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19.04.2024, 06:00 Uhr | Lesedauer: ca. 7 Minuten    

KraussMaffei: Lösungen für Circular Economy und eine Reduzierung des CO2-Footprints

Spritzgießen und Compoundieren in einer Wärme: Die DCIM-Technologie von KraussMaffei soll wertvolle Zykluszeit sparen und die Materialkosten um bis zu 50 Prozent reduzieren - (Bild: KraussMaffei).
Spritzgießen und Compoundieren in einer Wärme: Die DCIM-Technologie von KraussMaffei soll wertvolle Zykluszeit sparen und die Materialkosten um bis zu 50 Prozent reduzieren - (Bild: KraussMaffei).
Im Mittelpunkt des Auftritts von von KraussMaffei auf der NPE 2024 stehen Technologien und Lösungen aus den Bereichen Spritzgießtechnik, Extrusion, Reaktionstechnik, Automation und Additive Fertigung mit dem Fokus auf Circular Economy und eine Reduzierung des CO2-Fußabdrucks.

Messebesucher auf der NPE können den gesamten Materialkreislauf von einem medizinischen Blutröhrchen bis zum Flaschenöffner auf dem KraussMaffei Stand erleben.

Angefangen beim Spritzgießen auf einer PX 251-1400, über den Upcycling-Prozess durch den Zweischneckenextruder ZE 28 BluePower bis hin zum Spritzgießen auf einer PX 81-180 demonstriert KraussMaffei die Verwertung von Rohstoffen aus Einwegartikeln bis hin zur Fertigung von stylischen Bauteilen mit langer Lebensdauer.

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Die vollelektrische PX 251-1400 fertigt pro Schuss 32 Blutröhrchen aus PP 9074 MED von ExxonMobil. Diese Einwegartikel dienen - geschreddert – als Basis für den Upcycling-Prozess durch den Zweischneckenextruder ZE 28 BluePower. Hier werden verschiedene Additive wie Haftvermittler und Flüssigfarbe zugesetzt, vermischt und homogenisiert. Das so erhaltene Recompound gelangt zur nächsten Spritzgießmaschine – zur vollelektrischen PX 81-180.

Da Rezyklate oft unterschiedliche Viskositäten haben und dadurch Prozessschwankungen verursachen können, ist die PX 81-180 mit APCplus ausgestattet. Diese Maschinenfunktion gleicht diese Schwankungen laut Anbieter sicher aus. So sollen sich Bauteile mit konstant hoher Qualität produzieren und der Ausschuss auf ein Minimum reduzieren lassen.

CO2- und Kosteneinsparung mit DCIM
Als weiteres Highlight in Punkto Nachhaltigkeit auf dem KraussMaffei Stand wird das DCIM-Verfahren (Direct Compounding Injection Molding) angekündigt, mit dem sich bis zu 50 Prozent an Materialkosten einsparen lassen sollen. Darüber hinaus soll das Verfahren dem Verarbeiter deutlich mehr Freiheit und Kontrolle bei der Rezepturentwicklung erlauben. Bei DCIM sitzt der Extruder in platzsparender Huckepack-Stellung direkt über der Einspritzeinheit einer hydraulischen Standard-Maschine.

Nachhaltige Transportverpackungen: Auf der NPE 2024 produziert eine GX 1100-4300 DCIM robuste Mehrwegkisten aus drei verschiedenen Rezyklaten - (Bild: KraussMaffei).
Nachhaltige Transportverpackungen: Auf der NPE 2024 produziert eine GX 1100-4300 DCIM robuste Mehrwegkisten aus drei verschiedenen Rezyklaten - (Bild: KraussMaffei).
Die compoundierte Schmelze gelangt in einer Wärme, also ohne Abkühlung oder Zwischenlagerung, in die Plastifizierung, wodurch sich der Polymerabbau reduziert. Zusätzlich spart der Einstufenprozess Energie und verringert den CO2-Fußabdruck. Auf der NPE 2024 produziert eine GX 1100-4300 DCIM robuste Mehrwegkisten aus drei verschiedenen Rezyklaten.

Die intuitive Maschinenfunktion smartOperation soll hier die Inbetriebnahme und Steuerung der Spritzgießmaschine so einfach wie möglich machen. smartOperation soll mit nur zwei Tasten eine fehlerfreie Maschinenbedienung ermöglichen, die Prozessstabilität erhöhen und die Effizienz in der Produktion steigern. Insbesondere Maschinenbediener ohne fundierte Vorkenntnisse in der Spritzgießtechnik sollen von den Vorteilen von smartOperation profitieren.

Neue MuCell-Schnecke mit 30 Prozent höherer Plastifizierleistung
MuCell soll Material-, Energie- und Investitionskosten einsparen und so den CO2-Fußabdruck von Produkten spürbar reduzieren können. Auf der NPE 2024 präsentiert KraussMaffei eine neue Universalschnecke für MuCell-Anwendungen mit 30 Prozent höherer Plastifizierleistung.

Die neue HPS-Physical Foaming-Schnecke verfügt über einen längeren Drei-Zonen-Bereich, der universell für alle Kunststoffe (mit und ohne Faserverstärkung) eingesetzt werden kann und eine um bis zu 30 Prozent erhöhte Plastifizierleistung aufweisen soll. Dadurch könnten kleinere Schneckendurchmesser als bisher gewählt werden, was die Investitions- und Betriebskosten für die Plastifiziereinheit deutlich senken soll, oder es soll mit einer gleich großen Schnecke eine höhere Leistung erzielt werden können.

LSR-Matrix-Linsen: Eine anspruchsvolle Silikonanwendung für die Scheinwerferindustrie wird auf einer PX 121-180 SilcoSet gezeigt - (Bild: KraussMaffei).
LSR-Matrix-Linsen: Eine anspruchsvolle Silikonanwendung für die Scheinwerferindustrie wird auf einer PX 121-180 SilcoSet gezeigt - (Bild: KraussMaffei).
PX 121-180 SilcoSet: Live-Produktion von Scheinwerferlinsen aus LSR
Silikone, insbesondere die neuen Generationen von LSR (Flüssigsilikonkautschuk), erobern dank ihrer hervorragenden physikalischen Eigenschaften immer neue Anwendungsbereiche. Gleichzeitig stellen sie den Verarbeiter aber auch vor Herausforderungen, wenn es um Präzision und Konstanz im Spritzgießprozess geht. Auf der NPE 2024 fertigt eine PX 121-180 SilcoSet Matrixlinsen für Scheinwerfer in der Automobilindustrie.

Die Maschinenfunktion APCplus unterstützt hier eine nachhaltige Produktion, indem sie den Spritzgießprozess kontinuierlich analysiert und material- und umweltbedingte Schwankungen der Schmelzeviskosität schnell und präzise ausgleichen soll. Dies gewährleiste eine gleichbleibend hohe Bauteilqualität.

Das 2-fach LSR-Spritzgießwerkzeug für Matrix-Linsen stammt vom Werkzeugspezialisten Ach Solution und biete einen optimalen Temperaturhaushalt sogar bei länger geplanten Stillstandszeiten. Dafür soll auch der eingebaute Ach Servoshot 2G mit präziser Nadelverschlussregelung sorgen. Der Linearroboter LRX 150 von KraussMaffei und die Greifer-Technik von Ach Solution inklusive optischer Inlineprüfung, Gewichtskontrolle und Separierung vervollständigen diese anspruchsvolle Anwendung.

Großserienproduktion auch in der Luftfahrt - Partnerschaft mit Niar
Ein weiteres Highlight auf dem KraussMaffei Stand ist der Fertigungs-Demonstrator Frankenstein des National Institute for Aviation Research (Niar) der Wichita State University. An verschiedenen Beispielen wird hier gezeigt, wie sich ausgereifte großserientaugliche Fertigungstechnologien aus der Automobilindustrie auf die Luft- und Raumfahrt übertragen lassen.

Darüber hinaus zeigt Niar einen Lufteinlasskanal eines zehn Meter langen unbemannten Systems, das mit einem von Fiber Dynamics, Wichita, Kansas, USA, entwickelten neuen Werkzeugkonzept hergestellt wird. Ein weiteres Highlight auf dem Messestand sind Composites-Bauteile als Ersatz für Flugzeugfenster, die derzeit bei Niar für die Umrüstung von Passagier- auf Frachtflugzeuge zertifiziert werden.

Hergestellt werden sie mit der von KraussMaffei entwickelten FiberForm-Technologie. Das Verfahren kombiniert das Thermoformen von Organoblechen und das Spritzgießen in einem Prozess. Das Ergebnis sind besonders leichte und zugleich mit einem hohen Festigkeitsniveau versehene faserverstärkte Kunststoffbauteile. Bislang wurden sie vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt. Durch die Kooperation von Niar und KraussMaffei sei der Weg für FiberForm nun auch für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt geebnet.

Mobilität der Zukunft: Das fahrerlose Konzeptfahrzeug der Clemson University live auf dem KraussMaffei Stand - (Bild: Clemson University).
Mobilität der Zukunft: Das fahrerlose Konzeptfahrzeug der Clemson University live auf dem KraussMaffei Stand - (Bild: Clemson University).
Clemson University zeigt fahrerloses Konzeptfahrzeug
Ein weiterer Partner auf dem KraussMaffei Stand ist die Clemson University. Die Universität stellt ihr Know-how in den Bereichen Werkstoffe und Fertigung anhand mehrerer Projekte aus der Mobilitätsbranche vor. Besonders hervorzuheben sei ein hocheffizientes fahrerloses Konzeptfahrzeug, das für das Jahr 2035 konzipiert wurde.

Studenten und Dozenten der Clemson University arbeiteten mit ExxonMobil Chemical und Honda North America zusammen, um den Prototyp mit besonderem Augenmerk auf Nachhaltigkeit zu entwickeln, zu bauen und zu validieren. Das Ergebnis ist ein Design mit einem Gewichtsanteil von 18 Prozent Kunststoffen und Verbundwerkstoffen - fast doppelt so hoch wie der Marktdurchschnitt von zehn Prozent. Das Projekt, bei dem wiederverwertete, leichte und recycelbare Materialien zum Einsatz kommen, gilt als ein Beispiel für die realitätsnahe und schnelle Forschungs- und Entwicklungsarbeit, die in an der Clemson University möglich ist.

Außergewöhnliches Give-Away: Besucher auf dem KraussMaffei Stand können sich für eins der ersten HP-RTM Fahrräder registrieren - (Bild: Time Bicycles).
Außergewöhnliches Give-Away: Besucher auf dem KraussMaffei Stand können sich für eins der ersten HP-RTM Fahrräder registrieren - (Bild: Time Bicycles).
Erstes HP-RTM-Fahrrad made in the US
Auf der NPE 2024 wird das erste in den USA hergestellte HP-RTM-Fahrrad (High Pressure Resin Transfer Molding) der Weltöffentlichkeit vorgestellt. Das ultraleichte Fahrrad kommt von Time Bicycles, die zusammen mit KraussMaffei, dem Fraunhofer Institut USA und der Clemson University das HP-RTM-Verfahren zur Serienreife in der Fahrradindustrie gebracht haben.

Besucher der Messe haben die Möglichkeit, sich für ein Giveaway aus der ersten Produktion zu registrieren. Der Verkaufswert des kompletten Fahrrads beträgt 8.000 USD. Time Bicycles wurde 1987 in Frankreich gegründet, ist ein Hersteller von Carbonfaser-Fahrrädern und hat sich besonders auf das Resin-Transfer-Molding (RTM) spezialisiert.

Mehr Transparenz und Wirtschaftlichkeit mit socialProduction
Alle Spritzgießmaschinen auf dem Messestand sind über den KraussMaffei smartCube mit socialProduction verbunden. Die Produktfamilie socialProduction ermöglicht eine intuitive Überwachung der Spritzgießmaschinen, des Produktionsprozesses und des Zustands der Maschinenkomponenten.

productionMonitor beispielsweise soll einen schnellen Überblick über den Maschinenpark garantieren und mit intelligenten Produktionskennzahlen helfen, jede angebundene Maschine effizient zu überwachen. Mit processSupport wird der Prozess mit künstlicher Intelligenz autonom überwacht. Die frühzeitige Erkennung von Abweichungen und eine proaktive Kommunikation an den Bediener kann die Effizienz steigern.

Die Condition Monitoring Lösung liveCare bietet eine kontinuierliche Online-Überwachung des Zustands von Maschinenkomponenten. Dies ermöglicht die Umsetzung von zustandsorientierten Instandhaltungsstrategien. Für eine Optimierung des Energieverbrauchts sorgt energyControl. Das Modul erlaubt einen detaillierten Einblick in den Gesamtenergieverbrauch der Spritzgießmaschine sowie der einzelnen Maschinenkomponenten einschließlich der energiebedingen CO2-Emissionen.

Großformatiger 3D-Drucker powerPrint von KraussMaffei - (Bild: KraussMaffei).
Großformatiger 3D-Drucker powerPrint von KraussMaffei - (Bild: KraussMaffei).
US-Marktdebüt für additive Fertigungslösungen
KraussMaffei hat mit der Einführung seiner additiven Fertigungslösungen und Dienstleistungen im EMEA-Markt einen wichtigen Meilenstein erreicht. Ab der zweiten Jahreshälfte sollen diese industriellen AM-Systeme auch für den US-Markt verfügbar sein. Als eine Schlüsselkomponente dieses Angebots gilt das innovative LSAM-System (Large Scale Additive Manufacturing) powerPrint neben dem Stereolithographie-System precisionPrint.

Auf der NPE 2024 zeigt KraussMaffei aktuelle Fallbeispiele und Lösungen, die die Leistungsfähigkeit der powerPrint eindrucksvoll verdeutlichen sollen. Die powerPrint zeichnet sich durch die Verarbeitung großer Bauteile aus und nutzt dabei die Vorteile des 3D-Drucks. Mit der Fähigkeit, voll- oder teilgefüllte Strukturen zu produzieren, ein Bauvolumen von bis zu zehn Kubikmetern zu erreichen und die Umsetzung komplexer Designs zu vereinfachen, stellt die powerPrint den abschließenden Anbieterangaben zufolge eine überzeugende Alternative zu konventionellen Produktionsmethoden in verschiedenen Branchen und Anwendungen dar.

Umfassendes Partnernetzwerk
Weitere Partner auf dem KraussMaffei Stand auf der NPE 2024 sind folgende Unternehmen: Audia Plastics, Basell Polyolefine, Big Spielwarenfabrik, Brabender, Bunting-Newton, BYK-Chemie, ColorLite, ConAir, Dow Chemical, Econ, Hekuma, , inoex, Kärntner Montanindustrie, Kongsklide, motan, Open X, Prospect Group, Repi, S.C.S Societa Construzione Stampi, Sikora, Stäubli, technotrans, Trexel, vasantha and Vision.

NPE 2024, 06.-10.05.2024, Orlando, Florida, USA, West Hall A, Stand W600

Weitere Informationen: www.kraussmaffei.com

KraussMaffei Technologies GmbH, Parsdorf

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Das Angusssystem hat einen starken Einfluss auf den Spritzgießprozess. Dennoch wird in der Fachliteratur zum Spritzgießen die Gestaltung des Angusssystems und dessen Bedeutung oftmals nur am Rande behandelt.

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