durch Ludwig Engel
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27.07.2022
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Robust genug für Rezyklat: Engel setzt auf verschleißfeste Komponenten von Reifenhäuser Reiloy
Es gibt zahlreiche Herausforderungen bei der Verarbeitung von Rezyklat im Spritzguss. Die Engel Austria GmbH bietet ihren Kunden die dazu passenden technischen Lösungen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei hochverschleißfeste Schnecken und Zylinder der Reifenhäuser Reiloy.
Ob Klimawandel, Müllproblematik oder steigende regulatorische Anforderungen: Hersteller von spritzgegossenen Kunststoffprodukten sind zunehmend gefordert, Rezyklate zu verarbeiten. Keine leichte Aufgabe, wie Dr. Klaus Fellner, Teamleiter Circular Economy bei der Engel Austria GmbH, erzählt: „Kunden sagen uns in Gesprächen: Der Gesetzgeber verlangt etwas von uns, das wir technisch noch nicht erfüllen können. Der Druck auf die Industrie ist also enorm. Es braucht technische Lösungen, mehr Recyclingmaterial in die Produkte hineinzubekommen“. Als einer der Weltmarktführer für Spritzgießmaschinen begleitet Engel Kunden auf der Suche nach dem für sie passenden Weg, beispielsweise um Recyclingware zu Non-Food Verpackungen von Verschlusskappen bis zu großen Mülleimern, Transportboxen und Paletten zu verarbeiten.
Schwankungen beim Eingangsmaterial
Bei der Verarbeitung von Rezyklat im Spritzguss gibt es zahlreiche Herausforderungen. „Es fängt schon bei der Qualität der Recyclingware an“, sagt Fellner. „Ein Recyclingmaterial ist nie hundertprozentig rein.“ Es gibt Verunreinigungen durch Reste der ursprünglich verpackten Produkte, wie Öle oder Fette, und Fremdkörper wie Metallklammern. Selbst durch Transport und Lagerung können Störstoffe oder Feuchtigkeit hinzukommen. „Der Rohstoff enthält einen Chemiecocktail, der die Verarbeitbarkeit beeinflusst“, erläutert Fellner.
Hinzu kommt, dass Rezyklate zumeist nicht sortenrein sind. So gibt es beispielsweise sowohl dünnfließende als auch dickfließende Polypropylene – die im Recyclingrohstoff aber gemischt sind. „Die Fließeigenschaften sind dann über den Tag nicht konstant“, erläutert Fellner. „Darauf muss man beim Spritzgießen Rücksicht nehmen, damit man eine gleichbleibende Produktqualität hat“.
Maschinenkonfiguration abhängig von Rezyklatqualität
Die Verarbeitung von Rezyklat erfordert daher in der Regel individuelle Anpassungen in der Maschine. „Wir verstehen uns dabei als verlässlicher und lösungsorientierter Partner unserer Kunden - von der Produktentwicklung über die Verarbeitung bis hin zum effizienten Einsatz von Rezyklaten“, so Fellner. Beispielsweise haben die Recyclingspezialisten bei Engel ein Maschinen-Setup entwickelt, mit dem sich Kunststoffabfälle direkt nach dem Vermahlen als Flakes spritzgießen lassen. Dazu benötigen die Spritzgießmaschinen jedoch größere Einfüllöffnungen. In anderen Fällen sind Dosieraggregate für Additive nötig oder eine Entgasung und Filtration, um Reststoffe aus dem Rohstoff zu entfernen und eine höhere Produktqualität zu erreichen.
Erhöhter Verschleißschutz gefragt
„Auch der Verschleißschutz muss entsprechend ausgestattet sein, weil man Verunreinigungen im Rezyklat und auch im Mahlgut nicht vollständig ausschließen kann“, sagt Fellner. Eine Belastungsprobe insbesondere für die Plastifiziereinheit, in der das Rezyklat aufgeschmolzen wird: Mineralische Bestandteile, Metall- und Holzreste sowie einige Additive wirken abrasiv. Zudem beschleunigen chemische Komponenten wie Waschlaugen und Reste von Druckfarben die Korrosion. Wasserdampf hingegen führt zu Kavitation, was eine hohe Festigkeit des Grundmaterials erfordert. „Die verschiedenen Probleme verstärken sich gegenseitig“, erläutert Fellner. „Korrosion verursacht kleine Löcher in der Oberfläche, die dadurch poröser wird und sich schneller abreibt.“
Dr. Klaus Fellner
Klaus Fellner studierte Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben. Während seiner Promotion konzentrierte er sich auf Computational Mechanics und Materialprüfung. 2016 startete er bei der ENGEL Austria GmbH, wo er als Assistent des CEO und später als F&E-Ingenieur für Plastifiziersysteme und Recycling tätig war. Seit 2022 ist er Teamleiter Circular Economy bei Engel Austria GmbH.
Sind die Oberflächen in der Plastifiziereinheit schließlich beschädigt, hat das Auswirkungen auf die Produktion: „Die Parameter verändern sich, der Prozess läuft nicht mehr stabil, die Performance der Anlage sinkt, der Durchsatz nimmt ab“, zählt Fellner auf. Außerdem können schneller Ablagerungen an den Oberflächen anhaften, die sich wiederum im Produkt niederschlagen. Um den Verschleißerscheinungen entgegenzuwirken, setzt die Engel Austria GmbH auf hochverschleißfeste Komponenten von Reifenhäuser Reiloy, ihrem Hauptlieferanten für Schnecken und Zylinder. „Reifenhäuser Reiloy hat ein sehr gutes Portfolio an Verschleißschutz“, findet Fellner. „Man kann für fast jedes Phänomen den richtigen Verschleißschutz auswählen.“
Claudia Rosenbach berät Kunden bei Reiloy zum Verschleißschutz und betont: „Wir verfügen über jahrzehntelanges Know-how beim Verschleißschutz und haben unterschiedliche Eisenbasis-Legierungen und Nickelbasis-Legierungen im Portfolio, die zu einer ganzen Bandbreite an Rohstoffen passen.“ Zudem ist Reiloy der einzige Schnecken- und Zylinderhersteller, der seine Hartstofflegierungen – und sogar die für den Verschleißschutz notwendigen Pulver – in einem eigenen Werkstofflabor selbst entwickelt und produziert. „Entscheidend für den optimalen Verschleißschutz ist die Zusammensetzung der Legierungen“, erklärt Rosenbach. „Aber auch das Zusammenspiel von Zylinder- und Schneckenpanzerung und der jeweiligen Oberflächenbehandlung spielt eine große Rolle.“
Verschleißschutz-Wissen
Auf welche Parameter kommt es beim Verschleißschutz eigentlich an? Lesen Sie hier ein Interview mit Anna Rottstegge, der Leiterin Forschung & Entwicklung bei Reifenhäuser Reiloy.
Qualität von Reiloy überzeugt Engel seit vielen Jahren: „Die Werkstoffe passen sehr gut zueinander, auch der Schutz vor Abrasion und Korrosion ist sehr ausgewogen“, urteilt Fellner: „Reifenhäuser Reiloy hat Maßstäbe am Markt gesetzt - bei der Performance des Verschleißschutzes und auch bei der Breite des Portfolios.“
Verschleißschutz rechnet sich
Bevor die Fachleute bei Engel eine Maschine konfigurieren, analysieren sie zunächst den Rohstoff, den der Kunde verarbeiten möchte und geben auf dieser Basis eine Empfehlung zur Ausgestaltung der Plastifiziereinheit. In besonders kniffeligen Fällen kommt Reifenhäuser beratend dazu. Ein Aufwand, der sich für die Kunden rechnet, wie Fellner betont: „Eine Investition in Verschleißschutz amortisiert sich immer“. Denn hochwertige Komponenten ermöglichen eine längere Lebensdauer der Einheit und eine dauerhaft hohe Produktqualität.
Wie viel länger Schnecke und Zylinder einsatzfähig bleiben lässt sich zwar nicht beziffern, da dies vom verarbeiteten Rohstoff abhängt. Generell gilt jedoch, dass der Zerstörungsprozess ohne Verschleißschutz sehr schnell voranschreiten kann. „Wir sprechen da in manchen Fällen von Wochen“, verdeutlicht Fellner. Die Folge: Zunächst steigen die Ausschussquoten, irgendwann steht die Anlage still und die Komponenten müssen getauscht werden. Solch ein Extremfall sei aber die Ausnahme, so der Team Leiter Circular Economy bei Engel: „Die meisten unserer Kunden sind davon überzeugt, dass eine lange Haltbarkeit wirtschaftlich und ökologisch am sinnvollsten ist.“
