Gewusst wie! Arburg-Steuerungstechnik optimiert das Spritzgießen von Rezyklat

Arburgs digitale Pilotfunktionen stabilisieren den Spritzgießprozess, wenn es um die Verarbeitung von Kunststoffrezyklaten geht ...

Spritzgegossene Kunststoffteile aus Neuware von Schuss zu Schuss und Charge zu Charge reproduzierbar in konstant hoher Teilequalität zu fertigen, ist Stand der Technik, stellt jedoch meist hohe Anforderungen an die Regel- und Steuerungstechnik. Aber beim Spritzgießen von Post-Industrial- und Post-Consumer-Rezyklaten (PIR respektive PCR) sowie von Biokunststoffen können die Material- und Verarbeitungseigenschaften stärker schwanken. Für einen effizienten Rezyklateinsatz sind deshalb Regelkonzepte erforderlich, die eine konstante Füllung der Kavitäten des Spritzgießwerkzeugs und letztlich eine gleichbleibende Qualität der Endprodukte sicherstellen. Für diese Aufgabe hat Arburg in puncto Maschinensteuerungen digitale Pilotfunktionen entwickelt, die in der Einspritz- beziehungsweise in der Nachdruckphase den Spritzgießprozess stabilisieren.

Rezyklate sind Kunststoffe mit gewissen Charaktereigenschaften

Verschiedene Gremien, Bewegungen und Initiativen fordern nicht zuletzt geschlossene Kreislaufsysteme. Und wenn sich das alles aktuell noch nicht wirtschaftlich rechnet, lautet das Ziel, die Verwendung fossiler Ressourcen mittel- und langfristig deutlich zu reduzieren. Deshalb gewinnt die Verarbeitung von Rezyklaten zunehmend an Bedeutung. Das ist aber aufgrund einer wachsenden Bandbreite der Materialien, ihrer unterschiedlichen Herkunft und Aufbereitung sowie ihres inhomogenen Verarbeitungsverhaltens anspruchsvoll (siehe Aufmacherbild). Gleiches kann auch für Chargenschwankungen bei Neuware oder für ungenügend vorbereitete Granulate gelten – etwa aufgrund ungleichmäßiger oder ungenügender Materialtrocknung. Rezyklate zwar genauso Kunststoffe, wie die Neuware, doch der Unterschied ist, dass sie die Überbleibsel einstiger Produkte sind, die eine Nutzungsphase hinter sich haben. Es gibt jedoch noch viele offenen Fragen, ob und wie Rezyklate vergleichbar effektiv und prozesssicher wie Neuware eingesetzt werden können. Die Spritzgießverarbeiter müssen sich deshalb neuen Herausforderungen stellen.

Die Spritzgießmaschine weiß nicht, was in ihr steckt!

Aus Sicht der Spritzgießmaschine wird beim Spritzgießen mit zwei großen „Black Boxes“ abgearbeitet, welche maßgeblich die Prozessstabilität und die Bauteilqualität beeinflussen. Denn die Maschine selbst weiß weder, welches Material in den Trichter eingefüllt wird, noch was zwischen den beiden Aufspannplatten passiert. Das sind deshalb zwei große Herausforderungen, wenn es darum geht, Prozessparameter wie Temperaturverlauf der Formmasse sowie Temperatur- und Druckverlauf im Werkzeug zuverlässig zu regeln. Der größte Unterschied bei der Verarbeitung von Rezyklaten im Vergleich zu Neuware besteht darin, dass wichtige Eigenschaften in größeren Spannbreiten variieren können. Und weil dem recycelten Kunststoffgranulat bei den meisten Kreislaufprozessen aktuell keine eindeutige Materialspezifikation zugeordnet werden kann, steht beim Einrichten der Maschine kein Datenblatt zur Verfügung. Das erschwert die Verarbeitung aber erheblich. Jedoch es gibt die Arburg-Pilotfunktionen in der Gestica- und Selogica-Steuerung von Allrounder-Spritzgießmaschinen, die schwankenden Viskositäten in der Kunststoffschmelze ausgleichen können. Der „aXw Control „ReferencePilot“ und der „aXw Control RecyclatePilot“ können etwa Unregelmäßigkeiten erfassen, diese zuverlässig kompensieren und so den laufenden Spritzgießprozess aktiv regeln. So wird die Formfüllung möglichst konstant gehalten und trotz größerer Variationen für eine gleichbleibende Bauteilqualität gesorgt (Bild 2).

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