Bei der Herstellung von Werkstücken aus Kunststoff lassen sich 28 Prozent der aufgewendeten Energie und Ressourcen einsparen. Das Projekt ZuPrEff hat Maßnahmen identifiziert, mit deren Hilfe der Gesamtprozess Kunststoffspritzguss effizienter wird. Ein Kernpunkt war die Beschreibung von
relevanten Schmelze- und Werkstückzuständen in Hinblick auf Prozessschwankungen. Versuchsreihen an einer Spritzgussanlage führten zu dem Ergebnis einer übergeordneten Regelung, die Schwankungen in der Maschine durch zielgerichtete Reaktionen der Werkzeugtemperierung ausgleicht. So senken eine höhere Prozessstabilität, kürzere Zykluszeiten und weniger Ausschuss in der Produktion den Ressourcenverbrauch. In die Steuerung der Maschine wurde ein Energiemonitoring integriert, das den Anwender dabei unterstützt, den Prozess energieoptimal einzustellen. Durch die geringere Werkzeug- und Schmelzetemperatur ergeben sich weitere Energieeinsparungen. Die Projektergebnisse sind prinzipiell auf alle mit Kunststoffspritzguss hergestellten Werkstücke anwendbar. Durch ZuPrEff ergeben sich enorme Energiesparpotenziale, denn allein in Deutschland werden pro Jahr 2,5 Millionen Tonnen Kunststoffe durch Spitzgießen auf 250.000 Produktionsanlagen verarbeitet.
ZuPrEff — Effiziente Temperaturregelung in der Kunststoffverarbeitung
- Verbundprojektkoordinator
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GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, KierspeDipl.-Ing. Guido Peters02359 665 21502359 665 9215
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- Projektpartner
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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart
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Gebr. Krallmann GmbH, Hiddenhausen
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Hochschule Rosenheim, Studiengang Kunststofftechnik, Rosenheim
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KraussMaffei Technologies GmbH, München
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- Projektwebsite
Herkömmliche Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffen nutzen nur circa 19 Prozent der eingesetzten Energie. Vor allem unkoordinierte Aufwärm- und Abkühlvorgänge beim Aufschmelzen bergen ein hohes Energieeinsparpotenzial. Das Projekt ZuPrEff soll hier Abhilfe schaffen und die Effizienz des Gesamtprozesses, bestehend aus Maschine, Werkzeug und Temperierung, verbessern. Dabei stehen die regeltechnische Kopplung aller bisher autonomen Teilsysteme sowie die Umsetzung eines Energiemonitorings im Fokus. Dazu müssen die relevanten Schmelze- und Werkzeugzustände in Abhängigkeit von Prozessschwankungen modellhaft beschrieben werden. Versuchsreihen an einer Spritzgussanlage, die mit entsprechender Messtechnik und einer segmentierten Werkzeugtemperierung ausgestattet sind, bilden die Basis für die Modellentwicklung. So kann zu jedem Zeitpunkt der Zustand wichtiger Prozessgrößen (wie Schmelzeigenschaften und Werkzeugoberflächentemperatur) ermittelt und für die Regelung zur Verfügung gestellt werden. Darauf bauen auch die detaillierten Energiebilanzen für den Gesamtprozess auf, die das umfassende Energiemonitoring ermöglichen. In Summe kann dadurch die Prozesseffizienz um bis zu 28 Prozent gesteigert werden.
Lösungen
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28% Energieeinsparung beim Kunststoffspritzguss durch gezieltes MonitoringDipl.-Ing. Guido Peters GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, Kierspe Tel.: 02359 665 215 Fax: 02359 665 9215 guido.peters@gwk.com
