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Umweltfreundliche, energieoptimierte und kostenfreundliche und kunden-orientierte Lösungen für der WPC1-Extrusionsprozess

Im Fokus stehen Steigerung der Bedienfreundlichkeit, Ressourcenschonung und Kosteneinsparung im WPC-Extrusionsprozess

 

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Verbesserte und gleichmäßige Kühlleistung der Zylinderkühlungen. Verzicht auf aktive Öltemperierung der Verfahrenseinheit. Umbau der DC-Motoren auf energieeffiziente AC-Versionen. Realisierung einer WPC Coextrusionslösung mit minimalen Materialkosten und minimalem Platzverbrauch. Maximierte Prozessstabilität durch erhöhte Entgasungsleistung.

Die Ausgangssituation:

Extrusionsmaschinen der alten Generation sind mit Öl- und Wassertemperierung an den Verfahrenseinheiten ausgestattet um die Prozesstemperatur unter Kontrolle zu halten. Dies führt zu großem Rohstoffverbrauch und zu heißen Berührflächen für die Maschinenführer. Materialkosten machen ~70% der gesamten Herstellkosten aus.

Die Lösung:

Es wurden verschiedene Alternativen für Kühlsysteme sowohl für Schnecken als auch für Zylindertemperierungen getestet. Der Fokus lag auf der Schonung der Ressourcen (Öl, Wasser), auf der Bedienfreundlichkeit (keine heißen Oberflächen, wartungsfreie Systeme) und auf der Optimierung der Homogenität der Prozesstemperaturen. In der nachhaltigen Technologie kommen heute luftgekühlte Kupfer- und Aluminiumkühlrippen zum Einsatz, die eine zusätzlich Vollisolierung aufweisen, sodass es zu minimalen Oberflächentemperaturen für den Bediener kommt.  Dadurch geht auch wesentlich weniger Prozesswärme verloren.  Die Öltemperierung der Schnecke wurde durch ein geschlossenes und wartungsfreies Kühlsystem auf Wasserbasis ersetzt, wobei die Effektivität soweit optimiert wurde, dass es zu keinem Leistungsabfall im Vergleich zur Ölkühlung kommt.


Die früher üblichen DC-Motoren wurden durch wartungsfreie und über den gesamten Auslastungsbereich effiziente AC Motoren ersetzt. Das Thema Coextrusion war schon aus anderen Bereichen der Kunststofftechnik bekannt und musste umgelegt bzw. auf die Verarbeitung von WPC optimiert werden. Das Hauptaugenmerk wurde hier auf die Verarbeitung von Recyclingmaterialien (Produktionsrezyklat, post-consumer Material) und auf optimierte Basismaterialien (Materialmischungen mit möglichst wenig teuren Zuschlagstoffen – UV-Stabilisator, Pigmente etc.) gelegt. In Zusammenarbeit mit Werkzeugpartnern wurde eine sehr platzsparende Maschinenausführung gebaut, die eine Anspeisung der Coex-Schicht sowohl von der Seite als auch von oben möglich macht. Hierzu wurden Verfahrenseinheiten gebaut, die trotz des erhöhten Massedrucks prozesssicher arbeiten. Mit dieser Technologie können Rohmaterialkosten reduziert werden.

Die nachhaltigen Stärken:

Durch die Verwendung der vollisolierten, luftgekühlten Zylindertemperierungen kann die gesamte Menge an Prozesswasser für die Zylindertemperierung eingespart werden.  Es kommt durch die Vollisolierung auch zu einer erheblich geringeren Wärmeabstrahlung. Durch den Ersatz der aktiven Öltemperierung der Schnecken durch ein wartungsfreies, wasserbasiertes Konzept kann im gesamten Prozess auf Öl verzichtet werden. Durch die Verwendung eines wartungsfreien Drehstrommotors, kann auch bei niedriger Motorauslastung maximale Effizienz  ermöglicht werden.
Reduktion der Rohmaterialkosten durch den Einsatz von Coextrusion (bis zu -20%).

Die Erfinder:

Maßgeblich an diesen Innovationen beteiligt war das gesamte Entwicklungsteam der battenfeld-cincinnati GmbH.

Kurzprofil des Unternehmens:

Name:  battenfeld-cincinnati Austria GmbH
Hauptsitz: Wien
Gründungsjahr: 1948/1956 (Gebrüder Anger)
Mitarbeiter: 250 (2012)
Lösungen:  In drei applikationsorientierten Divisionen werden Extrusionslösungen für Rohr, Platte, Profil, WPC und Folien entwickelt.
Internationalität: Die battenfeld-cincinnati Gruppe verfügt über 5 Produktionsstandorte in Deutschland (Bad Oeynhausen, Kempen), Wien (Österreich), Shunde (China) und McPherson (USA), sowie ein weltweites Verkaufs- und Service Netzwerk.
URL: www.battenfeld-cincinnati.com

WPC1 steht für Wood Polymer Composites und ist die industrieübliche Bezeichnung für Holz-Kunststoff-Verbundstoffe; Es handelt sich hierbei um ein Materialgemisch aus Naturfasern, Polymer und Zuschlagsstoffen die je nach Anwendungsgebiet extrudiert oder spritzgegossen werden