Völlig neue Wege in der Kunststoffverarbeitung
Rotationsformen ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung kundenspezifischer Kunststoffprodukte, besonders von hohlen Kunststoffteilen. Auch wenn dieser Prozess es gestattet, große Kunststoffteile mit gleichmäßigen Wänden nahezu ohne Druck auszuformen, ist er energieintensiv und erfordert eine lange Fertigungszeit. Diese Technologie hat sich einem intensiven Wettbewerb vor dem Hintergrund eines wachsenden Marktes von Waren aus zu Niedriglöhnen produzierenden Ländern zu stellen. Um die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Rotationsformsektor zu stärken, konzentrierten sich die Wissenschaftler innerhalb des Projekts ROTOFAST auf die Verkürzung der Zykluszeit, die Senkung des Energieverbrauchs und der Produktionskosten. Aus diesem Grund entwickeln sie eine neuartige Maschine zum Rotationsformen, die über moderne Heiz- und Kühltechnik verfügt. Um eine homogene Wärme auf der Formoberfläche zu erhalten, entwickelte das Projektteam eine aus mehreren Schichten verschiedener Materialien zur Wärmedämmung gefertigte Form. Dadurch wurden die Wärmeverluste im Vergleich zu konventionellen Strahlungsöfen um ca.80 % gesenkt. Die automatische Rotationsformmaschine beinhaltet ein Induktionsheizsystem, das die Energieerzeugung optimiert, was 70 % weniger Energieverbrauch pro gefertigter Einheit bedeutet. Außerdem erwärmt das System den Formwerkzeughohlraum, wodurch man in 30 % kürzerer Zeit ein homogenes Polymer erhält. Die Prototypeinheit weist außerdem eine Innenkühlung auf Basis ionischer Flüssigkeiten auf. So reduziert sich die Kühlzykluszeit im Vergleich zu herkömmlichen Kühlprozessen um 20 %. Durch Kühlen der Außenflächen und des Innenhohlraums mittels geschlossener Bauweise (closed loop design) werden jegliche Flüssigkeitsverluste vermieden. Schließlich wurde ein Protokoll zur schnellen Prototyperstellung entwickelt, um die Design-Qualität zu verbessern. Man simulierte unter Einsatz einer computergestützten Entwurfsdatei die elektromagnetischen Felder in dem System, die induzierte Erwärmung, die Temperaturverteilung in der Form und den Wärmeaustausch zwischen der Form und dem Polymer. ROTOFAST unterstützt auf diese Weise die zukünftige Entwicklung schnellerer und effizienterer Formmaschinen für Kunststoffe. Von den niedrigeren Kosten werden gleichermaßen die Verbraucherinnen und Verbraucher profitieren.
Schlüsselbegriffe
Kunststoffverarbeitung, Plastikdesign, Rotationsformen, Erwärmung, Kühlung, Polymer
