Injection Compression Molding: Wer macht den Anfang?
Ein Kunststoffbecher als Lebensmittelbehälter hat mehrere Reisen vor sich – und immer geht es um Effizienz. Die Effizienz, mit der er hergestellt, gestapelt und zum Abfüller transportiert wird. Die Effizienz, mit der er dort durch die Abfüllanlage läuft und samt Inhalt in die Regale der Supermärkte verbracht wird. Und die Effizienz, mit der er schliesslich eine Sortier- und Recyclinganlage durchläuft, auf dem Weg zurück in den Kreislauf.
Im PDF-Artikel der Fachzeitschrift „Kunststoffe“ können Sie nachlesen, warum ein ICM-Dünnwandbecher effizienter und nachhaltiger ist als ein Tiefziehbecher mit Kartonumhüllung.
ICM-Dünnwandbecher (Fakuma 2023)
Der Artikel beschreibt eine Anwendung, die wir auf der Fakuma 2023 vorgestellt haben. Im Video erfahren Sie die wichtigsten Highlights dieser spannenden Verpackungslösung.
Transparent, dünnwandig und sehr gut recycelbar: Verpackungen aus PET
Sie wollen als Hersteller von Kunststoffverpackungen zukünftig Produkte aus PET herstellen oder interessieren sich generell für mögliche Alternativen zu PP? Dann sollten Sie an der NPE einen Besuch bei Netstal einplanen. In Orlando demonstrieren wir mit unseren Systempartnern, wie eine nachhaltige und kreislauffähige Dünnwandverpackung aussehen kann. In unserem Stand W223 produzieren wir mit einer hybriden Elion 3200 einen Dünnwandbecher aus 100 % PET. Der klarsichtige Becher kann gemeinsam mit PET-Flaschen zu qualitativ hochstehenden Rezyklaten wiederaufbereitet werden.
Die Recyclingquote für dünnwandige Kunststoffverpackungen, wie zum Beispiel Becher für Molkereiprodukte oder Brotaufstriche, ist weltweit noch niedrig. Im Gegensatz dazu stehen PET-Flaschen, die beim Recycling eine Vorreiterrolle einnehmen. Europaweit wurden im Jahr 2020 bereits die Hälfte aller in Verkehr gebrachten PET-Flaschen recycelt. Tendenz auch weltweit steigend. Betrachtet man allerdings alle Arten von PET-Verpackungen, liegt die Quote noch bei 35 % (Quelle: Statista). Aufgrund seiner guten Recyclingfähigkeit und der etablierten Recyclingsysteme in mehreren Ländern liegt die Idee nahe, PET für dünnwandige Verpackungen zu verwenden und diese gezielt recyclingfähig zu gestalten. PET-Verpackungen müssen bestimmte Kriterien erfüllen, damit sie unkompliziert über die etablierten Sammelsysteme erfasst und in den Recyclinganlagen zusammen mit PET-Flaschen zu rPET-Regranulat verarbeitet werden können. Eine wichtige Voraussetzung, damit aus allen PET-Gefässen neue Flaschen und Verpackungen entstehen können.
«Klare Verpackungen respektive der Verzicht auf Farb-Additive werden bei Verpackungen aus PET bevorzugt, um eine möglichst reine Qualität des rPET zu erreichen. An der NPE zeigen wir einen solchen Becher aus PET, der für das Recycling optimiert ist.»
Reto Gmür, Produktmanager Packaging
Der Dünnwandbecher aus PET wiegt rund 15 g
Nachhaltiger PET-Dünnwandbecher klimafreundlich produziert
Für die NPE und in Zusammenarbeit mit unseren Systempartnern haben eine solche recycling-optimierte Lösung entwickelt. Der rund 15 g leichte, klarsichtige Becher hat ein Füllvolumen von 450 ml. Wir verarbeiten Virgin-PET von der Eastman Chemical Company. Die Becher geben wir in das NPE-Recycling-Programm, damit das Material verlustfrei dem PET-Kreislauf erhalten bleibt. Die Etiketten bestehen ebenfalls aus PET und werden vom belgischen IML-Spezialisten Verstraete zur Verfügung gestellt. Unser kanadischer Partner StackTeck stellt das Testwerkzeug mit zwei Kavitäten sowie den IML-Roboter, der die Label in die Kavitäten einlegt und die fertigen Becher entnimmt und abstapelt.
Gespritzt wird der PET-Becher bei einer Zykluszeit von rund 4 Sekunden auf unserer Elion 3200. Die Spritzgiessmaschine liefert mit ihrer elektrischen Kniehebel-Schliesseinheit und dem hybriden Spritzaggregat die notwendige Geschwindigkeit, Leistungsstärke und Dynamik. Mit der Rekuperation kinetischer Energie der Schliesseinheit zählt die Elion zu den energieeffizientesten Spritzgiessmaschinen im Marktvergleich. In schnelllaufenden Anwendungen bewegt sich die Elion in den Effizienzklassen 8 und höher der neusten Norm Euromap 60.1. Das Aggregat mit RFC-Einspritzkontrolle brilliert mit seiner führenden Schuss-zu-Schuss-Konstanz. Das gibt es in dieser Form nur bei Netstal: Die kraftabhängige Druckumschaltung erfolgt unabhängig von den Materialeigenschaften und ermöglicht unseren Kunden dauerhaft das Teilegewicht innerhalb eng gesteckter Toleranzen zu halten. Für die führende Netstal-Präzision zahlen Sie keinen Aufpreis, denn höchste Präzision ist bei Netstal seit Jahrzehnten Standard.
Leistungsstarke und energieeffiziente Spritzgiessmaschine: Die Elion 3200
Die Elion 3200 ist mit der optionalen adaptiven Druckabsenkung ausgerüstet. Diese optionale Funktion hilft Ihnen, Energie zu sparen. Ist die Druckabsenkung aktiviert, wird der hydraulische Systemdruck permanent am optimalen Punkt eingeregelt. Diese Option bietet Ihnen enorme Vorteile. Mit einem geringeren Druck werden die Achsen der Maschine weniger stark belastet. Dies wirkt sich positiv auf die Verfügbarkeit aus. Hauptnutzen ist jedoch der nochmals reduzierte Stromverbrauch. Sie produzieren besonders effizient und zu geringsten Stückosten.
Weltrekord: Alltrista produziert alle 1,9 Sekunden 128 Getränkeverschlüsse
An der NPE erleben Sie bei Netstal Hochleistungsspritzgiessen in Reinform. Gemeinsam mit unseren Systempartnern und Kunde Alltrista® präsentieren wir das weltweit leistungsstärkste Produktionssystem für leichte Getränkeverschlüsse. Die Eckdaten sind beindruckend: 26mm Wasserverschlüsse, 128 Kavitäten, 1,9 Sekunden Zykluszeit, 25 % Materialeinsparung. Im Bericht erfahren Sie, wie dieses Projekt entstanden ist.
Bei Alltrista läuft die Produktion von 26mm Wasserverschlüssen auf zwei Produktionsanlagen auf Hochtouren. Wer mit dem Thema vertraut ist, erkennt schnell, dass hier eine ganz besondere Anwendung im Einsatz ist. Man reibt sich verwundert die Augen: Ist das ein Werkzeug mit 128 Kavitäten, dass hier mit einer Zykluszeit von 1,9 Sekunden bewegt wird? Kann das wahr sein? Ja, es ist so: Alltrista ist das erste Unternehmen der Welt, das mit so einem Programm über 3 Milliarden Verschlüsse produziert. Um genau zu sein: Es sind sogar 3,1 Milliarden Caps. Mit breiter Brust können wir an dieser Stelle verkünden: Wir sind stolz, dass wir mit unserer führenden Spritzgiesstechnologie ein Teil dieser Erfolgsgeschichte sind.
Doch lassen wir zuerst unseren Kunden zu Wort kommen.
„Wir wollten der erste Hersteller sein, der ein System mit 128 Kavitäten in weniger als 2 Sekunden betreibt. Mit Netstal, z-moulds und Intravis haben wir die besten Systempartner für dieses Projekt gefunden. Jedes Unternehmen ist führend in seinem Bereich und die Kombination ist aus unserer Sicht unschlagbar. Wir dachten einfach: Wenn das funktionieren soll, brauchen wir genau diese drei Partner. Mit den ersten beiden 128-fach-Anlagen produzieren wir heute effizienter als je zuvor, können jederzeit liefern und unsere Kunden begeistern. Das hat uns einen enormen Wettbewerbsvorteil verschafft.“
Christopher Navratil, CTO bei der Muttergesellschaft von Alltrista
Innovative Werkzeug-Maschinen-Kombination verschiebt physikalische Grenzen
Gehen wir etwas mehr in die Details. Produziert werden Wasserverschlüsse vom Typ 26 mm für stilles Wasser, dass in PET-Flaschen abgefüllt wird. Durch ein innovatives Design konnte z-moulds sein Werkzeug so klein und leicht wie ein 96-fach Werkzeug realisieren. Daraus ergeben sich entscheidende Vorteile für den Anwender. Im Vergleich zu bisherigen 128-fach-Werkzeugen passt die Form von z-moulds in eine Maschine mit einem geringeren Säulenabstand. Aufgrund der kompakten Bauweise des Werkzeugs muss zudem weniger Masse bewegt werden. Eine wichtige Voraussetzung für möglichst schnelle Zykluszeiten. 128 Kavitäten mit einer Zykluszeit unter 2 Sekunden zu fahren ist folgerichtig eine Weltneuheit. Bei Alltrista laufen die Linien konstant um die 1,9 Sekunden. Zeitweilig sind es sogar nur 1,85 Sekunden. Das komplette Produktionssystem benötigt zudem sehr wenig Stellfläche. Auf rund 50 Quadratmetern entstehen pro Linie und Jahr 1,55 Milliarden Verschlüsse. Mehr Ausstoss pro Quadratmeter Produktionsfläche ist derzeit nicht möglich.
Maximale Produktivität auf kleinem Raum: Mit rund 50 Quadratmetern benötigt das Alltrista-Produktionssystem nur eine geringe Stellfläche
Signifikante Energieeinsparung und 25 % weniger Kunststoff
Mehr Ausstoss ist eine grossartige Sache. Kommen Einsparungen beim Material und beim Strom hinzu, treibt dies die Effizienz auf die Spitze. Vergleichsmessungen haben gezeigt, dass die Elios 4500 mit 128 Kavitäten rund 12 % weniger Strom verbraucht als vergleichbare Maschinen des Wettbewerbs. Diese waren aber mit lediglich 96 Kavitäten bestückt. Darüber hinaus konnten die Anwendungstechniker bei Alltrista die Verschlüsse 25 % leichter und damit auch wesentlich nachhaltiger gestalten, ohne die Funktion zu beinträchtigen. Bezogen auf 3,05 Milliarden Verschlüsse pro Jahr und Linie spart Alltrista über 930 Tonnen Material ein. Dies entspricht dem Gewicht von ungefähr 160 ausgewachsenen Afrikanischen Elefanten.
Intravis High-Speed Qualitätskontrolle im Downstream
Die enorme Anzahl an Verschlüssen ist direkt nach dem Entformen allerdings noch nicht versandfertig. Bevor die Abfüllung in Oktabins erfolgen kann, durchlaufen die Verschlüsse im Downstream das Equipment unseres Systempartners Intravis. Der CapWatcher Q-Line führt eine umfassende 360°-Vollinspektion der Verschlüsse durch. Die heutigen Rechenleistungen machen es möglich: Mit einer Genauigkeit im Hundertstel-Millimeter-Bereich werden bis zu 80 Verschlüsse pro Sekunde auf mehr als 40 Qualitätskriterien geprüft. Die kavitätenbezogene Kontrolle erfolgt mit bis zu neun hochauflösenden Kameras. Eine enorme Menge an Daten, die in Echtzeit verarbeitet wird. Die hohe Leistungsfähigkeit gibt Alltrista jederzeit die Sicherheit, dass die Verschlüsse unmittelbar nach der Produktion einwandfrei sind und die Kunden ausschliesslich Gutteile erhalten.
Blick ins Innenleben der CapWatcher Q-Line. Das System prüft mit 9 hochauflösenden Kameras bis zu 80 Verschlüsse pro Sekunde auf mehr als 40 Qualitätsmerkmale
Alltrista: Innovativer Auftragsfertiger aus South Carolina
Alles in allem ist das Alltrista-Produktionssystem für 26-mm-Verschlüsse der neue Benchmark in Bezug auf Geschwindigkeit, Produktivität, Effizienz und Nachhaltigkeit. Zwei identische Systemlösungen für die Verschlussproduktion sind derzeit bei Alltrista in Produktion. Alltrista Plastics LLC ist auf innovative, hochvolumige Präzisionsfertigung spezialisiert. Von starren Verpackungen und kundenspezifisch geformten Lösungen bis hin zu Montage, Abfüllung und Konfektionierung unterstützt Alltrista Kunden in der Medizin-, Gesundheits- und Konsumgüterindustrie mit einer breiten Palette von Produkten und Dienstleistungen. Die Fähigkeit des Unternehmens, projektbezogen starke Teams zusammenzustellen, ermöglicht es ihm, selbst bei den anspruchsvollsten Aufträgen flexibel zu sein.
Christopher Navratil bekräftigt: „Diese Verschluss-Anwendung ist ein Beweis für unsere Innovationskraft und unseren unbändigen Willen, die technologischen Grenzen immer weiter zu verschieben. Wir sind stolz, dass wir bei diesem Projekt zusammen mit den Experten von Netstal, z-moulds und Intravis die Produktivität um mindestens 30 Prozent steigern konnten. Für uns ist dies ein sehr gutes Beispiel dafür, dass Unternehmen aus den USA mit Partnern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz sehr erfolgreich zusammenarbeiten können.“
Alltrista legt grossen Wert auf die kontinuierliche Verbesserung der eigenen Nachhaltigkeit. Das Unternehmen wurde im Jahr 2023 von Ecovadis auditiert und erhielt die Silbermedaille für seine bisherige Nachhaltigkeitsleistung. Alltrista rangiert im 88. Perzentil aller von Ecovadis bewerteten Unternehmen und unter den Top 7% der Vergleichsunternehmen.
Erleben Sie das Alltrista Produktionssystem live auf der NPE in Orlando
Auf unserem NPE-Messestand W223 werden wir ein baugleiches Produktionssystem für 26 mm Verschlüsse präsentieren. Alltrista wird mit eigenem Personal auf unserem Stand vertreten sein, um Informationen aus der Sicht des Kunden zu geben. Für detaillierte Informationen zu allen Dienstleistungen des Unternehmens empfehlen wir auch einen Besuch am Stand S22065 in der Halle Süd, wo Alltrista sein komplettes Angebot an Produkten und Dienstleistungen im Bereich der Auftragsfertigung und des Spritzgiessens vorstellt.
Besuchen Sie unser Ausstellerprofil und planen Sie Ihren Messebesuch:
CAP-Line
Auf der NPE werden Sie erstmals eine Maschine von Netstal sehen, die mit CAP-Line beschriftet ist.
Mit der CAP-Line bieten wir für Verschlussanwendungen spezifisch vorkonfigurierte Spritzgiessmaschinen an. Die CAP-Line 4500 auf unserem Stand basiert auf der leistungsstarken Elios-Plattform und ist mit verschiedenen Ausstattungsmerkmalen für die effiziente Produktion von Getränkeverschlüssen ausgerüstet.
Die vollelektrische Kniehebel-Schliesseinheit der CAP-Line 4500 mit einer Trockenlaufzeit von 1,4 Sekunden ermöglicht Zykluszeiten unter 2 Sekunden. Dank der optimierten Barriereschnecke können wir eine kleinere Spritzeinheit nutzen. Das neue Schneckendesign sorgt für eine höhere Plastifizierleistung und einen besseren Homogenisierungsgrad. Für individuelle Optimierungen stehen Ihnen weitere Optionen zur Verfügung, wie etwa unsere Vier-Tasten-Bedienung Smart Operation oder die adaptive Systemdruckabsenkung, mit der Sie zusätzliche Energieeinsparungen realisieren können.
Mit dem neuen Konzept für die CAP-Line richten wir unser Portfolio noch stärker auf die Anwendungen unserer Kunden aus. Als Verschlusshersteller profitieren Sie von einem System, das individuell auf Ihre Anwendung zugeschnitten ist. Durch die Vorkonfiguration beschleunigen wir jedoch den Beratungs- und Angebotsprozess, so dass die Lieferzeiten für die Maschine so kurz wie möglich werden.