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16.12.2011

Eine heiße Angelegenheit

Verfahren zur Umformung thermoplastischer Kunststoffe

Von der kleinsten Blasformmaschine der Welt bis zum optimierten Prozess beim Tiefziehen war auf der diesjährigen Fakuma alles rund ums Thermoformen zu sehen.

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Einen Meter lang, einen halben Meter breit und nur eineinhalb Meter hoch: die wohl kleinste Extrusionsblasform-Maschine der Welt zeigte
die Hagen Engineering Stiftung, Bonn. Die Minimaschine wiegt gerade einmal 175 kg und verarbeitet polyolefine Granulate für Kunststoff-Hohlkörper von 0,5 bis 25 ml Nennvolumen. Eine Großproduktion mit hohem Durchsatz ist damit zwar nicht möglich, jedoch eignet sie sich zum Testen von Materialien im Labormaßstab und ist mit einer Schließkraft von 2.800 N bei 6 bar auch für die Kleinserien-Fertigung geeignet.

Optimierter Energieverbrauch

Rund um das Thema Energie ging es beim Maschinenhersteller Illig, Heilbronn. Das Unternehmen demonstrierte auf seinem Messestand am Thermoformer die Energieverbrauchs-Optimierung pro Ziehteil und pro Takt an der Baureihe UA-g. Mit optimalen Einstellungen an der Maschine hat der Maschinenbetreiber damit die Möglichkeit, den Energieverbrauch pro Ziehteil zu senken, was letztlich die Herstellungskosten reduziert. Bei der Demonstra tion am Messestand wurde neben dem elektrischen Energieverbrauch auch der Luftverbrauch (außer Vorblasen und Entformen) gemessen und berechnet und als Summe des Energieverbrauchs in kWh/Takt dargestellt. Bei Eintrag der Kosten für 1 kWh wurden zugleich die Energiekosten pro Takt angezeigt.
Hergestellt werden auf den Universal-Formmaschinen der Baureihe UA-g Produkte für Anwendungen in der Elektrotechnik und Elektronik, im Automobil- und Fahrzeugbau, in industriellen Anwendungen allgemein bis hin zu Haushalts-, Freizeit- und Sportartikeln. Mit der Baureihe steht hierfür eine Typen- und Ausstattungsvielfalt mit unterschiedlichen Formflächen zur Verfügung, um hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit mit hoher Produktivität, Produktqualität und Wirtschaftlichkeit zu kombinieren. Auch beim Maschinenhersteller Geiss, Seßlach, drehte sich alles ums Thema Energie. Das Unternehmen demonstrierte mit einer an einen Thermoformer angeschlossenen Energie-Messeinheit den Verbrauch seiner Maschinen. Interessant sind hier die Kniehebelmaschinen, die hohe Schließkräfte bei gleichzeitig sehr kurzen Schließzeiten erreichen. Zu nennen ist hier die Baureihe T9, die
in der Lage ist, dünne Folien bis etwa 0,4 mm automatisiert im Twinsheet-Verfahren zu verarbeiten (wir berichteten im April 2010).

Schneller stapeln und Beutel füllen

Beim Unternehmen Kiefel, Freilassing, lag der Fokus auf hohen Geschwindigkeiten im Herstellprozess und daraus resultierenden kürzeren Zykluszeiten. Diese sind beim Tiefziehprozess bei der heutigen Marktsituation ein deutliches Wettbewerbskriterium. Das Thermoforming von Bechern und das Verschweißen und integrierte Befüllen von Infusionsbeuteln lassen sich mit den Anlagen des Maschinenbauers weiter beschleunigen und prozesssicherer gestalten. Zur Fakuma zeigte Kiefel an seinem Stand die Thermoformanlage Thermorunner bei der effizienten Fertigung von Trinkbechern aus PET. Die Thermorunner sind für die Großserienfertigung von Pflanztöpfen, Deckel, Trink- und Jogurtbechern ausgelegt. Mit der integrierten Stapeleinheit Best geht das mit einer hohen Geschwindigkeit. Die laut Anbieter kostengünstige und verschleißarme Stapelausrüstung sei lebensmittelgerecht und eine wichtige Komponente für einen störungsarmen Fertigungsprozess mit hohen Geschwindigkeiten. Zur Steuerung eingesetzt wird die Simotion von Siemens als integriertes System für Positionierung und SPS direkt im Antrieb. Damit sollen besonders kurze Zykluszeiten mit optimalen Funktionsergebnissen durch koordinierte, schnelle und präzise Mehrachsbewegungen möglich sein.
Eine weitere Anwendung ist das Thermokontakt- oder Hochfrequenz-Schweißen, Flach- oder Schlauchfolie, in der Medizintechnik - bei der Herstellung von Infusionsbeuteln gelten höchste Qualitätsstandards. Diese soll die Neuentwicklung IV-Express erfüllen. Dank kompakter Bauweise wird die Aufstellfläche reduziert bei gleichzeitg hohen Ausstoßraten. Verschiedene Größen von IV-Beutel (intravenös) können in 2-, 4- und 6-fach Nutzen gefertigt werden, ebenso Mehrkammerbeutel mit Peel-Naht. Bei geringem Umrüstaufwand erreichen die Anwender hohe Produktivität, da bei kurzen Zyklen mit hoher Prozesssicherheit gearbeitet werden kann.

Kosteneffizienz
Energie und Zykluszeit

Thermoformen an sich bedeutet in der Regel einen hohen Aufwand an Energie in Form von Wärme. Daher sind die Maschinenhersteller bestrebt, den Energieverbrauch pro Ziehteil und Takt zu optimieren um die Stückkosten zu senken. Das Unternehmen Illig, Heilbronn, demonstriert dies mit seiner Maschinen Baureihe UA-g, das Unternehmen Geiss, Seßlach, mit der Kniehebel-Baureihe T9. Neben Energieeffizienz spielt auch Geschwindigkeit im Herstellprozess eine große Rolle. Der Hersteller Kiefel, Freilassing, präsentierte hierzu seinen Thermorunner mit integrierter Stapeleinheit Best. Überdies tragen auch neue Materialien und Verarbeitungsprozesse zur Optimierung beim Thermoformen bei.

 

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