Um die Marktposition als Hersteller hochwertiger Kunststoffteile für die Elektro- und Automobilindustrie zu behaupten, hat sich Schoplast Plastic einiges einfallen lassen: Der Maschinenpark ist modern, die Produktionsflächen sind sauber und geordnet, die Hallen werden von sehr viel Tageslicht durchflutet. Die 1994 neu errichtete Produktionsstätte und der Maschinenpark wurden im Laufe der Jahre mehrfach vergrößert, modernisiert und aktuellen Standards angepasst. Doch nicht nur das Exterieur stimmt. Mit der Verarbeitung von Thermo- und Duroplasten im Press- und Spritzgießverfahren zu Präzisionsteilesortimenten ist der Verarbeiter aus Bischofswerda seit Jahren erfolgreich. Um das gesamte Leistungsspektrum kontinuierlich abzudecken, sind störungsfrei arbeitende Geräte und Anlagen mit sehr hoher Verfügbarkeit Voraussetzung. „Es ist uns sehr wichtig, eine optimale Vorbereitung des Ausgangsmaterials nach dem derzeitigen Stand der Technik zu gewährleisten“, so Werner Scholze, Gründer und geschäftsführender Gesellschafter der Schoplast Plastic, auf die verwendete Peripherie angesprochen. „Das ist uns gelungen. Die Materialvorbereitung umfasst eine qualitätsgerechte Aufbereitung, zum Beispiel durch Vortrocknen bis hin zur Versorgung der Produktionsstationen“, führt Scholze weiter aus, um im gleichen Atemzugfür ihn wichtige Vorteile eines automatisierten Materialhandlings zu nennen: Abschaffung schwerer körperlicher Arbeit für seine Belegschaft, stabile Produktionsversorgung und saubere nachvollziehbare Prozessschritte.

Automatisierter Materialtransport vom Lager bis zur Produktion

Seit mehr als fünfzehn Jahren setzt der Verarbeiter auf das Knowhow der Werner Koch Maschinentechnik, Ispringen. Begonnen wurde mit Einzelfördergeräten zur Materialversorgung. Später kamen im Zuge von Produktionserweiterungen vier unabhängig voneinander arbeitende Förderanlagen hinzu. Da das Unternehmen vermehrt mineralstoff- und glaserfaserhaltiges Material verarbeitet, wurden die Anlagen daraufhin angepasst. Zum Transport der vorgetrockneten beziehungsweise temperierten Formmassen wurden mehrere Kilometer V2A Edelstahlrohre verlegt und Umlenkungen im Förderstrang mit sanft geschwungenen Bögen aus Spezialglas ausgeführt. So bekommt extrem hartes Material nur sehr wenig Aufprallfläche bei der Förderung und ein starker Verschleiß der Anlage wird gemindert.

Alle Spritzgießmaschinen und Pressstationen sind mit Förderabscheidern vom Typ TmA8 oder Glasko A8 ausgerüstet. Über diese Abscheider bekommen die Produktionsstationen das Material durch Unterdruck vom Lagerort geliefert. Das nötige Vakuum erzeugen mehrere wartungsfreie Seitenkanalverdichter mit je drei Kilowatt Leistung. So ist es möglich, mit jeder Förderanlage 200 kg Kunststoff pro Stunde über eine Entfernung von bis zu 100 m zu transportieren. Vorgeschaltete Sa 3 Sicherheitsfilter filtern Staubpartikel bis zu 2 µm aus der Förderluft und sorgen so für sauberen Materialtransport. Um die Verarbeitungsmaschinen mit den richtigen Materialien zu versorgen, weist ein spezieller, kompakter Materialverteiler das Fördergut zu. Flexible Schnellkupplungen verbinden die vom Lager kommenden Materialleitungen mit den Produktionsstationen. Jede Maschine wird so mit dem vorgesehenen Material versorgt. Gesteuert werden die zentralen Fördersysteme über Siemens SPS-S7-Steuerkomponenten, die auch alle für die Prozesse wichtigen Werte erfassen und speichern.

Staubarme Duroplastförderungsichert sichtbare Qualität

Ein Fertigungsschwerpunkt ist die Verarbeitung von Duroplast-Formmassen im Pressverfahren, hauptsächlich zu später sichtbaren Teilen von Elektroinstallationen wie Schalter-Wippen. Verarbeitet werden hauptsächlich Harnstoff-Pressmassen in Pulverform. Das Material wird vortemperiert und danach über eine zentrale Anlage zu den 27 automatischen Pressstationen gefördert. Diese bringen die pulvrigen Duromere mit Schließkräften zwischen 630und 1.600 kN in Form.

Alle zur Förderung des sehr staubbeladenen Verarbeitungsmaterials eingesetzten Abscheider sind mit Drehflügelabreinigungen ausgestattet, die in der Förderhaube untergebracht sind. Die Hauben mit diesem Abreinigungsmechanismus sind Komponenten des flexiblen Baukastensystems des Peripherie-Herstellers und sorgen für eine staubfreie Förderung. Die Förderluft wird über einen Polyestervliesfilter gereinigt. Nach jedem Fördervorgang säubert ein Drehflügel blitzschnell – im Bruchteil einer Sekunde – wiederum diesen Filter.
Bei Schoplast Plastic werden außerdem alle rieselfähigen Duroplast- und technischen Thermoplastformmassen im Spritzgießprozess verarbeitet. Hierzu stehen moderne Spritzgießautomaten mit Schließkräten zwischen 150 bis 2.500kN zurVerfügung.
Auch hier kommt der Glasko, ein geschütztes, „gläsernes Fördergerät“ mit sehr hoher Verschleißfestigkeit zum Einsatz. Der Förderbehälter besteht bis zur Ausfallklappe komplett aus dickwandigem Spezialglas. Das Gerät hält so sehr harten Kunststoffen Stand. Seine Lebensdauer liegt um das Hundertfache höher als bei herkömmlichen Förderern. Als Baustein eines Baukastensystems ist dieses Fördergerät kompatibel zu allen weiteren Geräte-Komponenten der Ispringer. Ein Einsatz als Einzelfördergerät ist ebenso denkbar, wie die Verwendung als Abscheider in Zentralförderanlagen. Durch die klappbare Förderhaube und den schwenkbaren Förderbehälter lässt es sich einfach und ohne Werkzeug reinigen.

Trocknung hygroskopischer Materialien vermeidet Oberflächenfehler

Einwandfreie Formteile setzten nicht nur einen abgestimmten Produktionsablauf sondern vor allem gut vorbereitetes Ausgangsmaterial voraus. Für die Verarbeitung des thermoplastischen Materials reicht eine einfache Temperierung vor dem Spritzgießprozess nicht aus, denn die verarbeiteten Materialien, wie PA, PC, ABS, PP und PE sind mehr oder weniger hygroskopisch. Bei einer ungetrockneten Verarbeitung können niedermolekulare Bestandteile ausgasen und zu Oberflächenfehlern führen.

Um den hohen Anforderungen an die Trocknung des zu verarbeitenden Materials gerecht zu werden, hat der Verarbeiter schon seit längerem einen CKT Trockenlufttrockner mit neun Trocknungsbehältern in den Größen von 60 bis 150 Liter imEinsatz. Im Zuge einer Produktionserweiterung wurde erst kürzlich eine zweite derartige Trocknungsanlage mit weiteren sieben Trocknungsbehältern installiert. Die Trockenluftrockner der installierten Modellreihe sind auf eine schonende Trocknung von hygroskopischen Materialien ausgelegt. Beide Trockenlufttrockner arbeiten in einem in sich geschlossenen Kreislaufsystem; völlig unabhängig vom Umgebungsklima. Eine Taupunktsteuerung regelt, überwacht und hält den Taupunkt in einem für die Trocknung optimalen Bereich zwischen -30 und -60ºC. Das entspricht einem absoluten Wassergehalt von maximal 0,33 bis 0,011g/m3 Luft. Materialspezifisch abgestimmt wird die Formmasse in diesem Bereich sicher auf die zur Verarbeitung optimale Restfeuchte getrocknet. Die Trocknungsbehälter werden über eine der zentrale Förderanlagen befüllt.

Energieeffizienz beimTrocknen im Auge behalten

Allgemein sind Trocknungsanlagen durch die Heizungen große Energieverbraucher. Um den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, bietet Koch-Technik für seine Trockenlufttrockner die Öko-Anlagensteuerung. Die Bezeichnung steht für ökonomisch und macht sich bei der Anlagensteuerung durch eine optimierte Ausnutzung der eingebrachten Energie bemerkbar. Je nach Temperatur des zu trocknenden Materials können mit dieser Anlagensteuerung bis zu 40 Prozent Energiekosten eingespart werden. Als positiver Nebeneffekt werden thermisch empfindliche Materialien in den Vorratsbehältern nicht übertrocknet. Dafür sorgt eine kontinuierliche Überwachung der Temperatur in den Trocknungsbehältern, welche dann, je nach Bedarf, zeitgesteuert zum Nulltarif in Ruhestellung versetzt werden. Die im Trockner integrierte Taupunktsteuerung unterstützt noch einmal die Reduktion des Energieverbrauchs. Denn die Regenerierung des Trockenbetts erfolgt nicht im zeitlich festgelegten Rhythmus, sondern bedarfsorientiert in Abhängigkeit vom realen Feuchtegehalt des Materials und der benötigten Materialmenge. Weitere positive Nebeneffekte dieser optimierten Material-Trocknung sind geringeres Nachschwinden, höhere Bruchfestigkeit und bessere Oberflächen der Endprodukte. Nicht zu vergessen ist der Aspekt der Energiekompensation: Durch die richtige Trocknung wird die Schmelzviskosität des Materials niedriger und damit ein großer Teil der bis dahin aufgewendeten Energiemenge im folgenden Spritzgießprozess eingespart.

Offen für Anforderungen der Zukunft

Auch an zukünftige Entwicklungen, besonders mit Blick auf steigende Rohstoffpreise, wurde gedacht. Nahezu fast die gesamte Förderperipherie ist als Zwei-Komponenten-Förderabscheider auf den Spritzgießmaschinen installiert und kann bei der Thermoplastverarbeitung zusätzlich zum Einsatz kommen. Die Zwei-Komponenten-Förderung erlaubt wechselseitiges Fördern von Neumaterial und Mahlgut. Letzteres wird bei Bedarf sofort aus gemahlenen Spritzgießangüssen gewonnen und über den Zwei-Komponenten-Abscheider dem Prozess wieder zugeführt.

Erhöhte Marktchancen
Optimierte Materialversorgung

Als Hersteller sichtbarer Teile und Baugruppen für die Elektro- und Automobilindustrie muss Schoplast Plastic aus Bischofswerda hohe Anforderungen an die Teilequalität erfüllen. Voraussetzung dafür sind nicht nur einwandfreie Verarbeitungsprozesse, sondern auch eine optimierte Materialvorbereitung und -versorgung. Ein stimmiges Konzept wurde hier in den letzten Jahren realisiert, das speziell auf die besonderen Anforderungen dieses Betriebes angepasst ist: eine zentrale Materialversorgung für die abrasiven, staubhaltigen Rohstoffe, für Duro- und Thermoplaste kombiniert mit einer energieeffizienten, materialschonenden Trocknung.

Autor

Über den Autor

Ulrich Mangelsdorf, Presse- u. Öffentlichkeitsarbeit, Koch M&W, umangelsdorf@koch-technik.de