Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Toyo: Mit vollelektrischen Maschinen Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren

Zwei vollelektrische Spritzgießmaschinen aus Japan zeigen mit Anwendungen aus Verpackung und Logistik, dass eine umweltschonende und trotzdem wirtschaftliche sowie qualitativ hochwertige Produktion möglich ist. Deckerform ist als Spezialist für schlüsselfertige Gesamtlösungen mit am Stand.

Unter dem Slogan „be a green leader“ zeigt Toyo, wie leistungsfähige vollelektrische Spritzgießmaschinen Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit im Zeichen der Kreislaufwirtschaft vereinen können. Deckerform als exklusiver Vertriebspartner des japanischen Premiumherstellers und als Spezialist für schlüsselfertige Gesamtlösungen präsentiert zusammen mit Partnern Anwendungen, die zeigen, wie sich Kunststoff als ökologisch wertvoller und hochentwickelter Rohstoff sinnvoll, umweltfreundlich und ökonomisch nutzen lässt.

Die nachhaltige Produktion von Kunststoffteilen in der Kreislaufwirtschaft – das ist das beherrschende Thema auch am Stand von Toyo, dem japanischen Pionier in der Entwicklung und Herstellung von vollelektrischen Spritzgießmaschinen. Auf der K 2022 steht die nachhaltige und wirtschaftliche Produktion von Kunststoffartikeln im Fokus. Mit zwei Spritzgießmaschinen mit 3.500 bzw. 4.500 kN Schließkraft, einer Toyo Si-350-6s und einer Toyo Si-450-6s, zeigen der Maschinenhersteller und exklusive Partner mit konkreten Anwendungen, wie sich Kunststoffteile umweltschonend und trotzdem wirtschaftlich und in hoher Qualität herstellen lassen.

Der japanische Qualitätshersteller Toyo stellt Maschinen in 14 Größen mit Schließkräften von 500 bis 13.000 kN und einer breiten Palette an Spritzeinheiten her. Für Toyo und dessen Vertriebs- und Servicepartner Deckerform zieht sich das Thema Nachhaltigkeit wie ein roter Faden durch alle Aktivitäten.

Dabei kommt der Auswahl der optimalen Spritzgießmaschine ein Schlüsselrolle zu. „Unsere vollelektrischen Toyo-Spritzgießmaschinen sind im Vergleich zu hydraulischen Anlagen deutlich energieeffizienter und damit auch nachhaltiger“, betont Anna Tschacha, Geschäftsführerin bei der Deckerform Injection GmbH. „Wir sehen die vollelektrischen Toyo-Spritzgießmaschinen als einen elementaren Baustein im Konzept der Nachhaltigkeit bei Deckerform und unseren Kunden.“

Geschwindigkeit im Fokus

Wie man Schnelligkeit, Qualität und Energieersparnis vereint, zeigt Toyo auf seiner vollelektrischen Spritzgießmaschine Si-450-6s mit 4.500 kN Schließkraft. Mit einer Zykluszeit von 4,5 s stellt Toyo dünnwandige Food Container mit 0,55 mm Wandstärke her und benötigt dabei nach eigenen Angaben bis zu 70 % weniger Energie als geläufige hydraulische Spritzgießmaschinen. (Foto: Toyo)

Wie man Schnelligkeit, Qualität und Energieersparnis vereint, zeigt Toyo auf seiner vollelektrischen Spritzgießmaschine Si-450-6s mit 4.500 kN Schließkraft. Mit einer Zykluszeit von 4,5 s stellt Toyo dünnwandige Food Container mit 0,55 mm Wandstärke her und benötigt dabei nach eigenen Angaben bis zu 70 % weniger Energie als geläufige hydraulische Spritzgießmaschinen. (Foto: Toyo)

Das bestätigt sich unter anderem bei der am Messestand präsentierten Packaging-Anwendung, die auf einer Toyo-Maschine mit 4.500 kN Schließkraft läuft. Die konstante Materialversorgung gewährleisten Produkte des Peripheriespezialisten Digicolor, wohingegen die seitliche Entnahme der Kunststoffteile ein Campetella-Roboter übernimmt. „Hier steht die Geschwindigkeit in Kombination mit dem niedrigen Energieverbrauch im Mittelpunkt, mit der so eine elektrische High-End-Maschine arbeiten kann“, erklärt Tschacha. „Die Maschine produziert auf einem Zweifach-Werkzeug einen Food Container mit 0,55 mm Wandstärke aus jeweils 41,9 g PP – bei einer Zykluszeit von gerade einmal 4,5 Sekunden.“

„Dabei brauchen wir bis zu 70 Prozent weniger Strom als hydraulische Maschinen“, erläutert Tschacha. „Das gilt auch für die neuesten hydraulischen Modelle. Und auch aktuelle vollelektrische Modelle anderer Hersteller liegen in Praxisvergleichen teilweise immer noch deutlich über dem Energieverbrauch von Toyo-Maschinen – in unseren zahlreichen und kontinuierlich weitergeführten eigenen Versuchen haben wir noch keine Maschine gefunden, bei der der Unterschied bei gleichen Werkzeugen und auch sonst unter identischen Bedingungen nicht mindestens bei 40 Prozent liegt.“

Toyo hat nach eigenen Angaben vor fast 40 Jahren die weltweit erste energiesparende vollelektrische Spritzgießmaschine mit Servoantrieb entwickelt und gebaut und zeigt auf der K 2022, wie effizient und optimal abgestimmt die vollelektrischen Spritzgießmaschinen sind. (Foto: Toyo)

Toyo hat nach eigenen Angaben vor fast 40 Jahren die weltweit erste energiesparende vollelektrische Spritzgießmaschine mit Servoantrieb entwickelt und gebaut und zeigt auf der K 2022, wie effizient und optimal abgestimmt die vollelektrischen Spritzgießmaschinen sind. (Foto: Toyo)

Toyo hatte im Jahr 1983 die weltweit erste energiesparende vollelektrische Spritzgießmaschine mit Servoantrieb entwickelt und baut seither ausschließlich solche Modelle. Die langjährige Erfahrung und die Konzentration auf vollelektrische Spritzgießmaschinen führen zu durchdachten, auch in ihren Details optimal aufeinander abgestimmten Maschinen.

In sich stimmiges Maschinenkonzept

Das Maschinenkonzept ist darauf ausgelegt, möglichst wenig Energie einzusetzen. Die Maschine benötigt – abgesehen vom minimalen Verbrauch ihrer Steuerung – immer nur dann Energie, wenn sie sich auch bewegt. Ist die Zuhaltekraft aufgebaut, hält in der Maschine das von Toyo patentierte doppelt V-förmige Kniehebelsystem hinter der beweglichen Platte die Kraft aufrecht, ohne dass weiter Energie zugeführt wird. Bei den hydraulischen Modellen muss der Druck des Hydrauliköls immer wieder von der Pumpe aufgebaut und gehalten werden. Unabhängig von den Schließkräften zwischen 500 und 13.000 kN entfällt dieser „Leerlaufverbrauch“ bei allen Toyo-Maschinen.

Zudem vermeidet Toyo konsequent das Entstehen unerwünschter Abwärme bereits im Ansatz. Damit wird es den Maschinenbauern möglich, auf aktive Kühlmaßnahmen, etwa eine Wasserkühlung, weitestgehend zu verzichten. Der Einsatz energieeffizienter Direktantriebe ermöglicht beispielsweise den weitestgehenden Verzicht auf aktive Kühlungen in den Maschinen – so entfällt der Einsatz von Sekundärenergie, die sonst für Abtransport und Vernichtung unerwünschter Abwärme notwendig ist.

Nachhaltigkeit als roter Faden

Diese Transportkisten werden auf der K 2022 vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen veredelt und sind trotz ihrer dünnen mittleren Wandstärke von 1,8 mm mechanisch sehr stabil, belastbar und verzugsarm. Zurückzuführen ist das auf das PET-Recyclingmaterial Recopound und auf das bei den vollelektrischen Toyo-Maschinen im Standard integrierte Spritzprägeverfahren. (Foto: Toyo)

Diese Transportkisten werden auf der K 2022 vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen veredelt und sind trotz ihrer dünnen mittleren Wandstärke von 1,8 mm mechanisch sehr stabil, belastbar und verzugsarm. Zurückzuführen ist das auf das PET-Recyclingmaterial Recopound und auf das bei den vollelektrischen Toyo-Maschinen im Standard integrierte Spritzprägeverfahren. (Foto: Toyo)

Auch die Produktion einer hochwertigen Transportbox mit Stapelrand, die Toyo live auf dem eigenen Messestand zeigt, weist mit ihren 0,25 kW/kg verarbeitetem Kunststoff einen sehr geringen Energieverbrauch aus. Rund 0,16 kW/kg davon sind als physikalische, nicht weiter reduzierbare Konstante für das Aufschmelzen der Kunststoffmasse notwendig. Bleiben also 0,09 kW/kg für den Betrieb der Maschine selbst, nach Angaben von Toyo ein konkurrenzloser Wert.

Per Spritzprägen wird die Transportbox, die eine Stellfläche eines DIN A4-Blattes hat und rund 400 g wiegt, auf einer vollelektrischen Toyo Si-350-6s mit 3.500 kN Schließkraft hergestellt. Die Box entsteht in einer Stammform mit Wechseleinsatz und Mold-Masters-Heißkanal. Es handelt sich um die gleiche Form, in der mit einem anderen Einsatz auf der Fakuma 2021 eine Gießkanne spritzgeschäumt wurde. Diese mit dem Slogan „be a green leader“ mittels Heißprägen ebenfalls veredelte Gießkanne kann sich der Besucher am Stand des VDMA (Freigelände CE01) abholen.

Komplett automatisierter Ablauf

Mit einem Spitzenwert von nur 0,25 kW pro kg verarbeitetem Kunststoff produziert die vollelektrische Toyo-Spritzgießmaschine Si-350-6s mit 3.500 kN Schließkraft per Spritzprägen in einem vollautomatisierten Prozess innerhalb 20 s eine wertige PET-Transportbox. (Foto: Toyo)

Mit einem Spitzenwert von nur 0,25 kW pro kg verarbeitetem Kunststoff produziert die vollelektrische Toyo-Spritzgießmaschine Si-350-6s mit 3.500 kN Schließkraft per Spritzprägen in einem vollautomatisierten Prozess innerhalb 20 s eine wertige PET-Transportbox. (Foto: Toyo)

In nur 20 s wird die Transportbox spritzgeprägt, von einem Sepro-Roboter 5X-25 entnommen und vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen in einer Heißprägemaschine der Baier Maschinenfabrik veredelt und den Messebesuchern auf dem Förderband bereitgestellt.

Die schnelle Zykluszeit liegt unter anderem am gewählten Spritzgießverfahren „Spritzprägen“ und den direkt geregelten elektrischen Servoantrieben. Beim Spritzprägen bleibt das Werkzeug während des Einspritzens zunächst einige Zehntelmillimeter geöffnet und schließt erst kurz bevor die Schmelze den Trennbereich erreicht. Dabei füllt sich die Kavität leichter und mit deutlich geringerem Einspritzdruck. Zu diesem Zeitpunkt im Prozess ist der Großteil der Schmelze bereits in der Kavität. Beim Schließen des Werkzeugs wird die Kavität vollständig befüllt und das Material gleichmäßig verprägt. So entsteht eine sehr homogene Dichte im Werkstoff, die deutlich homogener als beim konventionellen Spritzgießen ist und damit die beste Voraussetzung für gleichmäßigen, berechenbaren und somit beherrschbaren Verzug bietet.

Besonders dünnwandige Kunststoffteile möglich

Das Spritzprägen ermöglicht ein besonders dünnwandiges Produkt: Mit ihrer mittleren Wandstärke von gerade einmal 1,8 mm ist die Transportkiste trotzdem sehr stabil und bringt auch sonst alle positiven Eigenschaften für den rauen Alltagseinsatz mit. Speziell für Teile, die gestapelt werden sollen oder die sehr plan und ohne Verzug sein müssen, ist dieses Verfahren optimal geeignet.

Die Stabilität der sehr dünnwandigen Box bringt das verwendete Recyclingmaterial Recopound mit. Der recycelte Werkstoff für die Transportkiste kommt vom Partner Leonhard Kurz, einem Spezialanbieter für Dünnschichttechnologie. Der verwendete Werkstoff Recopound besteht zum überwiegenden Teil aus PET-Transferträgerfolienresten aus der graphischen Verpackungsveredelungs-Industrie, die beim Aufbringen hauchdünner Dekorations- und Funktionsschichten auf Produkte anfallen. Diese Folien, die sonst entsorgt werden, nimmt Kurz in einem aktiven Rücknahmeprozess zurück und recycelt diese in einem rein mechanischen Verfahren zu einem neuen Kunststoffgranulat, das unter dem Markennamen Recopound auch im Handel vertrieben wird.

Deckerform, Toyo und die Leonhard Kurz Stiftung betonen mit dem auf der K 2022 weiterführenden Gemeinschaftsprojekt „be a green leader“ die Wichtigkeit der maximal gelebten Nachhaltigkeit in jedem einzelnen Teil der Kunststoffprozesskette. (Foto: Toyo)

Deckerform, Toyo und die Leonhard Kurz Stiftung betonen mit dem auf der K 2022 weiterführenden Gemeinschaftsprojekt „be a green leader“ die Wichtigkeit der maximal gelebten Nachhaltigkeit in jedem einzelnen Teil der Kunststoffprozesskette. (Foto: Toyo)

Recopound beweist auf der Messe, dass intelligente Recyclingmaterialien in der Verarbeitung nicht hinter Neugranulaten zurückstehen müssen. Besonders das geringe Verzugsverhalten und die hohe mechanische Belastbarkeit macht Recopound als Alternative zu anderen Kunststoffen interessant, gerade auch dann, wenn die Bauteilentwicklung die positiven Eigenschaften des Materials mit intelligentem Engineering nutzt und herausarbeitet. Weitere Exponate zeigen die vielfältige Verwendbarkeit des nachhaltigen Werkstoffs. Seine Innovationen präsentiert die Leonhard Kurz Stiftung & Co. KG an ihrem Stand 05-A19 in Halle 5. Am Toyo-Stand sind neben zahlreichen weiteren interessanten Exponaten auch spritzgeschäumte und spritzgeprägte Kunststoffteile zu sehen.

Schneller Produktwechsel dank ausgeklügeltem Werkzeug

Als weiteres Partnerunternehmen setzt auch der Werkzeugbau Röttger auf die Vorzüge der Toyo-Maschinen. Der Werkzeugbauer aus Marienheide zeigt in Halle 7A am Stand D35 seine Werkzeuge mit patentiertem Einsatzwechselsystem. Auf einer Toyo Si-50-6s D75E fertigt das Unternehmen Einkaufswagenchips und eine Klammer aus ABS in einer Zykluszeit von 10 s. Hier steht insbesondere die Möglichkeit zum schnellen Umbau des Werkzeugs und damit zum schnellen Produktwechsel im Mittelpunkt. Auch hier sorgt Digicolor-Equipment zur Materialaufbewahrung, -trocknung, -beförderung und -dosierung für hohe Prozesssicherheit in der Peripherie.

www.toyo-europe.com
www.deckerform.de

Dieser Anbieter stellt auf der K 2022 in Düsseldorf in Halle
						FG 13 am Stand 13-B77 aus
Halle: FG 13
Stand: 13-B77