Stranggranulierer in der Compoundierung bei Ensinger

Seit 1966 ist Ensinger auf dem Gebiet der technischen Polymere tätig. Das Angebot der Unternehmensgruppe deckt heute die gesamte Wertschöpfungskette ab – von Compounding über Extrusion, Spritzguss und Halbzeugen bis hin zu fertig bearbeiteten Bauteilen. Mit den thermoplastischen Composite-Werkstoffen kam vor einigen Jahren ein weiteres Geschäftsfeld hinzu. Ensinger bietet – vor allem für Anwendungen im Medizintechnikbereich – Platten und Bauteile aus faserverstärkten Thermoplasten an. Mit insgesamt 2.700 Mitarbeitern an 35 Standorten ist das Familienunternehmen, das seinen Hauptsitz in Nufringen, Baden-Württemberg, hat, in allen wichtigen Industrieregionen weltweit mit Fertigungsstätten oder Vertriebsniederlassungen vertreten.

Um Produkte herzustellen, die den Ansprüchen der Anwender gerecht werden, setzte Ensinger schon bald nach der Firmengründung auf die Herstellung eigener Compounds, um die Rezepturen beeinflussen zu können. Die Kunden waren so überzeugt von der Qualität der von Ensinger hergestellten Halbzeuge, dass sie die Compounds beziehen wollten, um sie selbst zu verarbeiten. 2007 fiel die Entscheidung, diesem Wunsch nachzukommen. Seitdem bietet das Unternehmen seinen Kunden Compounds, die durch vom Produktentwicklungsteam auf die spezifischen Anforderungen zugeschnitten werden.

3.000 t Compounds produziert Ensinger pro Jahr. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf der Herstellung von PEEK (Polyetheretherketon). Die thermoplastischen Polymere werden durch höhere Temperaturen formbar und behalten anschließend diese Form. Auch Modifikationen des Werkstoffs sind möglich, beispielsweise indem er mit Glasfasern verstärkt wird und so eine verbesserte mechanische Festigkeit und hohe Steifigkeit erreicht. PEEK deckt so ein breites Anwendungsspektrum ab, das von Zahnimplantaten bis hin zum Einsatz in der Automobilindustrie sowie der Luft- und Raumfahrtbranche reicht.

Als Maag einen neuen Stranggranulator auf den Markt brachte, war man bei Ensinger aufgrund vorangegangener jahrelang guter Zusammenarbeit sofort an der Lösung interessiert. „Zum ersten Mal hat uns Maag die Primo 100 E auf der K-Messe 2019 in Düsseldorf vorgestellt“, erklärt Andreas Schmid, Technischer Leiter Compounds bei Ensinger. „Die hohe Flexibilität hat uns überzeugt, die Anlage in unserer Produktion einzusetzen.“

Der einseitig gelagerte Stranggranulator ermöglicht es, selbst hochgefüllte Produkte im niedrigen Durchsatzbereich effizient zu verarbeiten. Weitere Pluspunkte sind eine einfache und schnelle Reinigung, ablagerungsarm gestaltete Produkträume und kurze Umrüstzeiten der Schneid- und Einzugswerkzeuge. So lassen sich Produktwechsel innerhalb kurzer Zeit realisieren. Die Schneidgeometrie mit flachem Einlaufwinkel und der kurzen ungeführten Länge zwischen Einzugs- und Schneidwerk ermöglicht eine gerade Strangführung zu den Schneidwerkzeugen. Dies resultiert in einer hohen Schnittqualität bei harten als auch bei sehr weichen oder brüchigen Kunststoffsträngen.

Bei Ensinger sieht der Einsatz konkret so aus: Die Hochtemperatur-Polymere werden mit Additiven versehen, im Extruder aufgeschmolzen und die extrudierten Polymerstränge durch die Kühlwanne einer Wasserbadlinie WSG von Maag geleitet und gekühlt. Die Strangabsaugung ermöglicht eine effektive Strangtrocknung vor dem Schnitt. Das Einzugswerk des Stranggranulators erfasst die Polymerstränge und führt sie der Primo 100 E zu – sie wird insbesondere für die Granulierung hochtransparenter Werkstoffe genutzt. Ein Beispiel sind Lampenabdeckungen für Schienenfahrzeuge, die höchsten visuellen Standards genügen müssen und keinerlei Verunreinigungen aufweisen dürfen. Außerdem werden auf der Anlage viele PEEK-Artikel mit Glasverstärkungen hergestellt. „Auch bei diesen Polymeren sind hohe Reinheiten erforderlich. Als produktberührendes Element ist der Granulator dabei von besonderer Bedeutung, denn er beeinflusst die Eigenschaften des Granulats ganz wesentlich“, erläutert Schmid. Der robuste Stranggranulierer liefert bei der Verarbeitung der teils abrasiven Materialien mit Glasfüllung und den hohen Temperaturen der Polymere ausgezeichnete Ergebnisse.

Die Qualität des zylinderförmigen Granulats, das auf der Primo 100 E hergestellt wird, beurteilt Steffen Bühler, Prozessingenieur Compounds bei Ensinger, als erstklassig. „Die Schnittkante muss einen 90 Grad Winkel aufweisen – egal bei welchem Füllstoff. Je größer die Verstärkungsfasern in einem Polymer, desto schwieriger wird es, dieses optimale Schnittbild zu erreichen. Auf sehr kleinen Spritzgussmaschinen, die für High-End-Produkte wie Implantat-Material eingesetzt werden, darf sich das Granulat später nicht verhaken. Zudem ist die Staubbildung beim Schnitt merklich reduziert, die beispielsweise durch Mehrfachschnitte oder nicht optimal ausgelegte Schneidwerkzeuge begünstigt wird. Die Primo 100 E erfüllt diesbezüglich alle unsere Erwartungen“, erklärt er.

Eine weitere Herausforderung besteht bei Ensinger darin, dass Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften und in Losgrößen von 25 kg bis 50 t produziert werden. Auf derselben Anlage werden unverstärkte und verstärkte Materialien bearbeitet, sodass sich auch die Schnitttechnik deutlich unterscheidet. Infolgedessen müssen die Schneidrotoren an die Aufgabe angepasst und entsprechend häufig gewechselt werden. Aufgrund der einseitigen Lagerung der Primo 100 E ist das problemlos möglich. „Messerwechsel und Scherspalteinstellung nehmen für einen geübten Operator nur 20 bis 30 Minuten in Anspruch. Außerdem können wir sehr niedrige aber auch sehr hohe Durchsätze mit der Primo abbilden. Die Maschine passt damit perfekt zu unseren Anforderungen,“ bestätigt Bühler.

Aufgrund ihrer einfachen Handhabung ist die Maschine schnell zum Favoriten der Mitarbeiter geworden. „Die Bedienung ist sehr intuitiv. Eine Einweisung von fünf Minuten genügt und unsere Mitarbeiter wissen, wie sie die Schnittlänge verstellen und so die Abzugsgeschwindigkeit erhöhen können“, so Schmid.

Außerdem schätzen die Mitarbeiter die optimale Strangführung und das konstant gute Einzugsverhalten bei niedrigen wie bei hohen Durchsätzen. Und auch bei Störungen wie einem kurzen Stromausfall steht die Maschine schnell wieder zur Verfügung – ein wichtiges Kriterium für Ensinger angesichts der hochpreisigen Materialien, die hier verarbeitet werden. Und die Primo E hat einen weiteren entscheidenden Vorteil: Ensinger kann auf das bereits bestehende Messerportfolio zurückgreifen, denn sie sind mit der neuen Maschine kompatibel.

Die Ergebnisse, die die Primo 100 E liefert, haben Schmid und Bühler darin bestätigt, dass der Erfolg von Ensinger nicht zuletzt auf den langjährigen und vertrauensvollen Beziehungen zu seinen Partnern und Lieferanten beruht: „Unserer Kunden haben hohe und oft auch ungewöhnliche Anforderungen, die wir mit Partnern wie Maag realisieren können. Wir legen großen Wert darauf, dass die Zusammenarbeit für beide Seiten ein Gewinn ist“, erklärt Schmid. Anregungen und Verbesserungsvorschläge würden von Maag aufgenommen und umgesetzt, schildert Bühler seine Erfahrungen und nennt ein konkretes Beispiel: „Beim Generationswechsel vom mechanischen auf einen frequenzgeregelten Antrieb gab es Probleme. Die Zeiten für das Hochfahren der Maschine war daraufhin deutlich länger – heute sehen wir, dass das Problem in unserem Sinne gelöst wurde.“ Und auch in Sachen Service ist man bei Ensinger mehr als zufrieden mit der Unterstützung durch Maag. „Gibt es tatsächlich einmal ein Problem, muss man nur kurz zum Hörer greifen. Innerhalb von kürzester Zeit wird dann eine Lösung gefunden.“

Halle/Stand: A6/6202