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Sep 05, 2023

Spritzguss: Energieberatung und andere Effizienzmaßnahmen senken die Kosten deutlich

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Aufgrund der enormen Preissteigerungen hat insbesondere das Thema Energie in ganz Europa rasant an Bedeutung gewonnen. Auch aus diesem Grund hat der Maschinenbauer Arburg im März 2023 den „Aktionsplan Energie“ ins Leben gerufen. Grundlage des Plans sind individuelle Energieberatungen inklusive Energiemessungen beim Kunden vor Ort.

Arburg zeigt in seinem „Aktionsplan Energie“ viele konkrete Möglichkeiten auf, den Energiebedarf im gesamten Produktionsprozess zu optimieren und so die Kosten in der Spritzgießproduktion deutlich zu senken.

„Die Bedeutung der Energiekosten hat in der Spritzgießbranche im Jahr 2022 rasant zugenommen. Darauf haben wir mit einem professionellen Maßnahmenplan reagiert“, erklärt Gerard Böhm, Geschäftsführer Vertrieb und Service bei Arburg. „Mit unserem fundierten Know-how, Maschinen-Upgrades und digitalen Services unterstützen wir Spritzgießbetriebe und machen sie hinsichtlich Energieeffizienz stark und belastbar.“

Wer bei der Produktion von Spritzgussteilen deutlich Energie einsparen möchte, kann sich im Rahmen des „Aktionsplans Energie“ von Arburg gezielt und umfassend beraten und schulen lassen. Die Erstkontaktaufnahme erfolgt über die zuständigen Vertriebsmitarbeiter oder per E-Mail an [email protected].

Nach einem Kick-off per Videokonferenz begeben sich die Experten zum Kunden vor Ort und folgen dort einem 5-Stufen-Plan. Um aussagekräftige Daten zu erhalten, wird im ersten Schritt der Energiebedarf in einer realen Produktionsumgebung ermittelt. Beispielsweise können durch die Messung von Strom- und Druckluftleckagen potenzielle Energiefresser aufgedeckt werden. Die Messdaten dienen der anschließenden Beratung zur Prozessoptimierung direkt an der Maschine. Anschließend erfolgen erneute Messungen zur Evaluierung des Erfolgs dieser Maßnahmen. In Schritt 2 erfolgt die Klassifizierung des Maschinenparks und die Betrachtung einzelner Retrofits. Schritt 3 umfasst Prozess- und Taktzeitoptimierungen mit dem Ziel, den Output zu steigern und den spezifischen Energiebedarf zu senken. In den Schritten 4 und 5 befassen sich die Experten mit den „Dos und Don’ts“ von Formen und Peripheriegeräten.

Am Ende des Maßnahmenplans steht eine ausführliche Beratung und ein abschließendes Gespräch mit dem Kunden, der einen individuellen Maßnahmenkatalog mit allen Informationen und konkreten Empfehlungen zu geeigneten Retrofits, digitalen Lösungen und je nach Region erhält Nutzung möglicher Fördermittel.

Spezielle Schulungen zum Thema Energieeffizienz bietet Arburg in seinem Schulungszentrum in Loßburg sowie direkt beim Kunden vor Ort an. Im Rahmen eines Informationsseminars erfahren beispielsweise Wartungsmitarbeiter und Produktionsleiter, wie sie ihre Arbeit noch energieeffizienter gestalten können. Das Seminar erklärt unter anderem, anhand welcher Kriterien sich die energieeffizienteste Spritzgießmaschine auswählen lässt, den spezifischen Energiebedarf eines Allrounders ermittelt und Einsparmöglichkeiten im Spritzgießprozess nutzt. Darüber hinaus schulen die Arburg-Experten Maschinenführer auf Wunsch praxisnah direkt an ihren Allroundern vor Ort.

Für Betriebe, die für die Zertifizierung detaillierte Energiedaten benötigen, bietet Arburg dokumentierte und nachvollziehbare Verbrauchsmessungen für Neumaschinen an. Dieser Service besteht aus drei Komponenten:

Auch bestehende Allrounder-Spritzgießmaschinen aller Größen und Baureihen können energetisch optimiert nachgerüstet werden. Je nach Anwendungsfall kann es sinnvoll sein, den Speicher vollständig zu isolieren, um die Prozesswärmeverluste zu minimieren und eine schnelle Aufheizung zu gewährleisten (Abb. 5). Mit dieser Maßnahme kann der Energiebedarf im Verhältnis zur Heizenergie je nach Prozess um bis zu 40 Prozent gesenkt werden.

Bei Maschinen des Baujahrs 2011 oder früher (mit IE1- und älteren Motoren) kann eine Aufrüstung mit energieeffizienten luft- und wassergekühlten IE3-Motoren bis zu zehn Prozent Energie einsparen, was einen Return on Investment (ROI) von nur 10 % bedeutet 1,5 bis 2 Jahre, je nach Maschine.

Bei neueren Allroundern kommt auch eine Nachrüstung mit dem Arburg Energiesparsystem AES in Betracht. Geht man beispielsweise von einer Zykluszeit von 50 Sekunden und 6.000 Produktionsstunden pro Jahr aus, kann ein hydraulischer Allrounder 270 S bei Stromkosten von 40 Cent pro Kilowattstunde rund 4.800 Euro einsparen. Bei einem Allrounder 820 S und 50 Cent Stromkosten reduziert diese Maßnahme sogar die Produktionskosten um rund 21.000 Euro pro Jahr. Generell ist die Amortisationszeit einer solchen Investition abhängig von den Energiekosten, der Maschine und dem Prozess.

Die Maschinensteuerung von Gestica unterstützt den Bediener aktiv – auch bei der Energieoptimierung. Die Assistenzfunktion AXW Control Energy Assist bündelt alle wesentlichen Funktionen beispielsweise für die Heizzonen des Plastifizierzylinders und des Werkzeug-Heißkanals und sorgt für ein optimiertes Ein- und Ausschalten aller Heizzonen. Dadurch kann der Energiebedarf in der Aufheizphase um bis zu 30 Prozent gesenkt werden.

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Stand vom 23.03.2021

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Die Frage, wie eine energieoptimierte Maschine der Zukunft aussehen wird, hat Arburg mit seiner Meilensteinmaschine beantwortet: „Bei der Konzeption des hybriden Allrounder 470 H haben wir unsere bewährte Technologie deutlich weiterentwickelt, um die Energie zu optimieren.“ „Wir sparen Platzbedarf und reduzieren Zykluszeiten“, betont Guido Frohnhaus, Geschäftsführer Technik & Engineering bei Arburg. „Viele technische Innovationen gibt es in der neuen Maschinengeneration, die es so nur bei Arburg gibt.“ Dazu gehören das neue Ölmanagementkonzept, die Stromaufteilung für gleichzeitige Bewegungen hydraulischer Nebenachsen und der erweiterte Einsatz der Arburg-Servohydraulik. Die neue Maschine spart Energie, schont Ressourcen und ist effizient in der Produktion, benutzerfreundlich und zuverlässig zugleich.

Möglich wird dies vor allem auch durch die Kombination aus elektrischer Schließeinheit und hydraulischer Spritzeinheit. Die elektrischen Antriebe reduzieren den Energiebedarf und damit die Betriebskosten und den CO2-Fußabdruck. Die hochwertige hydraulische Einspritzeinheit senkt die Anschaffungskosten und ist zudem sehr robust.

Ein Vergleich der hybriden Meilensteinmaschine Allrounder 470 H mit ähnlichen hydraulischen Maschinen bringt beeindruckende Zahlen hervor:

Unterm Strich reduziert der Allrounder 470 H die Anschaffungs- und Betriebskosten sowie den CO2-Fußabdruck deutlich.

Digitale Produkte und Features tragen dazu bei, Produktionsprozesse energieeffizienter zu gestalten und Transparenz zu schaffen – jederzeit und rund um die Uhr. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Kundenportal Arburg-X-World. Neu in der Machine Center App ist unter anderem das Energielabel: Jeder Allrounder wird einer von drei Energieeffizienzklassen zugeordnet. Darüber hinaus wird der CO2-Fußabdruck von der Erstellungsphase bis zur Auslieferung an den Kunden angezeigt.

Je nach Maschine bietet das Kundenportal auch maßgeschneiderte Vorschläge zur Energieoptimierung, beispielsweise durch Nachrüstungen. Der neue Gerätevergleich hilft Anwendern, bei der Produktionsplanung schnell und effizient den besten Allrounder für ihren aktuellen Spritzgießprozess zu finden. Ein weiteres bewährtes Tool zur Ermittlung der effizientesten Lösung ist der Arburg-Wirtschaftlichkeitsrechner, der anhand wichtiger Parameter die verschiedenen Optionen vergleicht und beispielsweise Stückkosten und Amortisationszeit ermittelt.

Auch das Leitrechnersystem ALS leistet einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Produktions- und Energieeffizienz von Maschinen und Anlagen. Das von Arburg entwickelte Manufacturing Execution System (MES) ermöglicht es Anwendern, ihren gesamten Produktionsprozess für Kunststoffteile digital zu planen, zu steuern und alle relevanten Informationen zu verfolgen.

Mobile ALS-Funktionen ermöglichen eine ressourcenschonende papierlose Produktion. Ihr Energiebedarf kann über ALS visualisiert und ausgewertet werden. Im Informations- und Maschinenterminal kann der Gesamtenergiebedarf des aktuellen Auftrags, der Energiebedarf pro 15 Minuten oder die durchschnittliche Leistung pro 15 Minuten angezeigt werden.

Energieberatung als Teil eines professionellen Maßnahmenplans ist ein wichtiger neuer Bestandteil des Arburg-Leistungsportfolios. Gerade in Zeiten knapper Ressourcen und hoher Energiekosten profitieren Kunden ganz konkret davon: Energiemessungen vor Ort und eine ausführliche Beratung identifizieren konkrete Handlungsfelder. Durch die nachträgliche Umsetzung einzelner Maßnahmen in der Spritzgießanlage, Anpassungen an den Maschinen sowie den Einsatz digitaler Features und ergänzender Schulungen eröffnen sich enorme Potenziale, die den Energiebedarf und damit auch die Kosten deutlich senken können.

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