Auf dem Pfad der Energieeffizienz

Auf dem Messestand der Unternehmensgruppe verläuft ein Energieeffizienzpfad, der insgesamt neun Stationen umfasst. Dort zu sehen sind vier Maschinenexponate und eine ebensolche Anzahl an Peripheriegeräten.  

Erstmals gezeigt wird die Ecopower B8X, deren Energieverbrauch gegenüber der Vorgängerversion geringer ist. Weiterhin besitzt sie eine schwenkbare Spritzeinheit, die öl- statt fettgeschmiert ist, wodurch der Widerstand verringert und die Dynamik verbessert werden konnten. Dies in Kombination mit zusätzlichen Spritzaggregatgrößen wirkt sich positiv auf die Energiebilanz aus. Der Kniehebel wurde in Hinblick auf seine Dynamik und Lebensdauer verbessert, sodass sich zusammen mit den schnelleren Spritzeinheiten sehr kurze Zykluszeiten ergeben. Die Steuerung B8X ist mit im Haus entwickelten Steuerungskomponenten ausgestattet. Diese ermöglichen eine höhere interne Taktfrequenz, somit kürzere Reaktionszeiten auf Sensorsignale und dadurch höhere Reproduzierbarkeit der Teile bei unverändertem Bedienkomfort und gewohnter Visualisierung.

Mit dem auf der Fakuma 2023 gezeigten Tempro plus D200 Ecodrive Hochtemperatur-Wassergerät erweitert der Maschinenbauer das Temperiergeräteprogramm dieser Baureihe nach oben. Die maximale Betriebstemperatur dieses Wasser-Temperiergeräts liegt bei 200 °C. Diese hohen Wassertemperaturen und die dafür notwendig werdenden Drücke erfordern eine höhere Beständigkeit der Werkzeuge und der mechanischen Komponenten. Die mediumberührenden Komponenten des Geräts sind in Edelstahl ausgeführt, um möglicher Korrosion entgegenzuwirken. Die Wasserqualität wird durch den Einsatz spezieller Feinfilter im Werkzeugkreislauf konstant gehalten. Die Bedienung des Tempro plus D200 Ecodrive ist so einfach wie möglich gehalten. Hierzu gehören auch die vollautomatische Abkühlung und Werkzeugentleerung sowie die Möglichkeit, die Prozessdaten aufzuzeichnen und über eine USB Schnittstelle auszulesen. Nicht zuletzt besteht bei der Tempro plus D Gerätegeneration die Möglichkeit, über Wittmann 4.0 die Gerätesteuerung in die Steuerung der Spritzgießmaschine zu integrieren. Darüber hinaus ist optional eine OPC UA-Schnittstelle oder Euromap 82.1 erhältlich. Die besondere Option für das Tempro plus D200 Temperiergerät ist die Ecodrive Pumpe. Diese frequenzgeregelte Pumpe der Energieeffizienzklasse IE4 erlaubt es, den Prozess über die frei auswählbaren Parameter Druck, Temperatur und Drehzahl zu regeln und die notwendige Prozesssicherheit beizubehalten. Das parallele statt serielle Anbinden des Temperiergeräts unter Verwendung eines Durchflussreglers WFC (Water Flow Control) kann die Durchflussmenge auf das mehr als Dreifache erhöhen. Temperatur- und Durchflusssensoren reagieren bei Toleranzüber- oder -unterschreitungen und sorgen so für Prozesssicherheit. Ein paralleler Betrieb von Temperiergeräten verbessert die Teilequalität und senkt die Kosten. Aus dem direkten Vergleich von paralleler und serieller Anbindung bei ansonsten völlig gleicher Anwendung ergibt sich, dass eine parallele Anbindung den Pumpendruck absinken lässt, da sich die Druckverluste nicht addieren. Dies verlängert die Lebensdauer der Pumpe und reduziert Service- und Investitionskosten.

Auch die für den Spritzguss von Kleinst- und Mikroteilen konzipierte Micropower ist aufgrund ihres Designs sowie der speziell für die Maschine ausgelegten Peripherie sehr energieeffizient. Auf einer Micropower 15/10H/10H Combimould wird aus Flüssigsilikon eine Membrane für einen hochwertigen Kleinst-Lautsprecher aus Thermoplast und Flüssigsilikon mit einem 1-fach-Werkzeug von Starlim Spritzguss, Österreich, hergestellt. Die Wahl eines 1-fach-Werkzeugs dient dazu, die Präzision des Werkzeugs in Kombination mit der für die Herstellung von Mikroteilen konzipierten Maschine aufzuzeigen. Denn oftmals müssen bereits in der Prototypenphase kostenintensive Mehrfachwerkzeuge konzipiert werden, um dem notwendigen Mindestdurchsatz der Maschine gerecht zu werden. Die Maschine ist mit einem 2-stufigen Schnecken-Kolben-Thermoplastaggregat und einem 2-stufigen Schnecken-Kolben-LSR-Aggregat ausgestattet. Bei der LSR-Dosierpumpe von EMT Dosiertechnik, Werdohl, handelt es sich um ein 1-Liter-Kartuschensystem, das für kleinste Dosiervolumen entwickelt wurde. Die gleichmäßige Entleerung der Kartuschen sorgt für hohe Präzision bei gleichbleibender Qualität. Die kurze Mischstrecke ermöglicht eine rasche Reinigung und minimiert Materialverlust beim Materialwechsel.

Die neue Ecodrive Vakuumpumpe optimiert automatisch den Energieverbrauch von zentralen Materialversorgungsanlagen – bei gleichbleibender zuverlässiger Versorgung der einzelnen Materialverbraucher. Trotz dieser neuen Funktion bleibt die gewohnte einfache Bedienweise der Gesamtanlage unverändert erhalten, da die Optimierungsschritte dieser Vakuumpumpe im Hintergrund ausgeführt werden. Durch den Einsatz von entsprechenden Überwachungsmechanismen und die daran anknüpfende Technologie der automatischen Ecodrive Lastregelung kann eine Energieeinsparung – abhängig von der jeweiligen Anlagenkonfiguration – von bis zu 75 % erzielt werden. Der flexible Aufbau der Vakuumpumpe ermöglicht ihren Einsatz in neuen wie auch bei bereits bestehenden Anlagen, um auch hier die Energiekosten zu reduzieren.

Die Trocknung von Kunststoffgranulat spielt eine wesentliche Rolle vor und während der Produktion und zeigt sich in der Teilequalität. Hierfür sollte ausreichende Balance von bereitgestellter Trockenluft und dem in Verbindung stehenden Energieaufwand erreicht werden. Eine Trocknungsanlage besteht meist aus dem Trockenlufterzeuger Drymax und einem oder mehreren Trocknungstrichtern, Silmax. Auf der Fakuma steht beim Drymax die automatische und zugleich variable Frequenzregelung Ecodrive im Vordergrund. Der Trockner stellt nur so viel Luftmenge zur Verfügung, wie die gesamte Trocknungsanlage benötigt. Bereits in kleinen Anlagen lässt sich damit Energie sparen. Der Silmax Trocknungstrichter wird durch eine motorisch angetriebene Luftverteilung, der Smartflow Luftverteilung, mit Luft versorgt. Diese intelligente Luftverteilung achtet dabei stets auf den Trocknungszustand des Granulates und die Temperatur im Trocknungstrichter, und ein manuelles Eingreifen entfällt. In erweiterten Anlagen mit einer Vielzahl an Trocknern oder bei Anlagen mit unterschiedlichen Materialdurchsätzen bietet nach Herstellerangaben Ecodrive mit Smartflow großes Potenzial zur Reduktion des Energieverbrauches. Mit einer servohydraulischen Smartprimus 90/350 (vormals Smartplus), ausgestattet mit dem Wittmann Condition Monitoring System CMS Lite und einer von Wittmann Battenfeld Deutschland konzipierten und gebauten Automatisierungszelle, wird mit einem 1+1-fach-Werkzeug der Firma Sola, Österreich, eine Wasserwaage aus ABS hergestellt. Dabei werden im ersten Schritt der Ober- und Unterteil des Gehäuses der Wasserwaage gespritzt. Anschließend wird das Oberteil in einer Laserstation abgelegt und markiert und zeitgleich das Unterteil mit Libellen von Sola bestückt. Danach wird das Oberteil mit vordefinierter Kraft auf den Unterteil gedrückt. Die fertigen Teile werden zu einer Teststation transportiert, wo die Lage der Libellen mittels Vision System kontrolliert wird. Danach werden die fertigen Wasserwaagen mit einem Roboter WX138 entnommen und auf einem Förderband abgelegt.

Solarzellen auf Firmendächern bieten Unternehmen die Möglichkeit, eigenen Strom zu erzeugen und Ressourcen zu schonen. Auf der K 2022 hat Wittmann Battenfeld erstmals seine Konzeptstudie der mit Gleichstrom betriebenen Spritzgießanlage vorgestellt. Mittlerweile wurden weitere Entwicklungsschritte unternommen. Auf der Fakuma wird diese Technologie anhand einer Ecopower 180/750+ B8X gezeigt. Mit einem 1-fach-Werkzeug der österreichischen Firma Kunststofftechnik Grabher wird ein Drainagekörper aus Polypropylen hergestellt. Das Teil wird mit einem modifizierten Roboter WX142 in DC-Ausführung entnommen, der direkt über den Gleichspannungs-Zwischenkreis der Ecopower versorgt wird und die überschüssige Energie bei Verzögerung der Achsen in den Zwischenkreis zurückspeist. Um den Besuchern die DC-Technologie live präsentieren zu können, wird die Maschine während der Messe autark vom Messestromnetz über einen Solarstromspeicher mit Salzbatterietechnik von Innovenergy betrieben. Die Batterie verfügt insgesamt über 45 kWh an Kapazität, mehr als ausreichend für einen unterbrechungsfreien Maschinenbetrieb über einen gesamten Messetag mit acht Stunden.

An allen Maschinen entlang des Energieeffizienzpfades wird eine Energiemessung mit der Energiemanagement-Software Imagoxt durchgeführt, die von Wittmann Digital entwickelt wurde. Die Software erlaubt die skalierbare Anzeige und Visualisierung von Energieverbräuchen der angeschlossenen Maschinen und Geräte. Ebenso berechnet das Programm direkt den CO2-Verbrauch und bereits erzielte Energieeinsparungen. Alle berechneten Werte können in Berichten abgelegt werden und stehen somit für langfristige Analysen zur Verfügung. Das Programm läuft als Webapplikation sowohl als optionale Erweiterung des MES-Programms Temi+ als auch als eigenständiges Programm. Das Programm hat eine Produktzertifizierung nach DIN ISO 50001, wodurch die Investitionskosten in Deutschland förderfähig sind. Außerdem bietet der Maschinenbauer seinen Kunden Energieberatung in Form von auf den Markt abgestimmten Energieberatungspaketen an. Diese reichen von der reinen Analyse des Energieverbrauchs nach Euromap 60.1 und 60.2 über eine erweiterte Analyse, die auch die Peripheriegeräte umfasst, bis hin zu einer darauf aufbauenden Optimierung des gesamten Prozesses.

Quelle: Wittmann Gruppe