Smartes Spritzgießen im Fokus

Fertigung von dekorierten PP-Deckeln im Rahmen der Fachtagung Smartes Spritzgießen in Nürnberg (Bildquelle: Ralf Mayer/Redaktion Plastverarbeiter)

Richard Schnabel, Leiter Projektierung bei Wittmann Battenfeld, stellte den Teilnehmern die neue vollelektrische Hochleistungsmaschine Ecopower Xpress 160/1100+ vor. Servoelektrisch angetrieben werden bei dieser schnell arbeitenden Maschine mit Energieeffizienzklasse 8+ (Euromap) sowohl die Kniehebel-Schließeinheit und die Einspritzung als auch die parallele Dosierung. Für den Bediener ergeben sich Vorteile unter anderem durch die gute Düsen- und Werkzeugzugänglichkeit. Die Spritzgießmaschine ist vor allem für die Verpackungsherstellung konzipiert, was den Tagungsteilnehmern in einer Live-Anwendung verdeutlicht wurde. Gefertigt wurde ein Deckel aus PP mit einer anspruchsvollen IML- Applikation. Ein seitlich einfahrendes Wittmann-Entnahmegerät des Typs W 837 entnahm die Produkte aus dem Werkzeug.

MES mit Zugriff auch auf alle Periphriegeräte

Die Möglichkeiten des hauseigenen Manufacturing Execution Systems (MES) Temi+ beschrieb Patrick Sinn, Leiter der Schulungsabteilung. Integriert in Wittmann 4.0, der von dem Unternehmen entwickelten Netzwerkarchitektur, ermöglicht das MES erstmals die zentrale Datensammlung von Qualitätsparametern inklusive der Peripheriegeräte. In Wittmann-4.0-Zellen sind die Spritzgießmaschine, die Robotik und die Peripheriegeräte über einen Router miteinander vernetzt. Die einzelnen Module erhalten automatisch eigene IP-Adressen und geben relevante Informationen an den Router weiter, der diese an alle Teilnehmer der Zelle verteilt. Nach außen wiederum wird die komplette Fertigungszelle durch eine einzige IP-Adresse repräsentiert. Über diesen zentralen Punkt erhält das MES Temi+ Zugang zur Spritzgießmaschine und allen Geräten der Zelle. Die erfassten Daten werden auf der Unilog B8 Steuerung angezeigt. An einem Beispiel demonstrierte Patrick Sinn die übersichtliche grafische Darstellung von Produktionskennzahlen. Dank der Webbrowser-Architektur können die Informationen ortsunabhängig  abgerufen werden. Der Zugriff des MES‘ auf die einzelnen Teilnehmer der Arbeitszelle erfolgt über standardisierte Protokolle. Prozessparameter der Maschine werden über E77, Prozessparameter der Peripherie über OPC UA oder E82 übermittelt.

In einer Live-Demonstration wurde das Assistenzsystem zur Überwachung der Materialqualität an einer Wittmann 4.0 Produktionszelle vorgeführt. (Bildquelle: Wittmann)

Der volle Umfang einer Wittmann 4.0 Zelle wurde am Beispiel einer Smartpower 120/350 gezeigt, in deren U B8 Steuerung sämtliche angeschlossenen Peripheriegeräte einschließlich des Roboters integriert wurden. Gleichzeitig verfügte die Maschine über das HiQ-Assistenzprogramm, das unter anderem die Materialqualität überwachen und somit eine kontinuierliche Artikelqualität sicherstellen konnte. Dies erklärte Patrick Pazour, Fachmann für verfahrenstechnische Entwicklung bei Wittmann Battenfeld in Kottingbrunn, den Besuchern anhand einer Live- Demonstration. HiQ-Flow ist eine materialviskositätsbezogene Einspritzregelung. Als zentrale Kenngröße dient dabei die Einspritzarbeit, die als Integral über dem Druckverlauf entlang des Einspritzhubs ermittelt wird. Verlässt der Integralwert einen zugeordneten Toleranzbereich, wird noch während des Schusses – durch Anpassung des Nachdruckniveaus und/oder des Umschaltdrucks – die Einspritzarbeit nachgeregelt. Temperatur- oder Chargeneinflüsse auf die Materialviskosität können damit kompensiert werden.

Markt und Nachhaltigkeit

Zwei Gastredner spannten den Bogen über das Spritzgießen hinaus zu allgemeineren Aspekten der Kunststoffbranche: In seinem Keynote-Vortrag beleuchtete Michael Weigelt, Geschäftsführer des Verbands technische Kunststoffe (GKV/TecPart), unter anderem die aktuelle Lage der kunststoffverarbeitenden Industrie. Nach einer langen und steilen Aufwärtsphase spürt die Branche seit Mitte 2018 die abflachende Entwicklung in wichtigen Absatzmärkten. Im Maschinenbau und in der Elektroindustrie entwickelten sich sowohl das Geschäftsklima als auch die Erwartungen – wenn auch immer noch auf einem Niveau – negativ. Besonders stark schraubten Ende 2018 die Automobilbauer ihre Geschäftserwartungen zurück. Vor allem die Hersteller von technischen Teilen aus Kunststoff, aber auch die Kunststoffwaren-Produzenten insgesamt, beurteilten die Zukunftsperspektiven zu Beginn des Jahres 2019 deutlich negativer als in der Boom-Phase. Die aktuelle Lage bewerteten sie nach der Überhitzung des ersten Halbjahres 2018 zwar immer noch mehrheitlich gut, wenngleich einzelne Akteure – laut Weigelt vor allem Zulieferer für die Produktion von KFZ-Dieselaggregaten – deutlich zweistellige Rückgänge gemeldet hatten.

Als weiterer Gastredner griff Hansjörg Pramer, Application Development Engineer, bei Borealis, Linz, Österreich, das Thema Nachhaltigkeit von Polyolefinen auf.  Borealis sieht sich als aktiver Partner der Kreislaufwirtschaft, wie Pramer erklärte. Die Nachhaltigkeitsstrategie des Unternehmens ziele unter anderem auf die Reduktion von Verpackungsmaterial und Abfällen, die Technologieführerschaft beim Recycling von Polyolefinen  sowie die Erforschung der zweiten Generation erneuerbarer Rohstoffe und des chemischen Recyclings. Bis 2025 will Borealis die Menge der rezyklierten Kunststoffe in seinen Produkten  vervierfachen. Pramer stellte verschiedene Beispiele von PP-Granulaten mit bis zu 50 Prozent Rezyklatanteil vor, die zum Teil auf der von dem Unternehmen entwickelten Nukleierungstechnologie basieren. Dabei tritt der Nukleierungseffekt bereits im Polymerisationsreaktor ein – und nicht erst durch Zugabe eines Keimbildners bei der Pelletierung. Dies gibt dem PP laut Borealis eine höhere Steifigkeit, was unter anderem dünnwandigere Verpackungen ermöglicht.