Eine objektive Vergleichbarkeit des Energieverbrauchs von Kunststoffverarbeitenden Maschinen anhand eines Energieeffizienzlabels, wäre das nicht toll? Ähnlich wie bei Kühlschränken und Waschmaschinen!? Genau dieses Ziel verfolgen gerade die Überarbeitungen der Euromap 60 (für Spritzgussmaschine)  und Euromap 90  (für Extruder).

Das Messverfahren

Im Extrusionsbereich schon erfolgreich eingeführt unter der Euromap 90, ist sich die Arbeitsgruppe der Spritzgussmaschinen kurz vor dem Ziel sich einig zu werden.
Das Team für Spritzguss fanden einen gemeinsamen Nenner für eine allgemein gültiges Messverfahren für den Energieverbrauch einer Thermoplast Spritzgussmaschine. Damit ist es nun möglich, den spezifischen Energieverbrauch von Spritzgießmaschinen in kWh je kg Formmasse [kWh/kg] unter genormten Bedingungen nicht nur zu messen, sondern auch die mit anderen Herstellern zu vergleichen.

Die Schaffung einer objektiven Vergleichsmöglichkeit der Energieeffizienz von Kunststoffverarbeitenden Maschinen durch einen europäischen Energieeffizienzlabel soll den Kunden erleichtern die Kauf- und Investitionsentscheidung im Produktvergleich der einzelnen Hersteller und Antriebstechniken einfach vergleichen zu können. Ebenfalls soll mit der überarbeiteten Euromap 60 der Wettbewerb unter den Maschinenhersteller gesteigert werden, energieeffizientere Maschinen nicht nur zu entwickeln, insbesonder diese auch zur Marktreife führen und regulär anzubieten.

Für die gebräuchlichsten drei Anwendungen (Dünnwandteile/ technische Teile/ Dickwandteile) wurden die notwendigen Parameter für den Messzyklus festgelegt. Die Messung erfolgt mit Standard PP (Polypropylen), wobei durch eine genormte Düse ins Freie gespritzt wird. Diese Messung gilt für alle Thermoplastische Maschinen mit horizontaler Schließeinheit und einer Plastifizier- und Spritzeinheit mit Schneckenkolben und elektrisch beheiztem Zylinder.

Das Logo

Offizielles Energieeffizienzlabel für Rohrextruder nach Euromap 90

Die Arbeitsgruppe “Extrusion” die für die Euromap 90 zuständig ist konnten sich für die Kommunikation des Energieeffizienzlabel auf ein Label einigen. Das Label ist für die gesamte Branche schon europaweit gültig.

Im Spritzgussbereich dagegen konnte man sich derzeitig noch nicht einigen. Die Firmen benutzen derzeitig noch ihre eigene Labels. Allerdings arbeitet derzeitig ein Design-Team an ein Label, womit alle Hersteller zufriedengestellt werden. Ein Vorreiter des Labels nutzt die Firma Engel Austria schon für ihre Maschinen. Zwar ist das Label von Engel selbst kreiert, entspricht dennoch die Norm der Euromap 60 und ähnelt den ersten Entwürfen.

Energieeffizienzlabel des Spritzgussmaschinehersteller ENGEL Austria

Mit der Erstellung der beiden Euromap Standards zur Energiemessung sind somit die Voraussetzung für ein europaweit gültiges Label geschaffen. Es ist mit Sicherheit ein guter Schritt nach vorne, um bei den Kunden eine Sensibilisierung Richtung Energieeffizienz zu schaffen. Wir dürfen also gespannt sein, wann und wie die europaweite Umsetzung den Markt erreichen wird. Besonders spannend wird die Entwicklung neuer energiepsparender Antriebstechniken für die Kunden werden.

Vorschlag 1 für das Label für Spritzgussmaschinen

Vorschlag 2 für das Label für Spritzgussmaschinen

]]> http://kunststoffreport.de/euromap-60-90-energieverbrauch-vergleichen/feed/ 1 http://kunststoffreport.de/warmeruckgewinnung-mit-einer-druckluftanlage/ http://kunststoffreport.de/warmeruckgewinnung-mit-einer-druckluftanlage/#comments Wed, 21 Oct 2009 20:00:23 +0000 Tamer http://kunststoffreport.de/?p=1492

Bei der Schrimpf & Schöneberg GmbH in Hagen-Hohenlimburg zählt Umweltschutz zu den Unternehmensleitlinien. Eine neue Druckluftanlage senkt durch Wärmerückgewinnung die jährlichen Energiekosten deutlich.

Das Prinzip und wie hoch die Kosten sind, können Sie sich im Videocast der energieagentur.nrw anschauen:

Neue Druckluftanlage senkt Energiekosten by energieagentur.nrw

Auf dieser Entwicklung haben die Maschinenhersteller reagiert womit die Antriebe von Spirtzgussmaschine hinsichtlich all der genannten Aspekte optimiert wurden und weiterhin effizienter optimiert werden.

Die häufigste Spritzgussmaschine die man im Betriebe vorfinden kann ist die hydromechanische Spritzgießmaschine (Umgangssprachlich: Hydraulik Maschine). Zueinem ist die Anschaffung einer hydromechanischen Spritzgussmaschine am geringer gegenüber den anderen Bauarten zum anderen ist der Energieverbrauch jedoch  am höchsten. Entscheidend für den Energieverbrauch hydraulischer Spritzgießmaschinen ist die Effizienz der Umwandlung von elektronischer in hydraulischer Energie, wie dies in der Spritzgussmaschinenbauart erfolgt. Konstante Verbraucher sind lediglich die Heizbänder und die Steuerung, die direkt elektrisch versorgt werden.

Die restlichen Energieverbraucher, die nur in einzelnen Phasen im Spritzgießzyklus unterschiedlich viel Leistung benötigen, stellen die größte Problematik dar. Eine energieeffiziente Spritzgießmaschine muss in der Lage sein Leistung bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen, die Einzelwirkungsgrade deutlich zu verbessern als auch die Leerlaufverluste zu reduzieren.

Energieverbrauchsquelle: Demag / Diagramm von Kunststoffreport.de

Die Umwandlung  von elektronischer in hydraulischer Energie ist entscheiden für den Energieverbrauch, was maßgeblich von der Fähigkeit der Maschine bestimmt wird, den Leistungsbedarf dem Spritzgießzyklus anzupassen. Spritzgießmaschinen mit Konstantpumpenantrieb sind nicht in der Lage, die Leistung bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Eine Anpassung an den aktuellen Leistungsbedarf erfolgt durch Dissipation der überschüssigen Leistung über Ventile. Dies führt zu einem schlechten Wirkungsgrad und spiegelt sich im hohen Energieverbrauch wider.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrads ist eine Leistungsanapassung unumgänglich. Hierzu bestehen zwei Möglichkeiten. Zum einen lässt sich der Leistungsbedarf durch den Einsatz von Regelpumpen mit verstellbaren Fördervolumen dem aktuellen Bedarf anpassen. Die Verstellung  des Fördervolumens erfolgt dabei entweder durch eine hydraulische Steuerung oder elektrisch. Die Pumpe wird dabei weiterhin mit konstanter Drehzahl betrieben. Nachteilig hierbei ist, dass gerade im Bereich mit geringem Fördervolumen diese Pumpen einen schlechten Wirkunsgrad aufweisen und dass bei einer hydraulischen Verstellung ein bestimmter Steuerdruck aufrechterhalten werden muss. Dem steht als Vorteil ein niedriger Preis gegenüber. Eine andere Möglichkeit zur Leistungsanpassung besteht in der Kombination eines Konstantpumpenantriebs mit einem drehzahlgeregelten Motor.

Bei größeren Maschinen erfolgt eine Leistungsanpassung durch den Einsatz mehrerer Konstantpumpen, die wahlweise zu- bzw. abgeschaltet werden können. Hierdruch ist eine Anpassung des Leistungsbedarfs möglich.

Der Energieverlost von Konstantpumpenangetriebende Spritzgussmaschine liegt bei 80%, bei Regelpumpenangetriebenespirtzgussmaschine liegt der Verlust nur bei 20%. Der Energieverbrauch hängt selbstverständlich auch von der Maschinengröße und den eingestellten Parameter für den Spritzgusszyklus ab, so ist der Energieberbrauch bei Maschinen unter 800kN unter 250 KWs mit stätig zunehmender Zuhaltekraft der einzelnen Maschinen kann der Energieverbrauch für eine 2500KN Maschine auf das 3-fache ansteigen.

]]> http://kunststoffreport.de/energieverbrauch-hydraulik-spritzgiesmaschin/feed/ 0 http://kunststoffreport.de/mit-maschineneinstellungen-energie-sparen/ http://kunststoffreport.de/mit-maschineneinstellungen-energie-sparen/#comments Fri, 10 Apr 2009 12:57:59 +0000 Tamer http://kunststoffreport.de/?p=1155

Das Thema Nr.1 in aller Munde ist Energiesparen. Auch die Kunststoffverarbeitendeindustrie bleibt davon nicht verschont und mehr denn je sind Firmeninhaber daran interessiert auch in ihre Betriebe Energie zu sparen nicht nur der Umwelt zur liebe sondern auch zur drastischen Kosten senkung. Die Spritzgießmaschine allein beitet schon eine enormen Energieeinsparung solang durch die Wahl die korrekten Einstellungen.

Fast man die Einstellungen in den meisten Betriebe ins Auge wird man schnell feststellen dass die meisten Parameter auf maximum oder viel zu hoch gewählt sind.  Meist wird die Zuhaltekraft sowie der Sprtitzdruckauf das Maxium eingestellt. Auch die Zylindertemperaturen werden oft zu hoch gewählt, sowie die einzelne Bewegungsabläufe wodruch die Maschine serh ruckartig und mit sehr viel krach läuft. Hierdurch ist der Verschleiß der Maschine nicht nur höher auch der Stromverbrauch steigt enorm, egal ob Hydraulik- oder Elektromaschine.

Der physikalische Zusammenhang ist offensichtlich; Um mit der hydraulischen Pumpe einen bestimmten Druck zu erzeugen, wird eine bestimmte Menge Energie benötigt. Die in vielen Betrieben Redewendung: “Viel Druck und viel Masse  und die Teile werden klasse!” ist nicht wirklich wörtlich zu nehmen. Und solche Aussagen sollten nru von Leute getroffen werde die wissen das der Gegenüber diesen Wink wirklich versteht und umsetzen kann.  Also Einstellung optimieren auf geringen Energieverbrauch und geringen Verschleiß ohne Qualitätseinbuße bei den Formteile.

Enormer Energieeinsparungen bietet die Schließkraft. Die genormte Angabe der Zuhaltekraft der Sprtizgussmaschine sagt nur aus wie hoch die maximal mögliche Zuhaltekraft ist. Nicht aber dass dies ein fester Einstellwer ist. Die Schließkraft sollte demnach runtergeregelt werden. Aber auch nur so weit runter das keine nennenswerte Werkzeugatmung auftritt. Als Grenzwerte, kann je nach zu verarbeitende Kunststof 0,01 bis 0,02 mm angesehen werden.  Einige Hersteller bietet auch die Möglichkeit eine stufenweise Einstellung der Zuhaltekraft. Hierbei kann nochmal eine Menge Energiegespart werden. Besonders wenn man sich die Laufzeit einer Maschine im ganzen Jahr anschaut und nicht nur ein einzelnen Zyklus. Ein weiterer ganz großer Pluspunkt bei dem runter Regulieren der Zuhaltekraft ist, dass Maschien und Werkzeug nicht länger als unnötig mechanisch belastet wird.

Auch bei der Schmelzaufbereitung lassen sich die Energiekosten verringern. Dazu sollte möglichst nicht mit der oberen Schmelztemperatur gefahren werden. Oftmals genügt es, mit einem am unteren Niveau der materialabhängigen Temperatur gearbeitet werden. Dadurch wird beim Aufheizen Energie eingespart, das Bauteil erreicht schneller die Entformungstemperatur, weil weniger Wärmeenergie abgeführt werden muss und demzufolge  muss auch die Kühlwasseranlage weniger Wärmeenergie abführen. Die Schneckendrehzahl kann aber etwas angehoben werden, dies kommt einen schnelleren Zyklus zugute  aber auch die dadurch enstehende Fritkionswärme lässt das Kunststoffgranulat aufschmelzen. Hierbei sollte aber mit hoher Sorgfalt EIngestellt werden, denn eine zu hohen Schneckendrehzahl beschädigt das Granulat thermisch und der Verschleiß der Machine wird enorm gesteigert. Eine weitere Möglichkeit zur Energieeinsparung im Zylinderbereich ist, wenn man diesen speziellen den Verlust der Wärmestrahlung vermindert.

Wie bei der Zuhaltekraft sollte der Spritzdruck auch nicht höher als nötig eingestellt werden. Hierbei kann man in zusammen Arbeit von Überwachunngsgrafiken und Überwachungsparameter die perfekte Einstellung gefunden werden. Hierbei sollte aber auch nicht gespart werden. Hat man den tatsächlichen benötigten Druck ermittelt sollte man 10% oder 100 bar je nach Präzision der Formteile eingestellt werden. Ich persönlich favorisiere die 100bar  Sicherheit.  Beim EInspritzen lässt sich durch die gewählte Einspritzgeschwindigkeit auch hier Einfluss auf den Energieverbrauch nehmen sowie auf den Spritzdruch. Denn oft lässt sich durch eine geringere Einsprtizgeschwindigkeit auch den tatsächlichen gebrauchten Spritzdruck senken.

Bei der Werkzeugtemperierung sollte immer nur die Temperatur gewählt werden, die tatsächlich  aufgrund der Rahmenbedingung erforderlich ist. Auch hier hilft es mit der unteren Werkzeugtemperierung beim testen zu starten.  Das kommt nicht nur den Energieverbrauch zugute sondern auch der Zykluszeit. Da eine geringere Temperatur des Kühlwassers schneller Wärme abtransportieren kann wodurch eine kürzere Kühlzeit möglich ist.  Die Erfahrung zeigt zeigt, dass Auslegung und Positionierung der Temperierkanäle im Werkzeug noch immer nicht durchgängig formteilgerecht umgesetzt werden.

Sehr schnelle Öffnen und Schließen der Form mit maximaler Kraft bringt im Zyklus nicht immer echten Zeitgewinn und kostet viel Energie.  Zwar sollten die Kräft auch nicht zu gering gewählt werden weil immerhin die Schließseite ohne Werkzeug schon einige Tonnen wiegen. Bei einer 2.300t Maschinen kommt soagr ein Leergewicht von der Schließeinheit von ca. 45t zusammen. Kommt da nun noch ein dementsprechendes Werkzeug drafu sind wir fast bei 50t die bewegt werden wollen.  Um diese fast 50t abzubremsen wird eine enorme Energie benötigt die über die Ölkühler wieder abgeführt werden müssen.  Desweiteren sollte die Maschine nur soweit wie nötig geöffnet werden, um Energie und Zykluszeit zu sparen.