Spritzgießen: Intelligenter, effizienter, umweltfreundlicher

PBT-Automotive-Steckverbinder, hergestellt auf einer elektrischen e-mac-Spritzgießmaschine, die mit sämtlichen iQ Lösungen ausgestattet ist. (Foto: Engel) / PBT automotive connectors produced by an ENGEL e-mac equipped with all iQ assistant systems. (Photo: Engel)

Die auf der Plast ausgestellte ENGEL e-mac zeigt, wie es danke Digitalisierung möglich ist, den Energieverbrauch um bis zu 67 % zu senken, ohne dabei Kompromisse bei Präzision und Reproduzierbarkeit einzugehen. (Foto: Engel) / At Plast 2023, an ENGEL e-mac will demonstrate how the digitalisation makes it possible to cut energy consumption by up to 67%, without affecting precision and repeatability. (Photo: Engel)

125 ml dünnwandige (0,32 mm) lebensmitteltaugliche Schale, die in einem einzigen Schritt, d. h. ohne Verwendung von Preforms, spritzgegossen wird. Der Behälter kann aus 100% rPET hergestellt werden. (Foto: Engel) / A 125 ml thin-wall (0.32 mm) food grade tub, produced in a single step, i.e. without the need to use preforms. The container can be made of 100% percent rPET. (Photo: Engel)

Dank der neuen, verbesserten Spritzeinheit erreicht die e-speed eine maximale Geschwindigkeit von 1.400 mm/s und einen Einspritzdruck von bis zu 2.600 bar. (Foto: Engel) / Thanks to the enhanced injection unit, the ENGEL e-speed reaches a maximum speed of 1,400 mm/s and an injection pressure of up to 2,600 bar. (Photo: Engel)

Schirmventile aus Flüssigsilikon sind in vielen Anwendungen wichtige Komponenten für Funktionalität und Sicherheit. Die Anforderung an den Spritzgießprozess lautet daher "Null Fehler". (Foto: Engel) / LSR blade valves are important components for functionality and safety in many applications. The requirement for the injection moulding process, therefore, is "defect-free”. (Photo: Engel)

Die Kombination aus 64-Kavitäten-Werkzeug, der holmlosen e-victory und dem iQ process observer sowie der kompakten Automatisierung bringt die Massenproduktion von Flüssigsilikon-Schirmventilen auf ein neues Effizienzniveau. (Foto: Engel) / An ENGEL e-victory featuring a 64-cavity mould, iQ process observer and compact automation takes the mass production of LSR blade valves to a new efficiency level. (Photo: Engel)

Die intelligente Assistenzlösung ENGEL iQ process observer überwacht die Qualität, indem hunderte Prozessparametern analysiert werden. (Foto: iStock) / The ENGEL iQ process observer monitors quality by tracking hundreds of process parameters. (Photo: iStock)

Energie- und Materialeinsparung sind zwei wesentliche Punkte der Nachhaltigkeitsstrategie von ENGEL. (Foto: iStock) / Energy and material savings are two key points of ENGEL’s sustainability strategy. (Photo: iStock)

Vom 05. bis 08. 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.

Alles im Griff mit intelligenten Assistenzsystemen

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.

Tempowechsel beim Verpacken

Neben der Einsparung von Energie ist die Verarbeitung von Rezyklat ein weiterer wichtiger Pfeiler der Nachhaltigkeitsstrategie, die ENGEL im Sinne der Kunden verfolgt. Ein Beispiel dafür ist die in Zusammenarbeit mit der Alpla Group, Brink und IPB Printing entwickelte Anwendung, die es ermöglicht, Post-Consumer-rPET-Behälter in einem einzigen Schritt, d.h. ohne den Einsatz von Preforms, zu produzieren. Mit einer Wandstärke von 0,32 mm stehen die 125 ml runden Klarsichtbehälter stellvertretend für viele Lebensmittelverpackungen. Sie sind dank des in die Form integrierten IML-Etiketts bereits beim Verlassen der Produktionszelle abfüllbereit.

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 extre-men 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 Entwick-lung 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. Da-mit sind Verarbeiter in der Lage, sich an globale Trends anzupassen und unterschiedliche re-gulatorische Empfehlungen zu berücksichtigen.

Präzision und Effizienz bei Flüssigsilikon

Auf einer vollautomatisierten High-End-Produktionszelle stellt ENGEL Schirmventile aus Flüssigsilikon her. Durch die perfekte Integration von Spritzgießmaschine, Peripherie, Automatisierung und digitalen Lösungen verbindet sich eine einwandfreie Qualität mit hoher Wirtschaftlichkeit und Effizienz. Schirmventile werden vielfältig eingesetzt – von der Automobilindustrie über die Medizintechnik bis hin zu Verpackungen. Die Anforderungen an die Präzision und damit an die Prozesskonsistenz sind dabei stets hoch, denn bei den Kleinbauteilen ist die Präzision sicherheitsrelevant.

Die Produktionszelle am Messestand von ENGEL schöpft das Qualitäts- und Effizienzpoten-zial 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 in-tegrierten Vision-Control-System für die 100-Prozent-Qualitätskontrolle.

Mit holmloser servohydraulischer Schließ- und elektrischer Spritzeinheit sind die Spritzgieß-maschinen 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 Spritzgießmaschi-ne. Beim Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen können oft kleinere Maschinen eingesetzt werden, als es die Werkzeuggröße herkömmlich erfordern würde. Dies hält sowohl die Inves-titions- als auch die Betriebskosten niedrig.  Die bewegliche Aufspannplatte folgt während des Schließkraftaufbaus exakt dem Werkzeug, womit eine herausragende Plattenparallelität er-reicht 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 Flä-chenausnutzung und benötigt auch nach oben nur wenig Platz. Er verbindet die Spritzgieß-maschine mit der kamerabasierten Qualitätskontrolle und der Austaktstation und passt sich flexibel an, wenn nachträglich weitere dem Spritzgießprozess vor- oder nachgelagerte Pro-zesseinheiten integriert werden sollen.

Wenn das Rohmaterial Chargenschwankungen unterliegt oder sich die Umgebungsbedingun-gen, zum Beispiel wetterbedingt, verändern, spielt die Digitalisierung ihre Trümpfe aus. Aus-gerüstet mit dem intelligenten Assistenzsystem iQ weight control aus dem inject 4.0 Pro-gramm von ENGEL analysiert die Spritzgießmaschine kontinuierlich das Einspritzprofil und justiert bei Abweichungen vom Referenzzyklus die qualitätsrelevanten Prozessparameter noch im selben Zyklus nach.

Bedürfnisse der Märkte antizipieren

Neben den erwähnten Exponaten finden die Besucher weitere innovative Anwendungen, die den Megatrends aus der Automobil-, Medizin- und Verpackungsindustrie, als auch im Bereich technischen Spritzguss Rechnung tragen. Die Bedürfnisse der Märkte zu antizipieren, ist eine tägliche Herausforderung. Gemeinsam mit Kunden und Partnern stellt sich ENGEL dieser Herausforderung, denn Zusammenarbeit ist die Basis für nachhaltigen Erfolg.