Welche Vorteile besitzen elektromechanische Antriebe in der kunststoffverarbeitenden Industrie?

Dass elektromechanische Antriebe einen höheren Wirkungsgrad als pneumatische und hydraulische Systeme haben, lernen Maschinenbaustudenten im Grundstudium. Trotzdem stehen bei den meisten Extrudeuren letztere in den Hallen. Warum? Die meisten Hersteller von Kunststoffprofilen kennen die Leistungsaufnahme ihrer pneumatischen Stanzen gar nicht, deshalb ist ihnen das enorme energetische Einsparpotenzial gar nicht bewusst. Stanova hat die Leistungsaufnahme der verschiedenen Antriebe mit einer Simulation der Firma Festo herausgearbeitet. Dabei stellte sich ein achtmal geringerer Energiebedarf der Elektromechanik heraus. Grundsätzlich geht es aber um mehr: Für die Inline-Bearbeitung von extrudiertem Material ist eine „Fliegende Säge“ auf einem beweglichen Positionierschlitten unverzichtbar. Denn eine „Fliegende Säge“ kann nicht pneumatisch arbeiten. Nur mit einem elektromechanischen Antrieb ist es möglich, die Materialgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der „Fliegenden Säge“ zu synchronisieren und so die gewünschten Längentoleranzen zu erreichen.

Reicht denn bei geringerem Qualitätsanspruch eine kosteneffizientere pneumatische Extrusionsfolgeanlage? Das wäre ein technologischer Bruch. Es ist nicht sinnvoll, mit zwei verschiedenen Energieformen an der Anlage zu operieren. Es kommt noch ein anderer Punkt hinzu: Pneumatische Pressen sind circa um den Faktor 5 langsamer als elektromechanische Pressen. Dies zeigt eine weitere Simulation mit der Software von Festo in einem konkreten Anwendungsfall. Daraus ergibt sich eine fünf- bis sechsmal langsamere Zykluszeit für die Pneumatik. Dementsprechend kann die Pneumatik bei Profilen mit kurzen Lochabständen gar nicht eingesetzt werden. Dies geht nur, wenn wir die Abzugsgeschwindigkeit des Extruders reduzieren. Es kann aber nicht das Ziel sein, die Produktionsgeschwindigkeit herabzusetzen, nur um eine in der Anschaffung günstigere Pneumatik einzusetzen. Mit ihren servogesteuerten Antrieben erreichen die Maschinen von Stanova eine Produktionsgeschwindigkeit von bis zu 20 Metern pro Minute.
Was noch für die Elektromechanik spricht: Sie ist besser in den softwaretechnischen Prozess zu integrieren, weil es eine NC-gesteuerte Achse ist. Das macht sie absolut verlässlich. Bei der Pneumatik gibt es viele Faktoren, die auf sie einwirken und sie schlechter steuerbar machen: Umgebungstemperatur, Lufttemperatur oder auch der Zylinder, der von der Reibung beeinflusst wird. Nicht zuletzt benötigt eine elektromechanisch gesteuerte Extrusionsfolgemaschine bis zu 8-mal weniger Energie. Bei einem Profil, das alle 250 mm inline gestanzt wird und bei einem Industriestrompreis von 26,5 Cent wären dies Einsparungen von 2.647 Euro pro Jahr bei einem Drei-Schicht-Betrieb. Bei 10 Extrusionslinien spart ein Extrudeur 26.000 Euro. Bearbeitbar ist prinzipiell jeder Kunststoff, auch Biopolymere aus biogenen Quellen lassen sich grat- und flusenfrei stanzen.

Quelle: Stanova