Immer mehr Verarbeiter benötigen mehr Präzision in ihren Futtermitteln. Einige tun dies auch. #Hinweis-Prozess
Der Schwerkraft-Scheibenzuführer von Plastrac wurde für den Betrieb auf den vertikalen Spritzgussmaschinen der Spritzgussabteilung von Weiss-Aug Surgical Products modifiziert.
Preform Solutions ist in erster Linie auf das Spritzgießen kundenspezifischer Vorformlinge in einer Vielzahl von Farben spezialisiert, verwendet hier jedoch Plastrac-Zuführungen, um Dosiergenauigkeit und schnelle Umrüstungen auf seiner Streckblasformlinie sicherzustellen.
Movacolors MCNexus wird nach einem Soft-Launch auf der K 2016 derzeit von Kunden getestet. Der langsame Feeder wird im Oktober auf der Fakuma sein kommerzielles Debüt feiern.
Um die Verwendung vorgemischter Harze zu vermeiden, verlangen Verarbeiter in einigen Märkten zunehmend von ihren Lieferanten für Materialhandhabungsausrüstung eine präzisere Dosierung – bis auf das Gramm einzelner Granulate und Additive. Beispielsweise kann ein einzelnes abfallendes Farbstoffpartikel den Unterschied zwischen einem guten und einem unnötigen Teil ausmachen. Roger Hultquist erläutert dies anhand aktueller medizinischer Projekte. Der Kunde benötigte die präzise Dosierung von drei zylindrischen Farbstoffpellets in die Einfüllöffnung der Spritzgussmaschine, wobei die Schneckenrücklaufzeit etwa drei Sekunden betrug.
„Es ist nicht vergleichbar mit einer Zufuhr von 45 Kilogramm pro Stunde“, sagt Hultquist, Mitbegründer und Leiter für Vertrieb und Marketing bei Orbetron, einem Anbieter von Dosier-, Misch- und Materialhandhabungsgeräten mit Sitz in Hudson, Wisconsin. „Ein Schuss, ein Partikel, kann einen enormen Unterschied in der Genauigkeit ausmachen, was insbesondere bei medizinischen Anwendungen und insbesondere bei der Herstellung transluzenter Produkte zu einem immer größeren Problem wird.“
Kurz gesagt: Mit sinkenden Förderratenanforderungen sinken auch die Genauigkeitsanforderungen. Orbetron, Spezialist für langsame Pipetten, hat eine ursprünglich in der Pharmaindustrie eingesetzte Pulverfördertechnologie auf Kunststoffe übertragen. (Siehe Hultquist-Artikel vom Juli 2017: „Low Feed Rates for Continuous and Batch Processes“ – Grundlagen niedriger Förderraten für kontinuierliche und Batch-Prozesse.)
Mehrere Geräteanbieter zielen auf den Nischenmarkt der Verarbeiter ab, die die Präzision und Flexibilität von langsam laufenden Zuführungen nutzen, um Materialien in Maschinen und anderen Anwendungen zu mischen, bei denen maximale Präzision erforderlich ist.
Für Verarbeiter, die Additive mit einer Rate von 0,5 bis 1 Pfund pro Stunde zugeben, ist hohe Genauigkeit nicht entscheidend. Sobald diese Menge jedoch abnimmt, wird sie entscheidend. „Bei einem Draht- und Kabelprojekt, bei dem Material mit 15 g/h zugeführt wird, ist es sehr wichtig, diese Partikel genau dorthin zu bringen, wo sie hin sollen“, sagte Hultquist. „Bei niedrigen Zinsen wird dies kritisch, insbesondere bei der Farbe – die Farbkonsistenz dieses Produkts ist einer der Punkte, auf die wir uns konzentrieren.“ Die Extruderöffnung trägt dazu bei, das laut Hultqvist zweiseitige Problem bei Pellets zu lösen.
„Sie können es servieren, aber nachdem es serviert wurde, müssen Sie sicherstellen, dass es in Ihrem Prozess richtig verteilt wird“, erklärte Hultquist.
Hultqvist wies darauf hin, dass die Akteure in diesem Bereich neben der Genauigkeit auch ein hohes Maß an Flexibilität benötigen. „Für einen Formenbau, der die Farben schnell wechselt, vielleicht 10, 12, 15 Mal am Tag, ist es sehr wichtig, dass er innerhalb weniger Minuten anhalten und die Farben wechseln kann.“ wird aus dem Gerät herausgezogen, sodass die Verarbeiter bei Farbwechseln von einem Feeder zum anderen wechseln können.
Orbetron bietet derzeit Dosierer in vier Größen an – der 50er-, 100er-, 150er- und 200er-Serie – mit Leistungen von 1 Gramm pro Stunde bis 800 Pfund pro Stunde. Neben der Lackierung in Märkten wie Draht/Kabel und Medizinprodukten hat das Unternehmen laut Hultqvist kürzlich sein Angebot in die Baustoffindustrie ausgeweitet. Dort werden Scheibendosierer zur Dosierung von Treibmitteln, Fassadenfarben, Profilen und Platten, Mitteln und anderen Additiven eingesetzt.
Schnelle Umrüstungen sind „unser Ding“, erklärt Jason Christopherson, Manager von Preform Solutions Inc. mit Sitz in Sioux Falls, South Dakota. Lösungen für kleine und mittlere Auflagen von Formen mit 16 und 32 Kavitäten. Dies vermeidet den enormen Volumenbedarf, der bei der Herstellung von Vorformen für Wasser- oder Softdrinkflaschen mit bis zu 144 oder mehr Kavitäten entsteht.
„Viele unserer Projekte verwenden Farbstoffe“, sagt Kristofferson. „Jeden Tag der Woche können wir zwei, drei oder vier Linien mit unterschiedlichen Farben und unterschiedlichen Additiven für unsere Vorformlinge haben.“
Alle diese Farbtöne erfordern eine präzise Farbstoffzufuhr, und die Vorgaben des Unternehmens werden immer komplexer: bis zu 0,055 % bei 672 g und 0,20 % bei 54 g (letzteres entspricht 98,8 % Harz und 0,2 % Farbe). Preform Solutions ist seit 2002 im Geschäft und verwendete seit langem den Gravity Auto-Disc Feeder von Plastrac, Inc. aus Edgemont, Pennsylvania, als Schnellwechsel-Präzisionszuführungslösung. Das Unternehmen verfügt derzeit über elf Plastrac-Einheiten und vier weitere sind bestellt.
Der Vorteil von Preform Solutions auf Basis der Plasrac-Technologie liegt in ihrem einzigartigen Design und der damit verbundenen Präzision. Der Dosierer verwendet eine Klinge, die das Granulat durch Schneiden dosiert. Der Dosierer lässt die Pellets in die Taschen der Scheibe fallen, und die Klinge schabt alle über die Taschen hinausragenden Pelletteile ab. „Wenn das Plastrac-Gerät die Körner durchschneidet und die Taschen, in denen das Material unter die Klinge gelangt, glättet, ist es sehr präzise“, sagte Christofferson.
Plastrac-Zuführungen werden auch in verwandten Branchen wie Weiss-Aug Surgical Products in Fairfield, New Jersey, eingesetzt. Laut Elisabeth Weissenrieder-Bennis, Leiterin der strategischen Planung, handelt es sich bei den Teilen meist um kleine Teile, oft ein bis zwei oder weniger.
Laut Leo Czekalsky, Spritzgießmanager, wurden zwölf Weiss-Aug Plastrac-Einheiten von Plastrac speziell für den Einsatz mit den vertikalen Spritzgießmaschinen von Arburg angepasst. Die Plasrac-Einheiten ermöglichen Maschinen mit Portionsgrößen von 2 bis 6 Unzen und Schneckendurchmessern von 16 bis 18 mm. „Die Spritzgrößen und Toleranzen, die wir für diese Teile einhalten müssen, liegen im Tausendstelzollbereich“, so Chekalsky. „Da Wiederholgenauigkeit und Spritzvolumen absolut entscheidend sind, gibt es keinen Spielraum für Abweichungen.“
Laut Chekalsky erstreckt sich diese Wiederholgenauigkeit auch auf die von Plastrac angebotenen Farben. „Ich habe noch nie ein präziseres und zuverlässigeres Gerät gesehen“, so Chekalsky. „Bei vielen anderen Systemen ist eine Kalibrierung und Anpassung bei Form- oder Farbänderungen erforderlich, bei diesem System hingegen ist dies völlig kostenlos.“
Weiss-Aug schätzte diese Genauigkeit und den reibungslosen Betrieb, insbesondere angesichts des Marktes, der den Betrieb in Fairfield bedient. „Diese Komponenten haben einen hohen optischen Standard, da sie in der Chirurgie eingesetzt werden“, sagte Weissenrieder-Bennis. „Es gibt sehr spezifische Farbstandards, und Abweichungen sind absolut ausgeschlossen.“
Auf der K 2016 stellte das niederländische Unternehmen Movacolor BV (in den USA vertrieben durch ROMAX, INC. aus Hudson, Massachusetts) seine eigene Low-Feed-Technologie MCNexus vor, die nach eigenen Angaben 1 bis 5 Partikel zuführen kann (siehe K-Messebericht für Februar 2017).
Ein Movacolor-Sprecher erklärte, dass MCNexus derzeit von mehreren Kunden in Europa getestet wird, die es zur präzisen Dosierung kleiner Farbstoffmengen in Spielzeug und Haushaltsprodukten einsetzen. Movacolor wird MCNexus im Oktober auf der Fakuma 2017 in Friedrichshafen vorstellen und damit auch die offizielle Markteinführung feiern.
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