderband übernimmt der Engel viper 4, der neuste Zugang im Linearroboterportfolio.

Zur hohen Energieeffizienz trägt neben dem vollelektrischen Antrieb vor allem die Temperierung bei – im Vollbetrieb können damit jährlich 4.000kWh eingespart werden.

Die wartungsfreien Temperierwasserverteiler e-flomo überwachen Durchfluss, Druck, Temperatur und Temperaturdifferenz. Sie helfen, Störfaktoren auszuschließen, um eine durchgehend hohe Teilequalität zu sichern.

Auf Basis der von e-flomo ermittelten Messwerte regelt iQ flow control, das Assistenzsystem, das Engel gezielt für die Optimierung der Temperierprozesse entwickelt hat, wahlweise die Durchflussmenge oder die Temperaturdifferenz in allen Einzelkreisen aktiv aus. So bleiben auch bei Schwankungen im System die thermischen Verhältnisse konstant. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und zudem ein minimaler Kühlwasser- und Energieverbrauch. Temperiergeräte vom Typ e-temp sind über OPC UA in die CC300 Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. Auf diese Weise wird die Drehzahl der Temperierwasserpumpen automatisch dem tatsächlichen Bedarf angepasst, was sich direkt auf die Energiebilanz auswirkt.

Herzstück der Produktionszelle ist eine Engel e‑speed 280/50 Spritzgießmaschine. Die Hybridmaschine mit elektrischer Schließ- und hydraulischer Spritzeinheit wurde von Engel gezielt für die hohen Leistungsanforderungen im Dünnwandspritzguss entwickelt. Die High-Performance-Spritzeinheit erreicht bei der Verarbeitung kleiner Schussgewichte und extremen Wandstärke-Fließwegverhältnissen Einspritzgeschwindigkeit von bis zu 1400 mm pro Sekunde bei maximalen Spritzdrücken von bis zu 2600 bar. Sie ist damit eine der weltweit dynamischsten Spritzeinheiten am Markt.

Für die Verarbeitung von rPET kombiniert Engel das neue Spritzaggregat mit einer gezielt auf die Rezyklat-Verarbeitung abgestimmten Plastifiziereinheit aus der hauseigenen Entwicklung und Produktion. Beim Plastifizieren und Einspritzen wird die Viskosität des PET für den Dünnwandspritzguss eingestellt. Die Engel e-speed ermöglicht die Verarbeitung von beliebigen Rezyklatanteilen bis hin zu einhundertprozentigem rPET. Darüber hinaus können mit dem verwendeten Werkzeug verschiedene Arten von IML-Etiketten verarbeitet werden. Damit sind Verarbeiter in der Lage, sich an globale Trends anzupassen und unterschiedliche regulatorische Empfehlungen zu berücksichtigen.

Die Produktionszelle am Messestand von Engel schöpft das Qualitäts- und Effizienzpotenzial optimal aus. Sie kombiniert eine e-victory Spritzgießmaschine und digitale Assistenz mit der innovativen Werkzeug- und Dosiertechnik von Nexus. Produziert wird in einem 64-fach-Werkzeug vollständig automatisiert mit einem Engel easix Knickarmroboter und einem integrierten Vision-Control-System für die 100-Prozent-Qualitätskontrolle.

Mit holmloser servohydraulischer Schließ- und elektrischer Spritzeinheit sind die Spritzgießmaschinen der Engel e-victory Baureihe prädestiniert für Präzisionsanwendungen mit LSR. Die elektrische Spritzeinheit sichert ein hochpräzises Einspritzen. Einzigartig sind die sehr gute Zugänglichkeit und das Platzangebot im Werkzeugbereich der holmlosen Spritzgießmaschine. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen können oft kleinere Maschinen eingesetzt werden, als es die Werkzeuggröße herkömmlich erfordern würde. Dies hält sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten niedrig.  Die bewegliche Aufspannplatte folgt während des Schließkraftaufbaus exakt dem Werkzeug, womit eine herausragende Plattenparallelität erreicht wird. Die patentierten Force Divider sorgen dafür, dass die Schließkraft gleichmäßig über die gesamte Aufspannfläche verteilt wird.

Der Engel easix Knickarmroboter sichert seitens der Automatisierung eine optimale Flächenausnutzung und benötigt auch nach oben nur wenig Platz. Er verbindet die Spritzgießmaschine mit der kamerabasierten Qualitätskontrolle und der Austaktstation und passt sich flexibel an, wenn nachträglich weitere dem Spritzgießprozess vor- oder nachgelagerte Prozesseinheiten integriert werden sollen.

Wenn das Rohmaterial Chargenschwankungen unterliegt oder sich die Umgebungsbedingungen, zum Beispiel wetterbedingt, verändern, spielt die Digitalisierung ihre Trümpfe aus. Ausgerüstet mit dem intelligenten Assistenzsystem iQ weight control aus dem inject 4.0 Programm von Engel analysiert die Spritzgießmaschine kontinuierlich das Einspritzprofil und justiert bei Abweichungen vom Referenzzyklus die qualitätsrelevanten Prozessparameter noch im selben Zyklus nach.

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