Die Kunststoffverarbeitung zählt seit Jahren zu den wichtigsten Wachstumsbranchen. Rund 2.800 Kunststoffverarbeitungsunternehmen sorgen in Deutschland für eine Vielzahl innovativer Produkte. Gleichwohl steht die Branche vor vielfältigen Herausforderungen. Steigende Energiekosten erfordern die energieeffiziente Gestaltung der Betriebsorganisation und -technik und bedingen neue Wege sowie Strategien zum kostenbewussten Umgang mit relevanten Betriebsmitteln. Bei der Hi-Holding-Gruppe mit den Unternehmen Roth Präzisionsplastik, Hi-Con und Green Plastics wird neben der Präzision und Wirtschaftlichkeit, auch die Nachhaltigkeit und Ökologie großgeschrieben.

Die 1967 gegründete Roth Präzisionsplastik, Langen, ist ein Spezialist in der Präzisions-Spritzguss-Fertigung. Dabei liegt der Schwerpunkt in der Produktion und Montage von Bauteilen aus der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt, Mess- und Regeltechnik oder aus dem Kommunikations-/Elektronikbereich. Der Firmengründer Heinrich Roth brachte damals eine große Fertigungs- und Entwicklungskompetenz in der POM-Verarbeitung ein. So konnte seinen Kunden nicht nur eine kompetente Entwicklung, sondern gleichzeitig auch kostengünstige, präzise Teile geliefert werden.

Mehrere 100 Artikel werden aktiv für fast 100 Kunden produziert. Der Maschinenpark umfasst 10 Spritzgussmaschinen von Arburg und Demag mit einer Schließkraft von 15 bis 150 Tonnen. Zudem besteht die Möglichkeit Produkte in einer Reinraumfertigung auszuführen. Ein Business, dass der Firmengründer Roth mit bekannten Pharmaunternehmen aus Rheinland-Pfalz und der Schweiz startete, welches jedoch nach seinem Tod 2008 in Stocken geraten ist. Seit 2011 gehört das Unternehmen zur Hi-Holding Gruppe.

Die Hi-Con, Groß Umstadt, wurde 1993 vom heutigen Geschäftsführer der Holding, Franz Hiemstra als Entwicklungs- und Ingenieurbüro gegründet und ist eines der ersten Anwender von Solidworks in Deutschland. Daraus entwickelte sich dann auch die Geschäftsbeziehung zum Langener Kunststoffverarbeiter. Roth fertigt zudem Produkte, die in bei Hi-Con entwickelt und konstruiert wurden. Seit dem Frühjahr 2011 kann das Unternehmen so noch eine größere Bandbreite von der Produktidee bis zum fertigen Teil, sprich „alles aus einer Hand“, anbieten.

In der Entwicklungsarbeit kam es auch zum Kontakt zu erdölfreien, zunächst speziell, Lignin-basierten Werkstoffen und es entstand die Idee, erdölfreie Werkstoffe in technische Applikationen einzusetzen. Im Frühjahr 2010 gründete man Green Plastics und gliederte das Unternehmen in die Holding ein. Die Tatsache, dass man um die konstruktiven und verarbeitungstechnischen Bedürfnisse dieser Materialien weiß, kommt heute den Bestandskunden zugute. Hiemstra bringt es auf den Punkt, „Der Vorteil der Holding ist, dass wir das Know-how in Entwicklung, Konstruktion, Design, Werkzeugbau, Produktion und Montage vorweisen können und uns darüber hinaus auch mit neuen Materialien beschäftigen. Wir erfüllen auch den ethischen Auftrag, nachhaltig zu denken.“

Energiemanagement monitär nutzen

Die Kunststofftechnik und deren Verarbeitung ist eine energieintensive Wirtschaft. Deshalb hat sich die Holding entschlossen, an dem Projekt „Energiemessung zum Zweck des Energiemanagements bei kleinen und mittelständischen Unternehmen“, das vom RKW gefördert wird, teilzunehmen. Der Kunststoffverarbeiter hat aus der Historie heraus, einen sehr heterogenen Maschinenpark, der über die Jahre ausgebaut wurde. Zurzeit ist der nächste Optimierungsschritt, eine energieeffiziente zentrale Trocknungsanlage oder Materialversorgung für die cirka 120 verschiedene Materialien/Farbkombinationen, die in der Produktion zum Einsatz kommen, zu installieren.

Das über das RKW im Rahmen des Hessen-PIUS-Projektes bezuschusste Projekt wurde zusammen mit einem Consultant durchgeführt. Dabei wurden Einsparpotenziale monetär bewertet und dokumentiert. Diese Potenziale lassen sich zum Teil durch einfache organisatorische Veränderungen nutzen, häufig sind aber auch größere Investitionen notwendig. Für das Umsetzen stehen dann weitere Finanzierungshilfen zur Verfügung. Einsparungen sind häufig nicht nur im Bereich des Produktionsprozesses zu finden, sondern auch in Querschnittstechnologien wie beispielsweise Heizung, Druckluftversorgung und Wärmeerzeugung.

„Uns ging es vor allem darum, den Energieverbrauch dauerhaft in den Griff zu bekommen. Dafür brauchten wir Transparenz. Wir wollten herausfinden, wo und wie die Energie im Betrieb verbraucht wird“, beschrieb Hiemstra die Vorgaben. Zu Beginn legte man eine Strategie fest, um dies herauszufiltern. Dabei ist man in zwei Schritten vorgegangen. Zunächst wurden alle relevanten Energieströme im Produktionsprozess erfasst, analysiert und bewertet.

So konnte man herausfinden, was die eingesetzten Mühlen, die Förderbänder, die Klimageräte oder die Trockner, neben den Produktionsmaschinen benötigen. Dafür wurde ein Messaufbau konzipiert und angefertigt sowie verifiziert. Die Geräte wurden in Halbtages- und Tageslänge vermessen, sodass sich ein kompletter Produktionstag abbilden ließ. Diese Analyse zeigte Einsparpotenziale, die das Unternehmen durch die vorgeschlagenen technischen und organisatorischen Maßnahmen im Bereich Trockner oder der Wärmeerzeugung sowie der Anfahrzeiten und Stand-by-Zeiten der Mühlen realisieren konnte.

Systematisch auswerten

„So können wir über den Energieverbrauch zusammen mit Zeitaufnahmen zum Beispiel eine Eingriffsstrategie festlegen,“ wertet Hiemstra die Resultate. „Aus diesen Daten kann ich aber auch Investitionsentscheidungen ableiten. Beispielweise ob ich eine Maschine noch weiter einsetze oder nicht. Zukünftig sollen alle Energieverbräuche der Maschinen und Anlagen systematisch erfasst und kontinuierlich ausgewertet werden. Konkret überlegt das Unternehmen ein Funknetz aufzubauen, in welchem alle Maschinen und Geräte vernetzt sind, um die Verbräuche transparent zu machen. Ein Soll-Ist Abgleich des Energieverbrauchs ist jederzeit möglich und bei Fehlentwicklungen kann sofort eingegriffen werden.

Es kann so ein Spitzenwert definiert werden, bei dessen Überschreitung akustisch oder visuell angezeigt wird, dass die Stromaufnahme zu hoch ist. „So könnte man Trockner 1 weiter laufen lassen und Trockner 2 auf On hold setzen. Oder auch mal die eine oder andere Heizphase um einige Minuten verschieben“, erklärt Hiemstra. Schon seit Jahren hat man eine Wärmerückgewinnungsanlage auf dem Dach, die auch gleichzeitig die Heizung in der Firma im Winter mit unterstützt.

„Die Hubschrauberperspektive ist für unser Vorgehen ein vergleichbar schönes Bild. Man braucht nicht immer eine Maschine hocheffizient zu machen, denn es gibt oft andere Stellschrauben im Betrieb. Und das ist letztlich auch das Pareto-Prinzip. Ich kann einen Prozess unheimlich effizient machen, aber das kostet mich ein Wahnsinnsgeld, um von 92 auf 98 Prozent zu kommen. Und das das Gleiche kann man auch auf die Produktentwicklungen übertragen. Letztlich ist die Kunststofftechnik eine sehr energieintensive Wirtschaft und der Erfolg hängt vom Können und dem Überblick ab.

 

Kein Geld verschenken

So rät man bereits bei der Produktentwicklung an die Nachfolgeprozesse, wie den Werkzeugbau zu denken. Das heißt, bei der Konstruktion werkzeugbaulichen und grundlegenden kunststofftechnischen Erfordernissen Beachtung zu schenken. Es beginnt schon bei der Auswahl der Materialien. Dazu kommen die Randbedingungen, wie das Abschätzen der Wandstärken, die benötigt werden.

Oder die Oberflächen, denn daraus resultiert zum Beispiel eine bestimmte Ausformkonik. Oder auch, ob das Produkt besser verschraubt werden sollte, anstatt einen Schnappverschlusses zu benutzen. „Wir denken weiter wie der Kunde, denn es ist unsere Verpflichtung ihm gegenüber, ein Optimum herbeizuführen, auch unter Nachhaltigkeitsbetrachtungen.“ Das sind alles kleine Bausteine, die aber ganz gezielt in das Thema Nachhaltigkeit hineingehen. Denn oft wird hier viel Geld verschenkt.

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Über den Autor

Harald Wollstadt ist Chefredakteur des Plastverarbeiter. harald.wollstadt@huethig.de