Protec: Integriertes Peripheriesystem als Industrielösung für neues physikalisches Schäumverfahren

Die ProTec Polymer Processing GmbH entwickelt derzeit ein Peripheriesystem, mit dem sich ein neues Verfahren zum physikalischen Schäumen von Polymeren problemlos in vorhandene Spritzgussanlagen integrieren lassen soll. Bei dem neuartigen Prozess, der vom Kunststoff-Institut Lüdenscheid und der Linde AG kürzlich vorgestellt wurde, wird ein getrocknetes Granulat in einem Druckbehälter mit CO2 angereichert und anschließend der Spritzgießmaschine zugeführt.

Die Vorbereitung und Zuführung des mit CO2 angereicherten Granulats erfolgt vollautomatisch über eine integrierte Peripherielösung von ProTec, die aus Trockner, Autoklav und Fördereinheit besteht - (Bild: ProTec Polymer Processing).

Damit will das neue Verfahren die einfache Handhabung chemischer Schäumprozesse mit dem hohen Aufschäumdruck des physikalischen Schäumens vereinen. Auch bei geringen Wanddicken sollen gute Schäumergebnisse und somit erhebliche Materialeinsparungen möglich sein. Die externe CO2-Beladung sei bereits an verschiedenen Kunststoffsorten getestet worden, diese seien über mehrere Stunden hinweg reproduzierbar schäumfähig. Mit der integrierten Peripherielösung von ProTec werde die Innovation künftig für einen breiten Anwenderkreis industriell nutzbar.

Das neue System sollen Unternehmen künftig rasch in ihre Fertigung integrieren können, da vorhandene Spritzgießmaschinen je nach Typ gar nicht oder nur minimal modifiziert werden müssen. Die Vorbereitung und Zuführung des Granulats erfolgt vollautomatisch über eine integrierte Peripherielösung von ProTec, die aus Trockner, Autoklav und Fördereinheit besteht. Da diese mehrere Maschinen gleichzeitig beliefern kann, sollen sich sowohl kleine als auch große Chargen wirtschaftlich fertigen lassen. Zentral bedient wird die integrierte Anlage über eine netzwerkfähige SPS-Steuerung, mit der bereits alle Trockner und Dosierer der SOMOS-Produktlinien von ProTec ausgestattet sind.

Gewichtseinsparungen für Automobilindustrie und viele andere Branchen
Die neue Schäumlösung sollen sich insbesondere für Fertigungsunternehmen der Automobilindustrie anbieten, die den Ressourcenverbrauch und Emissionen durch Leichtbauteile verringern oder die Reichweite von Elektro-Fahrzeugen steigern wollen. Zusätzlich zur Gewichtsersparnis profitieren sie von einer verbesserten Wärme- und Geräuschdämmung durch die Zellstruktur der Werkstücke. Interessant sei das neue Verfahren auch für andere Branchen, die ihren Materialeinsatz reduzieren wollen, beispielsweise für die Elektro-, Elektronik- und Möbelindustrie oder für Hersteller von Haushaltsgeräten und Freizeitartikeln. Bisherigen Versuchsreihen zufolge sollen sich bis zu 60 Prozent leichtere Werkstücke herstellen lassen.

Einsparmöglichkeiten bei Maschine und Werkzeug
Daneben soll das physikalische Schäumen weitere Vorteile mit sich bringen: Die Viskosität des Polymers sinke, wodurch sich die Fließeigenschaften verbessern. Somit könne beim Befüllen der Formen ein niedrigerer Druck zum Einsatz kommen. Für den gleichen Prozess genüge unter Umständen eine Spritzgießmaschine mit geringerer Schließkraft oder ein weniger steifes Werkzeug. Gleichzeitig werde bei vielen Kunststoffen eine bessere Formstabilität erreicht als beim herkömmlichen Spritzguss, weil das Schäumen die anisotrope Materialschwindung verringert. Sind hohe Oberflächengüten gefragt, kann beispielsweise ein Gasgegendruck-Verfahren eingesetzt werden.

Einfach wie ein chemisches Schäumverfahren
Der vom Kunststoff-Institut Lüdenscheid und Linde entwickelte Prozess soll die Stärken des physikalischen und des chemischen Schäumens vereinen: Letzteres gilt als relativ unkompliziert, da dem Polymer im Vorfeld des Spritzgießens lediglich ein Treibmittel zugegeben wird, Änderungen an der Spritzgussmaschine sind den Angaben zufolge nicht nötig.

Das physikalische Schäumen soll wiederum hohe Aufschäumdrücke ermöglichen und Ablagerungen durch Reststoffe, die bei chemischen Reaktionen entstehen, vermeiden. Bislang werde das Treibmittel üblicherweise direkt in die Kunststoffschmelze eingeleitet. Dazu müssten Unternehmen ihre Maschinen normalerweise modifizieren, beispielsweise würden neue Schnecken, eine andere Spritzeinheit und eine Staudruckregelung benötigt. Nicht beim neuen Verfahren: Dieses setze an der Maschine lediglich eine Nadelverschlussdüse voraus.

Vorgeschmack auf der Fakuma
Einen Vorgeschmack auf die industrielle Umsetzung, die voraussichtlich auf der Fakuma 2018 der Öffentlichkeit präsentiert werden soll, erhalten Besucher bereits auf der diesjährigen Messe in Friedrichshafen. Das Verfahren an sich präsentiert das Kunststoff-Institut Lüdenscheid (Halle 5, Stand 5312), der Peripherie-Entwickler ProTec ein zentrales Modul der zukünftigen Hardwarelösung: den mobilen Granulattrockner der RDM-Reihe mit integrierter Trockenluftförderung, der zusammen mit einem in der Entwicklung befindlichen Autoklav zu einer einheitlichen Peripherie kombiniert wird.

Über ProTec
Die ProTec Polymer Processing GmbH ist ein international tätiger Systemlieferant für die Kunststoffindustrie mit den Schwerpunkten Spritzgießen, Extrusion und Blasformen. Sein Leistungsportfolio umfasst Komponenten, Lösungen und schlüsselfertige Anlagen für das effiziente Materialhandling, die Veredelung und das Recycling von Kunststoffen sowie für die Produktion von Langfaserthermoplasten mittels LFT-Pultrusionsanlagen.

Weitere Informationen: www.sp-protec.com

Fakuma 2017, Friedrichshafen, 17.-21.10.2017, Halle B3, Stand 3119

ProTec Polymer Processing GmbH, Bensheim

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