Fachartikel vom 14.04.2015

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Energiebewusste Kunststoffverarbeitung

Ulrich Mangelsdorf, Werner Koch Maschinentechnik GmbH

Die Hehnke GmbH & Co KG in Steinbach-Hallenberg fertigt komplexe Bauteile und Baugruppen aus Kunststoff. 80% der produzierten Teile gehen an Fahrzeug-Zulieferer oder direkt an Hersteller wie Daimler und BMW. Durch den Trend klassische Werkstoffe durch Kunststoff zu ersetzen, konnte in der Vergangenheit die Kunststoffverarbeitung im Unternehmen kräftig zulegen. Abgenommen hat stattdessen der Energieverbrauch. Mit dem Blickpunkt auf die Einhaltung höchster Qualitätsanforderungen bei optimaler Ausnutzung der eingesetzten Ressourcen investiert Hehnke zunehmend in energieeffiziente Technik. Dabei spielt die neue Trocknungsanlage von Koch-Technik, zur Vortrocknung des Granulats, eine tragende Rolle.

Anlage zur Vortrocknung des Granulats: Drei Granulattrockner mit insgesamt 40 Trocknungsbehältern decken den Bedarf an vorgetrocknetem hygroskopischen Rohmaterial, wie ABS, PA, PPS, PPU ab. Die Trockner von Koch-Technik wurden auf einer Bühne installiert und verfügen über Taupunktsteuerung, Koch-ÖKO-Anlagensteuerung sowie frequenzgeregelte Trocknungsgebläse für besonders schonende und energiesparende Granulattrocknung.
Anlage zur Vortrocknung des Granulats: Drei Granulattrockner mit insgesamt 40 Trocknungsbehältern decken den Bedarf an vorgetrocknetem hygroskopischen Rohmaterial, wie ABS, PA, PPS, PPU ab. Die Trockner von Koch-Technik wurden auf einer Bühne installiert und verfügen über Taupunktsteuerung, Koch-ÖKO-Anlagensteuerung sowie frequenzgeregelte Trocknungsgebläse für besonders schonende und energiesparende Granulattrocknung.
Energieeffiziente Granulattrocknung
Die neue Trocknungsanlage ist mit Taupunktsteuerung, frequenzgeregelten Trocknungsgebläsen und patentierter Koch-ÖKO-Anlagensteuerung optimal ausgestattet, um hygroskopischen Granulate vor der Verarbeitung exakt zu trocknen und dabei gleichzeitig bis zu 50 % Energie zu sparen. Die installierten Koch-Trockenlufttrockner arbeiten taupunktgesteuert mit zwei wechselnden Kreisläufen: Trocknungs- und Regenerierungskreislauf. Im Trocknungskreislauf durchströmt vorgetrocknete Luft das Granulat im Trocknungsbehälter, nimmt dort die absorbierte Feuchtigkeit auf und gibt sie an ein Trockenmittel ab. Im zweiten Kreislauf wird zeitgleich ein gesättigtes Trockenmittel regeneriert. Die Taupunktsteuerung schaltet auf diesen regenerierten Trockenmittelbehälter um, sobald das Mittel des Trocknungskreislaufs mit Feuchtigkeit gesättigt ist und regeneriert werden muss. Gegenüber einer zeitgesteuerten Umschaltung wird mit dieser taupunktgesteuerten Trocknung eine sehr gleichmäßige Trocknungsqualität und energieeffiziente Trocknung von Materialien wie ABS, PA, PPS, PPU, PPE und anderen speziellen thermoplastischen Werkstoffen erreicht.

Trocknersteuerung über Touch-Panel: über das Touch-Panel jedes CKT-Trockners können alle Betriebsparameter komfortabel bedient werden. Durch die Netzwerk- und WLAN-Fähigkeit ist optional eine zusätzliche Steuerung von einem übergeordneten Leitstand-Rechner oder sogar einem Tablet als möglich.
Trocknersteuerung über Touch-Panel: über das Touch-Panel jedes CKT-Trockners können alle Betriebsparameter komfortabel bedient werden. Durch die Netzwerk- und WLAN-Fähigkeit ist optional eine zusätzliche Steuerung von einem übergeordneten Leitstand-Rechner oder sogar einem Tablet als möglich.
ÖKO-Anlagensteuerung verhindert Übertrocknung
Die patentierte Koch-ÖKO-Anlagensteuerung verhindert während des Prozesses eine Übertrocknung des Granulats und begegnet so Verfärbungen oder Veränderungen von mechanischen Eigenschaften. Sobald, während der Trocknung, hygroskopisches Material in einem Behälter die zur Verarbeitung notwendige Restfeuchte erreicht hat, wird dieser Behälter automatisch abgesenkt, also aus dem Trocknungskreislauf genommen. Erst bei einer Entnahme von Material oder dem Absinken der Temperatur wird er wieder zu geschaltet. Diese Ruhephase einzelner Trocknungsbehälter ermöglicht eine sehr hohe Energieeinsparung bei gleichzeitig materialschonender Trocknung. Die frequenzgeregelten Trocknungsgebläse drosseln während einer Behälterabsenkung die Menge der Trockenluft und zügeln damit auch den Energieverbrauch. So können insgesamt bis zu 50% herkömmlich eingesetzter Energie eingespart werden.

Prozessüberwachung: Mit der Visualisierungssoftware von Koch-Technik bekommt der Anwender einen Überblick über die Prozesse der eingebundenen Peripherie und ihm wird die Möglichkeit gegeben direkt in die Materialversorgung einzugreifen. Alle Betriebsparameter lassen sich editieren, steuern und zum Zweck der Rückverfolgbarkeit, für z.B. Zertifizierungen, archivieren.
Prozessüberwachung: Mit der Visualisierungssoftware von Koch-Technik bekommt der Anwender einen Überblick über die Prozesse der eingebundenen Peripherie und ihm wird die Möglichkeit gegeben direkt in die Materialversorgung einzugreifen. Alle Betriebsparameter lassen sich editieren, steuern und zum Zweck der Rückverfolgbarkeit, für z.B. Zertifizierungen, archivieren.
Das Ergebnis gibt Geschäftsführer Peter Hehnke Recht: Im ersten Halbjahr 2014 wurden allein bei der Trocknung Energiekosten von nahezu 20.000 EUR gespart. Dabei wurde in diesem Halbjahreszeitraum, der analysiert wurde, bereits so viel Kunststoffgranulat verarbeitet, wie im ganzen gesamten Vorjahr. Zur Überwachung seines Energiekonzeptes arbeitet Hehnke mit unabhängigen Energieberatern zusammen, die den Energieverbrauch systemübergreifend für das ganze Unternehmen analysieren.

Eingebunden in die Visualisierungssoftware
Die neue Koch-Trocknungsanlage wurde im neu errichteten Logistikcenter auf einer Bühne mit ca. 150 qm installiert. Die drei Granulattrockner der Typen CKT 300 und CKT 800 sind reichlich dimensioniert und erweiterungsfähig. Da die Materialien in Durchsatz und Verweilzeit sehr unterschiedlich sind, stehen 40 Trocknungsbehälter zwischen 60 und 200 Liter zur Verfügung. Die Touch-Panel-Steuerungen der einzelnen Trockner sind in die Koch-Visualisierungssoftware eingebunden. Mit dieser übersichtlichen Software, die auf einem externen Rechner alle Prozesse der Koch-Technik-Peripherie abbildet, wird die gesamte Materialversorgung gesteuert. Dabei ist sie mit in das Firmennetzwerk von Hehnke eingebunden, wo bereits ein leistungsstarkes PPS/ERP System und ein MDE-System laufen. Die Kombination dieser Systeme unterstützt die Durchführung flexibler Fertigungsabläufe und eine optimale Auslastung vorhandener Ressourcen.

Arburg Spritzgießmaschine mit Koch-Technik Peripherie und Automatisierungszelle als Einheit für die effizientere Herstellung von Bauteilen.
Arburg Spritzgießmaschine mit Koch-Technik Peripherie und Automatisierungszelle als Einheit für die effizientere Herstellung von Bauteilen.
Spritzgießen mit hohem Automatisierungsgrad
Für die Fertigung seiner komplexen Bauteile hat Hehnke seinen Maschinenpark von 25 auf 32 Spritzgießmaschinen von Arburg mit Schließkräften von 250kN bis 2750kN erweitert und alle Produktionsautomaten mit Fördertechnik sowie KEM Einfärbegeräte von Koch-Technik ausgestattet. Zwei Zentralförderanlagen versorgen die Spritzgießmaschinen mit dem zu verarbeitenden Kunststoffmaterial. Die installierten Vakuumpumpen sind frequenzgeregelt und passen ihre Förderleistung automatisch an den aktuellen Bedarf an, was eine erhebliche Energieeinsparung mit sich bringt. Wochentags werden bei Hehnke in drei Schichten Präzisionsteile von höchster Güte mit einem Gewicht von 2g bis 600g gefertigt. Ein hoher Automatisierungsgrad mit engen Toleranzen ist bei den Produktionsabläufen an der Tagesordnung, wobei darauf gezielt wird, das Unternehmen konsequent in Richtung Industrie 4.0 auszurichten.

„Aus einer Hand“ Baugruppe in Serie: Bei Hehnke gefertigter Reibhebel für Fahrzeuge.
„Aus einer Hand“ Baugruppe in Serie: Bei Hehnke gefertigter Reibhebel für Fahrzeuge.
Die neuesten Arburg-Spritzgießmaschinen haben Fertigungszellen mit angedockter Automation, bei denen Sechs-Arm-Roboter, Förder-, Misch- oder Einfärbe-Technik sowie Spritzgießautomat als Einheit gesehen werden, die eine effizientere Herstellung von Bauteilen ermöglichen. Laut Arburg, die diese Fertigungszellen im Gesamtpaket anbieten, ist das Einbinden von Robot-System und Peripherie in die Steuerung ein wichtiges Thema, um die Fertigung präziser Formteile weiter zu optimieren. Eine effiziente Spritzgießproduktion schließt ein hohes Maß an Energiebewusstsein mit ein – was dem Unternehmen Hehnke GmbH & Co KG wiederholt bei der jährlichen Rezertifizierung urkundlich bescheinigt wird und die Initiatoren von „Mittelstand und Thüringen“ (MuT) bewog, die Hehnke GmbH & Co KG als „Unternehmen des Jahres 2013“ auszuzeichnen. 


Hehnke GmbH & Co KG
1995 gründete Peter Hehnke, mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Kunststoffverarbeitung und unterstützt von seiner Frau Anne Hehnke sowie den beiden Systempartnern Arburg und Koch-Technik, die Hehnke Kunststoff-Spritzgieß GmbH. Aus einem Zwei-Mann-Betrieb wuchs im Laufe der Zeit ein Unternehmen mit 95 Mitarbeitern im Gewerbegebiet „Am Scherzer“ im thüringischen Steinbach-Hallenberg. 1999 und 2006 wurden an diesem Standort zusätzliche Kapazitäten für die Produktion geschaffen und später, nach dem Zusammenschluss mit dem Formenbau des Sohnes Tommy Hehnke, kamen ein Werkzeuglager sowie ein Technikum hinzu. Im Jahr 2013 wurde ein großes Logistikcenter errichtet, in dem auch die neue Anlage zur Granulattrocknung Platz fand. Heute wird die Hehnke GmbH & Co KG von den drei Geschäftsführern Peter Hehnke, Tommy Hehnke und Torsten Herrmann geführt. Das Unternehmen ist als Systemlieferant in der Lage dem Kunden alles aus einer Hand zu bieten: Beratung, Prototyp, Werkzeug und Serienteil. Neben diesem Anspruch wird sehr viel Wert auf energieeffiziente Fertigung und nachhaltige Modernisierung gelegt.

Werner Koch Maschinentechnik GmbH
Die Werner Koch Maschinentechnik GmbH, Ispringen ist einer der wenigen Komplettanbieter von Peripheriegeräten für die Kunststoffverarbeitung. Das Produktportfolio umfasst Geräte und Anlagen zum Mischen, Dosieren, Fördern, Trocknen und Bevorraten von Kunststoffgranulaten. Dabei bietet Koch-Technik mit seinem modularen Baukastensystem individuelle Lösungen für unterschiedlichste Kundenanforderungen – unabhängig davon, ob es sich um den Einsatz von Einzelgeräten oder die Installation komplexer Zentralanlagen handelt. Geräte und Anlagen bei mehr als 5.000 Kunststoffverarbeitern weltweit dokumentieren die Akzeptanz und den hohen Nutzwert dieser Systeme im Produktionsalltag. 


Werner Koch Maschinentechnik GmbH

Industriestraße 3
75228 Ispringen/Pforzheim, Deutschland

Tel.:   +49(0)7231 80 09 - 0
Fax:   +49(0)7231 80 09 - 60
Email: info@koch-technik.de

Internet: www.koch-technik.com


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