Dickwandige Bausteine für die Bauindustrie entstehen auf der K 2025 durch das Schäumen von aufbereitetem Material aus dem Gelben Sack. Der österreichische Maschinenbauer setzt auf eine vollelektrische Spritzgießmaschine mit einer angepassten Standard-Mischschnecke sowie digitale Assistenzsysteme.
Wie sich Ressourcenschonung, wirtschaftliche Produktion und platzsparende Anlagenkonzepte miteinander verbinden lassen, zeigt Engel, Schwertberg (Österreich), mit einer Anwendung aus 100 % Post-Consumer-Rezyklat. Im Mittelpunkt steht eine vollelektrische e-mac 220 Spritzgießmaschine, die auf kleinem Raum dickwandige und stabile, geschäumte technische Kunststoffteile für die Bauindustrie fertigt. Das Konzept eignet sich laut Engel besonders gut für robuste Komponenten mit möglichst geringem Gewicht und einfachem Handling, beispielsweise für die Substitution von Beton bei Schächten.
Die vollelektrische e-mac Spritzgießmaschine mit 2.200 kN Schließkraft nutzt die Engel foammelt Technologie, um Bauteile mit Treibmittel zu schäumen. In Verbindung mit einer speziell entwickelten Additivmischung entsteht ein homogener, feinporiger geschäumter Kern. Der Vorteil: geringeres Gewicht bei zugleich erhöhter Stabilität. In der gezeigten Anwendung mit einem Schussgewicht von 538 g ergibt sich eine Gewichtseinsparung von rund 30 %. Gleichzeitig wurde die Schlagfestigkeit des Bauteils um 10 % gesteigert.
Die vollelektrische Engel e-mac 220 stellt leichte, stabile Bauteile aus 100 % Post-Consumer-Rezyklat her. Das Assistenzsystem iQ weight control sorgt für eine Ausschuss-Reduktion um bis zu 50 %. (Foto: Engel)
Stabiler Prozess für anspruchsvolle Rezyklat-Anwendungen
Verarbeitet wird ein Post-Consumer-Rezyklat (PCR), das aus dem Gelben Sack stammt, von PreZero gesammelt und von Erema aufbereitet wurde. Für den Schäumprozess kommt eine von Moxietec entwickelte Additiv- und Treibmittelmischung zum Einsatz, kombiniert mit dem Vistamaxx-Additiv von ExxonMobil. Die Zugabe erfolgt über eine gravimetrische Dosierung von Movacolor. Die Moxietec-Formulierung erzeugt eine homogene Verteilung der Schaumstruktur und ist damit speziell für dickwandige Bauteile geeignet, bei denen klassische physikalische Schäumverfahren an ihre Grenzen stoßen.
Leicht und stabil: Querschnitt durch das geschäumte Bauteil aus 100 % Post-Consumer-Rezyklat, das um 30 % leichter und um 10 % schlagfester ist als kompaktes Material. (Foto: Engel)
Für eine homogene Schmelze sorgt eine Standard-Mischschnecke von Engel, die speziell für diese Art von Anwendungen ausgelegt und auf ein homogenes Mischverhalten optimiert ist. Zudem kann die Kompressionsentlastung nach dem Dosieren entfallen, wodurch Einfallstellen am Bauteil verhindert werden. Ermöglicht wird dies durch eine Ring-Rückstromsperre mit neu entwickelter Geometrie. Bombiert ausgeführte Flügelflächen sorgen für ein reproduzierbares und in Kombination mit der Kurzhubausführung deutlich schnelleres Schließverhalten.
Die Plastifiziereinheit dieser Anlage liefert mit iQ melt control eine für geschäumte Rezyklate aufbereitete Schmelze. Das digitale Assistenzsystem iQ melt control analysiert den Plastifizierprozess während der Abmusterung und schlägt Einstellparameter für Schneckendrehzahl, Gegendruck und Dosierweg vor. Auf diese Weise unterstützt iQ melt control eine konstant hohe Bauteilqualität bei hoher Materialeffizienz.
Ein Kaltkanalsystem unterstützt das gewünschte Schäumverhalten zusätzlich. Die Zykluszeit auf der vollelektrischen Engel e-mac mit dem 2fach-Werkzeug von Moxietec liegt bei rund 120 s.
Gerade bei dickwandigen Bauteilen wie in dieser Anwendung spielt die Werkzeugtemperierung eine entscheidende Rolle. Die neue Generation der e-temp Geräte arbeitet bereits mit nur 90°C Wassertemperatur, sodass auf eine separate Heißwasserverschlauchung verzichtet werden kann – das spart zusätzlich Kosten. Das digitale Assistenzsystem iQ flow control überwacht das Temperierverhalten aktiv und regelt es dynamisch. In Kombination mit den e-temp Geräten wird sichergestellt, dass Temperaturabweichungen sofort erkannt und automatisch ausgeglichen werden. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Abkühlung des gesamten Bauteils, Verzug wird minimiert und die Maßhaltigkeit verbessert. Das System trägt wesentlich zur Prozessstabilität bei und reduziert mit seiner Durchflussregelung den Energieverbrauch. Hier sind Einsparungen bis 85 % in der Temperierung möglich.
Die gesamte Produktionszelle ist kompakt ausgelegt. Ein Servo-Angusspicker entfernt den Anguss, während ein Engel viper 12 Linearroboter das Bauteil entnimmt und auf ein Förderband ablegt. Dieses ist platzsparend in das Schutzgitter der Maschine integriert. Die Automatisierung ist in die Steuerung der Spritzgießmaschine eingebunden und reduziert die Zykluszeiten, da iQ motion control die Bewegungsabläufe selbstständig optimiert. Es senkt gleichzeitig den Energiebedarf.
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