Auf der Messe K 2022 in Düsseldorf präentieren sich vom 19. bis 26. Oktober Toyo und Deckerform in Halle 13 am Stand B77. Sie zeigen, wie Anwender Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren können. Unter dem Slogan „be a green leader“ zeigt Toyo, wie leistungsfähige vollelektrische Spritzgießmaschinen auf aktuellem Stand Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit im Zeichen der Kreislaufwirtschaft vereinen können. Deckerform ist exklusiver Vertriebspartner des japanischen Premiumherstellers und Spezialist für schlüsselfertige Gesamtlösungen. Das Unternehmen präsentiert zusammen mit Partnern Anwendungen, die zeigen, wie sich Kunststoff als ökologisch wertvoller und hochentwickelter Rohstoff sinnvoll, umweltfreundlich und ökonomisch nutzen lässt.
Die nachhaltige Produktion von Kunststoffteilen in der Kreislaufwirtschaft – das ist das beherrschende Thema auch am Stand von Toyo. Das Unternehmen ist der japanische Pionier in der Entwicklung und Herstellung von vollelektrischen Spritzgießmaschinen. Auf der diesjährigen K‑Messe steht die nachhaltige und wirtschaftliche Produktion von Kunststoffartikeln im Fokus. Mit zwei Spritzgießmaschinen, einer Toyo Si-350–6s und einer Toyo Si-450–6s, zeigen der Maschinenhersteller und exklusive Partner in Halle 13 am Stand B77 mit konkreten Anwendungen, wie sich Kunststoffteile umweltschonend und trotzdem wirtschaftlich und in hoher Qualität herstellen lassen.
Elektrische Spritzgießmaschinen produzieren nachhaltig, sicher und schnell
Der japanische Qualitätshersteller Toyo stellt Maschinen in 14 Größen mit Schließkräften von 50 bis 1300 t her. Zudem auch mit einer breiten Palette an Spritzeinheiten. Für Toyo und dessen Vertriebs- und Servicepartner Deckerform zieht sich das Thema Nachhaltigkeit wie ein roter Faden durch alle Aktivitäten.
Im Fokus
Si-Serie von Toyo
Die vollelektrische Si-Serie hat Toyo schon 1985 erfolgreich weltweit eingeführt. Der japanische Hersteller hat bereits in den 1950er-Jahren die ersten vollelektrischen Maschinen gebaut. Und seit 1985 konzentrieren sich die Experten dort ganz auf vollelektrische Modelle. Damit hat Toyo weltweit die wohl mit Abstand längste und auch am breitesten aufgestellte Erfahrung im Bau von vollelektrischen Spritzgießmaschinen. Die aktuelle Modellreihe des japanischen Premium-Herstellers repräsentiert bereits die sechste Generation.
Vollelektrische Maschinen bieten ein breites Spektrum an Vorteilen gegenüber konventionellen hydraulisch angetriebenen Modellen. Viele davon sind bauartbedingt: Der niedrige Energieverbrauch der vollelektrischen Toyo-Spritzgießmaschinen etwa liegt unter anderem an den sehr effizienten elektrischen Direktantrieben.
Dabei kommt der Auswahl der optimalen Spritzgießmaschine ein Schlüsselrolle zu. „Unsere vollelektrischen Toyo-Spritzgießmaschinen sind im Vergleich zu hydraulischen Anlagen deutlich energieeffizienter und damit auch nachhaltiger“, betont Anna Tschacha, Geschäftsführerin bei der Deckerform Injection GmbH. „Wir sehen die vollelektrischen Toyo-Spritzgießmaschinen als einen elementaren Baustein im Konzept der Nachhaltigkeit bei Deckerform und unseren Kunden.“
Geschwindigkeit im Fokus
Das bestätigt sich unter anderem bei der am Messestand präsentierten Packaging-Anwendung, die auf einer Toyo-Maschine mit 450 t Schließkraft läuft. Die konstante Materialversorgung gewährleisten Produkte des Peripheriespezialisten digicolor, wohingegen die seitliche Entnahme der Kunststoffteile ein Campetella-Roboter übernimmt. „Hier steht die Geschwindigkeit in Kombination mit dem niedrigen Energieverbrauch im Mittelpunkt, mit der so eine elektrische High-End-Maschine arbeiten kann“, erklärt Tschacha. „Die Maschine produziert auf einem 2‑Fach-Werkzeug einen Food Container mit 0,55 mm Wandstärke aus jeweils 41,9 g PP – bei einer Zykluszeit von gerade einmal 4,5 s.“
„Dabei brauchen wir bis zu 70 Prozent weniger Strom als hydraulische Maschinen“, erläutert Tschacha. „Das gilt auch für die neuesten hydraulischen Modelle. Und auch aktuelle vollelektrische Modelle anderer Hersteller liegen in Praxisvergleichen teilweise immer noch deutlich über dem Energieverbrauch von Toyo-Maschinen. In unseren zahlreichen und zudem kontinuierlich weitergeführten eigenen Versuchen haben wir noch keine Maschine gefunden, bei der der Unterschied bei gleichen Werkzeugen und auch sonst unter identischen Bedingungen nicht mindestens bei 40 Prozent liegt.“
Dieser Vorsprung bei Toyo kommt nicht von ungefähr. Toyo hatte im Jahr 1983 die weltweit erste energiesparende vollelektrische Spritzgießmaschine mit Servoantrieb entwickelt und baut seither ausschließlich solche Modelle. Die langjährige Erfahrung und die Konzentration auf vollelektrische Spritzgießmaschinen führen zu sehr durchdachten, auch in ihren Details optimal aufeinander abgestimmten Maschinen.
Energie in der Produktion der Kunststoffteile effizient nutzen
Eines dieser Details etwa ist der bereits seriengemäß ausgezeichnet isolierte Schneckenzylinder. Solche Merkmale ermöglichen stimmige, nachhaltige und zudem wirtschaftliche und effiziente Produktionslösungen für Kunststoffteile mit einem besonders kleinen CO2-Footprint. Darüber hinaus beherrschen Toyo-Maschinen bereits in der seriengemäßen Ausstattung neben konventionellem Spritzgießen auch für eine nachhaltige und ressourcenschonende Fertigung relevante Sonderverfahren wie das Spritzprägen oder das materialsparende Spritzschäumen. So sind sie ohne Umrüsten sehr flexibel einsetzbar.
Die vollelektrische Bauweise ermöglicht darüber hinaus eine sehr hohe Wartungsfreundlichkeit – der Anwender muss anders als bei hydraulischen Modellen keine Schläuche tauschen. Es gibt auch keinen Ölwechsel oder ein Leeren der Wanne. Keine empfindlichen hydraulischen Komponenten. Die Toyo-Maschinen werden zentral geschmiert, die Maschine signalisiert zudem, wann die dafür eingesetzte Fettkartusche gewechselt werden muss. Eine Toyo-Maschine, die eingefahren ist, braucht gerade einmal 450 g Fett im Jahr. Sonst sollte der Anwender einmal im Jahr den Antriebsriemen auf korrekte Spannung prüfen – mehr Wartung brauchen die Maschinen nicht.
Mit stimmigem Maschinenkonzept Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren
Das in sich stimmige Maschinenkonzept ist darauf ausgelegt, möglichst wenig Energie einzusetzen. Die Maschine benötigt – abgesehen vom minimalen Verbrauch ihrer Steuerung – immer nur dann Energie, wenn sie sich auch bewegt. Ist die Zuhaltekraft aufgebaut, hält das von Toyo patentierte doppelt V‑förmige Kniehebelsystem hinter der beweglichen Platte die Kraft aufrecht. Und zwar ohne dass weiter Energie zugeführt wird. Bei den hydraulischen Modellen muss der Druck des Hydrauliköls immer wieder von der Pumpe aufgebaut und gehalten werden. Unabhängig von den Schließkräften zwischen 50 und 1300 t entfällt dieser „Leerlaufverbrauch“ bei allen Toyo-Maschinen.
Zudem vermeidet Toyo konsequent das Entstehen unerwünschter Abwärme bereits im Ansatz. Damit wird es den Maschinenbauern möglich, auf aktive Kühlmaßnahmen, etwa eine Wasserkühlung, weitestgehend zu verzichten. Der Einsatz energieeffizienter Direktantriebe ermöglicht beispielsweise den weitestgehenden Verzicht auf aktive Kühlungen in den Maschinen. So entfällt der Einsatz von Sekundärenergie, die sonst für Abtransport und Vernichtung unerwünschter Abwärme notwendig ist.
Imntuitive Bedienung der Maschine
Die Maschinen bieten darüber hinaus eine intuitiv aufgebaute Steuerung per Touchscreen. Frei belegbare „echte“ Tasten, die auch fühlbar sind, erlauben es, die Maschine sicher zu bedienen und dabei trotzdem die Anwendung im Auge zu behalten.
Im Fokus
Sehr exakte Steuerung
Die Toyo-Maschinen lassen sich sehr genau steuern – neben einem sehr effizienten Energieeinsatz profitieren die Anwender davon auch über kürzere Zykluszeiten und einer erhöhten Produktqualität. Das beginnt dabei, dass sich über die direkt geregelten elektrischen Servoantriebe deutlich präziser einspritzen lässt und die Parameter über den gesamten Vorgang exakt zu steuern sind. Das sorgt für eine spürbar geringere Streuung bei den Bauteileigenschaften, etwa bei den Abweichungen im Bauteilgewicht. Ein wichtiger Faktor, um Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren.
Die Teile werden viel gleichmäßiger, und auch der Verzug fällt zudem deutlich geringer aus. Zudem lässt sich das Werkzeug dank der elektrischen Direktantriebe deutlich schneller öffnen und schließen als bei hydraulischen Maschinen. Darüber hinaus muss der Anwender bei den vollelektrischen Toyo-Maschinen auf nichts verzichten. Für die Betätigung von Kernzügen und Schiebern beispielsweise kann der Maschinenhersteller optional ein Hydraulikaggregat bieten. Das integriert der Hersteller zudem voll in die Steuerung und in den Bauraum der Maschine. Das wird jeweils in enger Abstimmung mit dem Anwender exakt auf dessen Produktionsspektrum hin ausgelegt.
Nachhaltigkeit als roter Faden
Auch die Produktion einer hochwertigen Transportbox mit Stapelrand, die Toyo live auf dem eigenen Messestand zeigt, weist mit ihren 0,25 kW/kg verarbeitetem Kunststoff einen sehr geringen Energieverbrauch aus. Rund 0,16 kW davon sind als physikalische, nicht weiter reduzierbare Konstante für das Aufschmelzen der Kunststoffmasse notwendig. Bleiben also gerade einmal 0,09 kW für den Betrieb der Maschine selbst – das ist konkurrenzlos.
Per Spritzprägen wird die Transportbox, die eine Stellfläche eines DIN A4-Blattes hat und rund 400 g wiegt, auf einer vollelektrischen Toyo Si-350–6s mit 350 t Schließkraft hergestellt. Die Box entsteht in einer Stammform mit Wechseleinsatz und Moldmasters-Heißkanal. In der gleichen Form übrigens, in der mit einem anderen Einsatz auf der Fakuma 2021 eine Gießkanne spritzgeschäumt wurde. Diese mit dem Slogan „be a green leader“ mittels Heißprägen ebenfalls veredelte Gießkanne kann sich der Besucher am Stand des VDMA (Freigelände CE01) abholen.
Komplett automatisierter Ablauf
In nur 20 s wird die Transportbox spritzgeprägt, von einem Sepro-Roboter 5X-25 entnommen und vollautomatisch in zwei Schritten per Heißprägen in einer Heißprägemaschine der Baier Maschinenfabrik veredelt und den Messebesuchern auf dem Förderband bereitgestellt.
Die schnelle Zykluszeit liegt unter anderem am gewählten Spritzgießverfahren „Spritzprägen“ und den direkt geregelten elektrischen Servoantrieben. Beim Spritzprägen bleibt das Werkzeug während des Einspritzens zunächst einige Zehntelmillimeter geöffnet und schließt erst kurz bevor die Schmelze den Trennbereich erreicht. Dabei füllt sich die Kavität leichter und mit deutlich geringerem Einspritzdruck. Zu diesem Zeitpunkt im Prozess ist der Großteil der Schmelze bereits in der Kavität. Beim Schließen des Werkzeugs wird die Kavität vollständig befüllt und das Material gleichmäßig verprägt. So entsteht eine sehr homogene Dichte im Werkstoff, die deutlich homogener als beim konventionellen Spritzgießen ist und damit die beste Voraussetzung für gleichmäßigen, berechenbaren und somit beherrschbaren Verzug bietet.
Besonders dünnwandige Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren
Das Spritzprägen ermöglicht ein besonders dünnwandiges Produkt: Mit ihrer mittleren Wandstärke von gerade einmal 1,8 mm ist die Transportkiste ist trotzdem sehr stabil und bringt auch sonst alle positiven Eigenschaften für den rauen Alltagseinsatz mit. Speziell für Teile, die gestapelt werden sollen oder die sehr plan und ohne Verzug sein müssen, ist dieses Verfahren optimal geeignet. Damit lassen sich Kunststoffteile nachhaltig, sicher und schnell produzieren.
Die Stabilität der sehr dünnwandigen Box bringt das verwendete Recyclingmaterial Recopound mit. Der recycelte Werkstoff für die Transportkiste kommt vom Partner Leonhard Kurz, einem Spezialanbieter für Dünnschichttechnologie. Der verwendete Werkstoff Recopound besteht zum überwiegenden Teil aus PET-Transferträgerfolienresten aus der graphischen Verpackungsveredelungs-Industrie. Die fallen die beim Aufbringen hauchdünner Dekorations- und Funktionsschichten auf Produkte an.
Kunststoffteile aus Recyclingmaterial
Diese Folien, die sonst entsorgt werden, nimmt Kurz in einem aktiven Rücknahmeprozess zurück und recycelt diese in einem rein mechanischen Verfahren zu einem neuen Kunststoffgranulat, das unter dem Markennamen Recopound auch im Handel vertrieben wird.
Im Profil
Deckerform-Unternehmensgruppe
Die international aktive Deckerform Unternehmensgruppe in Aichach steht mit ihren rund 70 Mitarbeitern auf drei Säulen. Das sind der klassische Werkzeugbau, die Ideenschmiede, in der kreative Köpfe an den Produkten und Visionen von morgen arbeiten, sowie die Deckerform Injection. Hier haben die Werkzeugspezialisten exklusiv für den deutschsprachigen Raum den Vertrieb der vollelektrischen Spritzgießmaschinen des japanischen Herstellers Toyo übernommen. Damit werden die Aichacher Kunststoffexperten, unterstützt von leistungsfähigen Partnern, zum Komplettanbieter bei nachhaltigen und schlüsselfertigen Produktionslösungen für komplexe und Know-how-intensive Produkte in der Kunststoffproduktion. Neben dem Unternehmensstammsitz in Aichach betreibt Deckerform mit seinem „Technikum Nord“ in Dinklage eine Anlaufstelle für Interessenten der Region. Hier stehen mit einer Toyo Si-50–6, einer Toyo Si-100–6S und einer Toyo SI-230–6S drei interessante Maschinen für ausgiebige Versuche zur Verfügung. Kompetente Spritzgießexperten unterstützen Interessierte bei ihrer Evaluierung.
Recopound beweist auf der Messe, dass intelligente Recyclingmaterialien in der Verarbeitung nicht hinter Neugranulaten zurückstehen müssen. Besonders das geringe Verzugsverhalten und die hohe mechanische Belastbarkeit macht Recopound als Alternative zu anderen Kunststoffen interessant. Gerade auch dann, wenn die Bauteilentwicklung die positiven Eigenschaften des Materials mit intelligentem Engineering nutzt und herausarbeitet. Weitere Exponate zeigen die vielfältige Verwendbarkeit des nachhaltigen Werkstoffs. Seine Innovationen präsentiert am Stand A19 in Halle 5 die Leonhard Kurz Stiftung & Co. KG. Am Toyo-Stand sind neben zahlreichen weiteren interessanten Exponaten auch spritzgeschäumte und spritzgeprägte Kunststoffteile zu sehen.
Schneller Produktwechsel dank ausgeklügeltem Werkzeug
Als weiteres Partnerunternehmen setzt auch der Werkzeugbau Röttger auf die Vorzüge der Toyo-Maschinen. Der Werkzeugbauer aus Marienheide zeigt in Halle 7A am Stand D35 seine Werkzeuge mit patentiertem Einsatzwechselsystem. Auf einer Toyo Si-50–6s D75E fertigt das Unternehmen Einkaufswagenchips und außerdem eine Klammer aus ABS in einer Zykluszeit von 10 s. Hier steht insbesondere die Möglichkeit zum schnellen Umbau des Werkzeugs und damit zum schnellen Produktwechsel im Mittelpunkt. Auch hier sorgt digicolor-Equipment zur Materialaufbewahrung, ‑trocknung, ‑beförderung und ‑dosierung für hohe Prozesssicherheit in der Peripherie.