Der Bericht konzentriert sich zunehmend auf solche Anlagen und Geräte, die zur unmittelbaren Peripherie von Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen gehören.
Nach wie vor „ist ein Trend zu kleiner werdenden Schussgewichten, die einzufärben sind, und zu geringer werdenden Extruder-Ausstoßleistungen erkennbar“, wie Lanco berichtet. Für Letzteres kann als Beispiel „die Produktion von Filamenten für 3D-Drucker mit großer Farbvielfalt und häufigem Farbwechsel“ genannt werden. „Hierbei kommen auch Materialien wie PET und PLA zum Einsatz – auch bei transparenten Einfärbungen“, ergänzt Lanco.

Diesem Trend entspricht diese Firma mit einem vor Jahresfrist neu entwickelten Dosierprinzip: „Neben den schon lange bekannten volumetrisch oder gravimetrisch arbeitenden Geräten ist dies eine neue Kategorie von Direkt-Dosiergeräten, die ohne Mischer auskommen. Es handelt sich dabei um tempometrisch arbeitende Geräte, die auf der Nutzung der Schwerkraft in Form der Fallgeschwindigkeit in Verbindung mit einer sehr genauen Zeitmessung basieren. Als Dosierorgan dient ein pneumatisch angetriebener Dosierkolben, dessen Austragsmenge sich über in Millisekunden veränderbare Hübe genau reproduzierbar einstellen lässt. Kontrolliert wird der Dosiervorgang mittels Mikrocontroller, mit dem über Schnittstelle und ModBus-Protokoll mittels EDV kommuniziert werden kann“.

Dies führt zu einer „präzisen Dosierung von Masterbatch bei sehr geringen Schussgewichten bzw. bei geringem Ausstoß von Extrudern.“ Bei den zu dosierenden Zuschlagstoffen wird Rieselfähigkeit vorausgesetzt. Dann kann die „tempometrischen Dosierung mit dem gleichen Dosierorgan in sehr weitem Bereich variabel eingesetzt werden. Die Schussgewichte können von wenigen Gramm bis über 1.000 Gramm betragen, ohne dass mechanische Komponenten gewechselt werden müssen. Lediglich die Füllzeit der Dosierkammer und damit auch der Weg, den die Dosierkammer zurücklegt, muss dem Durchsatz in etwa angepasst werden. Den Rest erledigt der Mikrocontroller, der die Farbdosierung während der Plastifizierung für jeden Arbeitstakt fortwährend berechnet und optimiert.“

Zur Energieeffizienz der tempometrischen Dosierung kann durch den „Einsatz getakteter Netzteile und Prozessoren, die mit sehr geringer Leistung arbeiten,“ davon ausgegangen werden, dass es möglich ist, „Einfärbegeräte mit einer elektrischen Leistung unter 10 Watt zu betreiben. Der Verbrauch an Druckluft ist ebenfalls sehr gering, jedoch abhängig von der dosierten Masterbatch-Farbmenge“, wie Lanco weiter ausführt.

Auch die bisherige Gerätetechnik unterliegt einer fortlaufenden Weiterentwicklung. Vor allem bezieht sich diese Aussage auf Steuerungen, die nach Motan-Colortronic „eine immer größer werdende Rolle“ spielen. Dabei sind „Datenprotokollierung, Vernetzbarkeit und Zugriffsschutz wichtige Themen. In Bereichen mit hohen Sicherheitsstandards, wie Medizintechnik, Pharma oder Automotive sind validierfähige Steuerungen häufig gefordert.“ In diesem Zusammenhang spricht Motan-Colortronic einen weiteren Trend an, „der über alle Bereiche hinweg feststellbar ist. Es ist die Forderung nach übergeordneten Steuerungssystemen mit grafischer Visualisierung aller im Prozess integrierten Peripheriegeräte in Echtzeit. Diese müssen die Möglichkeit einer manipulationssicheren Datenverwaltung haben und eine mehrstufige Passwortabsicherung bieten.“

Nach Wittmann muss die Bedienung der Geräte einfach gehalten werden. So setzen die einen Betriebe auf eine Produktion, in der ausschließlich mit Rezepten gearbeitet werden darf. Andere legen hingegen keinen großen Wert auf Materiallisten und Rezeptbibliotheken. „Auf diese Anforderungen muss die Steuerung der Dosiergeräte ausgelegt sein. Die Steuerung muss einfach und übersichtlich sein und eine gewisse Sicherheit bieten.“

„Immer öfter auch wird Prozess- und Ausfallssicherheit angesprochen“, führt Wittmann weiter aus. „Hier muss die Steuerung dem Bediener entgegenkommen, etwa mit auswählbaren „Notfalls-Einrichtungen“, die vorgeben und aufzeigen, was zu tun ist, wenn ein Materialtrichter leer läuft, wie das Dosiergerät darauf reagiert, ob automatisch auf einen anderen Trichter gewechselt oder eine fehlende Komponente wie Mahlgut automatisch kompensiert werden kann.“

Die Anforderungen an die Mechanik betrifft größtenteils die Reinigung und den Verschleiß, berichtet Wittmann weiter. Hier sieht auch Woywod verstärkt Maßnahmen, die „ schnelle und sichere Reinigung und Produktionsumstellung bis hin zur mannlosen Reinigung“ in Form einer „Automatisierung von Entleerung und Reinigung“ betreffen. Auch sind nach Woywod „Individuallösungen für Maschinen mit beengten Platzverhältnissen zur optimalen Nutzung der vorhandenen Gebäudeverhältnisse“ und die „Verbrauchserfassung auch für bzw. bei volumetrischen Geräten und Anlagen“ gefragt. Letzteres führt zu „weniger komplizierten Komponenten, weniger Wartungsaufwand und höherer Verfügbarkeit.“

Die Reinraumfähigkeit der Geräte wird nach Woywod durch eine „optimalere Abdichtung der Komponenten im Hinblick auf die Sauberkeit der Produktionsumgebung“ verbessert. Nach Lanco sind die tempometrisch arbeitenden Geräte vollständig „reinraumtauglich und können auch in der medizintechnischen Fertigung eingesetzt werden.“

Zur Wirtschaftlichkeit der Dosiergeräte stellt Wittmann fest, dass diese dann gegeben ist, „wenn Material eingespart werden kann und trotzdem ein fehlerfreies Produkt entsteht. Um dies zu prüfen, wird nach einer Möglichkeit zur Datenprotokollierung gefragt.“ Die Kenntnis des Materialverbrauchs ist nicht mehr ausreichend. Die Anforderungen sind dahingehend gestiegen, dass etwa gefragt wird, „zu welchem Auftrag welches Material benutzt wurde und wieviel davon.“ Dies bedeutet, dass das „zu produzierende Teil analysiert wird und nicht mehr das Material oder dessen Verbrauch alleine.“ Zur Wirtschaftlichkeit ergänzt Lanco, dass „durch die äußerst genau reproduzierbar einstellbaren Farb- und Additiv-Mengen die tempometrisch arbeitenden Direkt-Dosierer konstant mit der geringstmöglichen Dosis betrieben werden können. Sie tragen damit wesentlich zur Einsparung von Färbmitteln oder Additiven bei.“

Einen besonderen Aspekt zur Wirtschaftlichkeit spricht Transitube-Tim Plast an mit dem Hinweis, dass „im Bereich der Einzelmaschinenbeschickung der Spiralförderer auch wieder für den Granulat-Transport vermehrt eingesetzt wird, da der Stromverbrauch sehr gering ist.“ Im Übrigen wird von dieser Firma ein „stark gestiegener Einsatz von Spiralförderern im Bereich von Trenn- und Sortieranlagen“ festgestellt. Dies gilt speziell für Bereiche, in denen hohe Staubanteile zu berücksichtigen sind und damit vornehmlich bei der Farbsortierung von Bottleflakes und beim Kabelrecycling.

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Werner Hoffmanns