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Mit dem durchgängigen Einsatz von servomotorischen Antrieben können die Bewegungen der einzelnen Funktionen einer Plattenmaschine schneller, mit an die jeweilige Prozessstufe angepassten individuellen Geschwindigkeitsprofilen gefahren werden. In der Summe führt dies zu kürzeren Zyklen und damit zu deutlichen Taktzahlsteigerungen. Gleichzeitig haben Servoantriebe im Vergleich zu pneumatischen und hydraulischen einen deutlich geringeren Energieverbrauch. Weitere Möglichkeiten zur Senkung des Energieverbrauchs bietet darüber hinaus insbesondere noch das Aufheizen des Halbzeugs auf Umformtemperatur, zumal Plattenmaschinen hierfür – je nach verarbeiteter Halbzeugdicke – bis zu gut drei Viertel des gesamten Stromverbrauchs einer Thermoformlinie aufwenden.

Schwarze Hochtemperaturstrahler reduzieren Energiebedarf

So haben die systematisch erprobten und jetzt für Thermoformmaschinen serienmäßig verfügbaren, neuen schwarzen HTSs-Strahler einen über 30 Prozent geringeren Energieverbrauch als die in der Thermoformpraxis bislang noch weit verbreiteten weißen Infrarotstrahler der Baureihe FSR. Die schwarzen HTSs-Strahler sind im Keramik-Hohlgussverfahren hergestellte, mit Isolationsmaterial gefüllte und zusätzlich mit einer schwarzen Spezialglasur versehene Hochtemperaturstrahler; FSR-Standardstrahler werden im Keramik-Vollgussverfahren hergestellt und enthalten kein zusätzliches Isoliermaterial. Über den effizienten Energiehaushalt hinaus haben Praxiserprobungen noch einen weiteren Vorteil der neuen schwarzen Strahler aufgezeigt: Damit ließen sich selbst Folien aus so genanntem Bio-Kunststoff auf der Basis von Maisstärke problemlos verarbeiten, was mit Standardstrahlern zuvor nicht möglich war.
Nach dem gleichen Bauprinzip wie die HTSs-Strahler, aber ohne die schwarze Spezialglasur, sind am Markt auch weiße HTS-Hochtemperaturstrahler verfügbar und zum Teil bereits im Praxiseinsatz. Sie haben nach den Untersuchungen des Anlagenbauers einen bis zu etwa 25 Prozent geringeren Energieverbrauch als FSR-Flächenstrahler, bei der Verarbeitung von Biopolymeren traten damit allerdings ebenfalls deutliche Probleme auf.

Einflüsse aus der Produktionsumgebung kompensieren – Produktqualität steigern

Die präzisen und insbesondere schnellen Bewegungen der servomotorisch angetriebenen Thermoformmaschine wirken sich auch auf die Produktqualität positiv aus, da beispielsweise das Formwerkzeug und die Verstreckhilfen dynamisch und mit definierter Geschwindigkeit bewegt werden können. Bei Positiv-Formen lassen sich dadurch Schreckmarken verringern, Bereiche hoher Verformung durch ein einstellbares Geschwindigkeitsprofil der Tischbewegung gezielt vordehnen und wiederholgenau exakt ausformen. Nicht ausgeglichen werden damit jedoch die Auswirkungen durch Umgebungseinflüsse, die sich im Laufe der Produktion häufig verändern und dadurch die Produktqualität mindern: durch ungleichmäßige Ausgangstemperaturen der Halbzeuge, sowie Schwankungen im Stromnetz oder auch Temperaturveränderungen der Maschinengestelle durch Schwankungen der Umgebungstemperatur.
Diese Korrektur übernimmt eine entwickelte Kompensationsregelung. Dazu werden die aktuellen Temperaturen im relevanten Produktionsumfeld der Maschine mit Sensoren kontinuierlich erfasst und die Temperatur der Heizstrahler oder die Zeit zum Aufheizen des Halbzeugs ständig automatisch angepasst. Damit ist sichergestellt, dass das Temperaturprofil über die Halbzeugdicke jederzeit konstant gehalten wird. Eine im Innern des Halbzeugs reproduzierbar gleichmäßige Temperatur ist nicht nur beim Umformen von dickerem Plattenmaterial unabdingbar für eine konstant gleichmäßige Ausformschärfe der Formteile.
Hergestellt werden auf den Universalformmaschinen der Baureihe UA-g Produkte für die unterschiedlichsten Anwendungen in der Elektrotechnik und Elektronik, im Automobil- und Fahrzeugbau, in industriellen Anwendungen allgemein bis hin zu Haushalts-, Freizeit- und Sportartikeln. Mit der heutigen Baureihe steht hierfür eine Typen- und Ausstattungsvielfalt mit unterschiedlichen Formflächen zur Verfügung, um hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit mit hoher Produktivität, Produktqualität und Wirtschaftlichkeit zu kombinieren.
Der Hersteller präsentiert die Plattenmaschinen-Generation der Baureihe UA am Beispiel einer UA 100g (Formfläche bis zu 960 x 660 mm²) auf der Fakuma. Die hohe Produktivität (kurze Taktzeit), erzielt mit durchgängig servomotorischen Antrieben und prozessgeregelten Maschinenabläufen, wird beim Messeexponat unterstützt mit Baugruppen und Steuerungsmodulen, die den Energieverbrauch weiter senken und die Formteilqualität steigern.

Energieverbrauch von Plattenmaschinen weiter gesenkt und Produktqualität gesteigert

Um Plattenmaschinen zum Thermoformen möglichst energieeffizient zu betreiben setzt ein Anlagenbauer auf einen durchgängigen Einsatz von servomotorischen Antriebe. Dies führt zu kürzeren Zyklen und damit zu deutlichen Taktzahlsteigerungen. Außerdem senken die neuen schwarzen HTSs-Strahler den Energieverbrauch um 30 Prozent.

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Wolfgang Konrad,