Schon im vergangenen Jahr klang an, dass die Zahl der Komponenten in Kunststoff-Produkten stetig zunimmt. Darauf geht in diesem Jahr Protec Polymer Processing, Bensheim, konkret ein und teilt mit, dass heute Dosiergeräte mit bis zu zwölf einzelnen Komponenten angeboten werden. Dies sei auf die Forderung des Marktes zurückzuführen, Mehrschichtverbunde mit bis zu zwölf Schichten herstellen zu können, führt das Unternehmen weiter aus und ergänzt, dass „dadurch die Ausstoßleistung der Extruder immer geringer wird, was letztendlich dazu führt, dass auch die Durchsatzleistung der Dosierkomponenten immer kleiner wird. Dadurch ergeben sich erhöhte Anforderungen an die verwendete Auswertetechnologie.“

Kleinstmengendosierung nimmt zu

Mit dieser Dosiermaschine werden Kleinstmengen an Treibgas reproduzierbar zudosiert  (Bildquelle: Uniror)

Mit dieser Dosiermaschine werden Kleinstmengen an Treibgas reproduzierbar zudosiert (Bildquelle: Uniror)

Außerdem kommt ein „minimierter Einsatz von hoch konzentrierten Additiven“ hinzu, ergänzt Protec Polymer Processing, “woraus eine Verringerung der Dosiermenge dieser Additive resultiert.“ Dies erfordere den Einsatz von speziell aufgebauten Kleinkomponenten an die Standarddosiergeräte, die einen Durchsatzbereich von minimal 80 Gramm pro Stunde erlauben bei einer hohen Dynamik und hoher Kurzzeitgenauigkeit.

Auch Wittmann Kunststoffgeräte, Wien, Österreich, berichtet von immer öfter eingehenden Anfragen, die „bei großen gravimetrischen Dosiergeräten mit Durchsatzbereichen über 200 kg/h gezielt die Dosierung einer kleinen Menge einer Komponente, meist ein Masterbatch, verlangen, wobei die weiteren Materialien im Verhältnis dazu mit hohen Anteilen dosiert werden sollen.“ Nicht zuletzt sei die reproduzierbare Dosierung ab 6 Gramm immer häufiger gefragt, ergänzt Wittmann. „Dies ist zurückzuführen auf die immer präziser werdenden Gerätetechnologien und deren konstantes Dosierverhalten und dem damit verbundenen Einsparungspotential. Zudem spielt die automatische Anpassung der noch zu dosierenden Komponenten zu einer Referenz-Komponente eine bedeutende Rolle. Droht zum Beispiel aus umgebungsbedingten Einflüssen das Wunschergebnis nicht erreicht zu werden, kann steuerungstechnisch die Situation schnell erkannt und reagiert werden und eine Produktion von Ausschussteilen verhindert werden.“

Synchrone Dosierung optimiert Durchmischung

Bolder Automation, Limburg, überträgt seine Erfahrungen aus dem Bereich der Dosierung von Druck- und Lackfarben auf die Aufbereitung von Kunststoff-Schüttgütern und schreibt dazu, dass „Chargen üblicherweise komponentenweise dosiert und anschließend gemischt werden.“ Besser ist es nach Ansicht dieses Unternehmens, „wenn alle Komponenten synchron mit dem entsprechenden Durchsatzanteil ausgetragen und so als Charge dosiert werden. Die Kombination aus kontinuierlicher gravimetrischer Dosierung und Chargendosierung liefert präzise aufbereitete Chargen in optimaler Durchmischung. Die Umsetzung solcher Aufgaben auf Siemens SPS-Technik bietet Freiraum für verfahrenstechnische und kundenspezifische Anpassungen, die fast immer erforderlich sind. Die Übertragung der Dosierergebnisse auf SQL-Datenbanken (Structured Query Language/strukturierte Abfrage-Sprache) gehören im Rahmen der Nachverfolgbarkeit dazu wie die Rezeptur und Auftragsverwaltung.“

Angepasste Gerätetechnik für Recycling-Aufgaben

In zunehmenden Maße ist die Misch- und Dosiertechnik auch bei der Verarbeitung von Recyclingmaterial gefordert. (Bildquelle: Alpla)

In zunehmenden Maße ist die Misch- und Dosiertechnik auch bei der Verarbeitung von Recyclingmaterial gefordert. (Bildquelle: Alpla)

Ein wesentlicher Teil der diesjährigen Trend-Mitteilungen betrifft die Beschaffenheit der Geräte hinsichtlich ihrer Eignung für Recyclingaufgaben. So äußert sich Wittmann Kunststoffgeräte zu diesem Aspekt, dass „sich Dosier- und Mischgeräte besonders eignen, um das Thema Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffwelt voran zu treiben.“ Mit diesen Geräten lassen sich gemäß Wittmann mehrere Materialien kontrolliert der Produktion zuführen und zum Beispiel Mahlgut effizient und protokollierbar wiederverwenden. „In Kombination mit einer Beistellmühle bilden diese Geräte ein erfolgreiches Gespann.“

Allerdings muss in vielen Fällen die Gerätetechnik an die bezüglich der Verarbeitbarkeit „schlechten Materialeigenschaften der Mahlgutkomponenten, wie zum Beispiel den schlechten Rieseleigenschaften von PET-Flaschenmahlgut, angepasst werden“, teilt Protec Polymer Processing hierzu mit. Den „verwendeten Schüttgewichten bis zu minimal 150 Gramm pro Liter wird durch „eine angepasste Gerätetechnik unter anderem mit Wiegetrichter/Fördergerät mit Rührwerk“ Rechnung getragen. Für derartige Anlagen werden Leistungen für bis zu 2500 kg/h Mahlgut und hier insbesondere Flaschenmahlgut nachgefragt.

Verbesserte Gerätetechnik

Protec Polymer Processing berichtet allgemein zur Gerätetechnik vom „direkten Aufbau der Dosiergeräte auf Doppelschneckenextrudern und die regelungstechnische Kontrolle der Doppelschneckenextruder über die Dosiersteuerung.“ Dabei „werden kontinuierliche Dosiergeräte mit der Möglichkeit der Extruderregelung durch diskontinuierliche Batch-Dosiergeräte ersetzt, die über eine entsprechende Ausrüstung auch die Regelung des Extruders übernehmen können.“

Zeppelin Systems, Friedrichshafen, geht für die Herstellung von Mischungen auf die Entwicklung von Mischern ein, die sich leicht reinigen lassen. Dies betrifft zum einen Containermischer, bei denen der Mischkopf eben ausgeführt ist und in großem Bodenabstand betrieben werden kann, wodurch Bodendruck vermieden wird. Zum anderen „wird bei vertikalen Mischern die Reinigungsfähigkeit durch eine Dreiteilung des Mischbehälters erleichtert. So kann der Innenraum einfach gereinigt werden, und die Zugänglichkeit zum Mischwerkzeug ist erleichtert“, schreibt Zeppelin weiter.

Minimierte Materialvorlage beim Produktionsende

Eine wirtschaftliche Betrachtung steuert Wittmann Kunststoffgeräte zum Thema Optimierung des  Materialverbrauchs bei. „Abgesehen davon, dass präzise Dosiergeräte zum Einsatz kommen, sollte die Materialvorlage am Ende einer Produktion reduziert werden. Bedingt durch die Konstruktion von gravimetrischen Dosiergeräten befindet sich meist eine gewisse Menge dosiertes und gemischtes Material im Gerät, welches nach Produktionsende oft entsorgt wird. Über diverse Schnittstellen wie zum Beispiel OPC ist es unlängst gelungen, dass die Spritzgießmaschine nach Erreichen einer gewissen Gut-Teile-Anzahl das Dosiergerät frühzeitig stoppt und die restliche Materialmenge bis Produktionsende verarbeitet hat. Gemischtes Material muss so kaum noch entsorgt werden.“

Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

office@hoffmanns-texte.de