Dünnwandspritzprägen mit Werkzeugetagentechnik

Im Zeichen der Nachhaltigkeit steht der Fakuma-Messestand von Engel, Schwertberg (Österreich). Mit der Herstellung von dekorierten Monomaterial-Lebensmittelverpackungen und dem Verarbeiten von Regranulat aus Label-Abfällen wird eine Prozesskette im Sinne der Kreislaufwirtschaft aufgezeigt. Dabei feiert die 4.200-kN-Baugröße der Spritzgießmaschine e-speed ihre Weltpremiere. Die anspruchsvolle Packaging-Anwendung kombiniert extremes Dünnwandspritzprägen mit der Etagenwerkzeugtechnik.

Auf einer e-speed 420/90 Spritzgießmaschine mit integriertem In-Mould-Labeling (IML) werden während der fünf Messetage vollständig automatisiert abfüllfertige Margarinebecher im Spritzprägeprozess aus Polypropylen produziert. Die Behälter, die inklusive Label eine Wanddicke von 0,4 mm aufweisen, werden von einer Side-Entry-Hochgeschwindigkeitsautomation aus dem 4+4-fach-Etagenwerkzeug entnommen und nach der kamerabasierten Qualitätskontrolle auf dem Austaktband gestapelt. Unternehmenspartner der Messepräsentation sind MCC Verstraete, Plastisud, Campetella, Mevisco und Borealis.

Der anhaltende Trend zur Wanddickenreduktion führt zu immer extremeren Fließweg/Wanddicken-Verhältnissen, die oft im Bereich von 1:400 liegen. Bereits ab einem Verhältnis von 1:300 lässt sich in vielen Anwendungen nur mittels Spritzprägen eine konstant hohe Bauteilqualität erhalten. Weitere Vorteile der Spritzprägetechnologie sind, dass im Vergleich zum konventionellen Kompaktspritzguss geringere Schließkräfte und niedrigere Spritzdrücke erforderlich sind und sich auch hochviskose Materialien reproduzierbar verarbeiten lassen. In Summe führt dies zu einem niedrigeren Energieverbrauch und wettbewerbsfähigeren Stückkosten.

Oft wird jedoch das Spritzprägen als Ausschlusskriterium für den Einsatz eines Etagenwerkzeugs angesehen, denn bei vielen Spritzgießmaschinen reicht die Dynamik der Plattenbewegungen für ein Etagenwerkzeug nicht aus. Anders bei der auf Dauerhochleistung in der Verpackungsindustrie ausgelegten Engel e-speed Spritzgießmaschine. Die elektrisch angetriebene Schließeinheit und das Kniehebeldesign ermöglichen sehr schnelle und vor allem präzise, kurze Prägehübe – im Falle der Margarinebecher beispielsweise von 4 mm. Die Parallelbewegungen lassen sich sehr exakt steuern, was die Voraussetzung ist, Prägehub und Einspritzprofil in der erforderlichen Präzision aufeinander abzustimmen.

Hochleistungsmaschine in neuer Baugröße

Mit der neuen Baugröße e-speed 420 mit 4.200 kN Schließkraft diversifiziert Engel weiter sein Produktprogramm, um die Spritzgießmaschinen und Systemlösungen im Sinne einer maximalen Gesamteffizienz noch passgenauer auf die jeweilige Anwendung zuzuschneiden. Die Engel e-speed Spritzgießmaschinen mit hybrider Spritz- und elektrischer Schließeinheit vereinen sehr kurze Zykluszeiten, höchste Präzision und sehr hohe Einspritzgeschwindigkeiten von bis zu 1.200 mm/s und arbeiten dabei äußerst energieeffizient. Das innovative Energie-Rückgewinnungssystem nimmt die Bremsenergie der Plattenbewegungen auf und gibt die gespeicherte Energie – zum Beispiel zum erneuten Beschleunigen der Aufspannplatten – wieder an den Motor ab.

Der Kniehebel ist gekapselt ausgeführt, was einen besonders niedrigen Schmiermittelbedarf und höchste Reinheit sicherstellt. Auf diese Weise erfüllen die Maschinen der e-speed Baureihe serienmäßig die strengen Anforderungen der Lebensmittelindustrie.

Intelligente Label-Technik

Die Labels von MCC Verstraete, die zur Herstellung der Margarinebecher auf der Fakuma zum Einsatz kommen, sind interaktiv. Sie basieren auf der Technologie von Digimarc. Ähnlich wie ein QR-Code lassen sich die Digimarc-Codes mit jeder Smartphone-Kamera scannen. Ihr Vorteil liegt darin, dass sie sich unsichtbar über die gesamte Labelfläche erstrecken. Die Kamera kann jeden beliebigen Punkt erfassen. Zudem stören die Codes nicht das Verpackungsdesign. Von der Herstellung über den Handel bis zum Recycling bieten die interaktiven Labels einen Mehrwert. Der Konsument kann sich direkt beim Einkaufen über die Inhaltsstoffe und die Herstellung sowohl des Produkts als auch der Verpackung informieren. Hat die Verpackung ausgedient, gibt sie über das Label Hinweise für ihren eigenen Recyclingprozess. Bestehen Behälter und Label aus demselben Material, ist eine interaktive IML-Verpackung vollständig recycelbar.

Vom Margarinebecher zum Kegelverschluss

Die auf der Fakuma produzierten Margarinebecher bestehen inklusive Label aus Polypropylen. Die Monomaterialverpackungen lassen sich am Ende ihrer Nutzungsdauer ebenso wie die bei der Herstellung anfallenden Produktionsabfälle schreddern und das erhaltene Rohmaterial zu neuen Produkten verarbeiten. Wie dies in der Praxis aussehen kann, demonstriert Engel auf seinem Messestand mit der Verarbeitung von Label-Verschnittabfällen in Form von Regranulat. Auf einer Engel victory 460/80 werden in einem Achtfach-Werkzeug von Pöppelmann Kegelverschlüsse produziert. Pöppelmann mit Sitz in Lohne – auf der Fakuma in Halle B5, Stand 5107 – gehört ebenso wie Engel zu den Vorreitern und Treibern beim Aufbau einer Kreislaufwirtschaft für die Kunststoffindustrie. Die 2018 ins Leben gerufene Initiative Pöppelmann blue bündelt alle Aktivitäten der gesamten Pöppelmann Gruppe, die einen geschlossenen Materialkreislauf zum Ziel haben. Bereits Ende 2020 hat der Pöppelmann-Geschäftsbereich Kapsto erfolgreich einen Materialkreislauf in laufender Serie bei einem namhaften Automobilhersteller geschlossen. Schutzelemente aus dem Pöppelmann Geschäftsbereich Kapsto finden unter anderem Anwendung im Logistik- und Baubereich. Der Kunststoffanteil dieser Produkte besteht zu 100 % aus Rezyklat.

Engel will an seinem Messestand verdeutlichen, dass Recycling, Dünnwandtechnik, Energieeffizienz und Informationstransparenz wichtige Schlüssel für den Erfolg der Kreislaufwirtschaft sind.

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