Materialförderung

Zentrale Materialversorgung unter erschwerten Bedingungen

Sehr unterschiedliche Losgrößen. Ein außergewöhnlich breites Werkstoffspektrum und zum Teil schwer förderbare Recyclingwerkstoffe kennzeichnen die Werkstofflogistik beim Spritzgießer Burwinkel. Im Sommer 2014 wurde jedoch eine Förderanlage in Betrieb genommen, die diesen Anforderungen gerecht wird.

Vom Standard-Granulat bis zum schwierigen Mahlgut – mit entsprechender Technik ist die zentrale Materialversorgung in der Spritzgießerei realisierbar.

Als "solide wachsenden Gemischtwarenladen" bezeichnet Geschäftsführer Martin Burwinkel sein Unternehmen, das einen Schwerpunkt auf die Entwicklung und Produktion von Bauteilen mit speziellen Merkmalen legt, die nicht jeder Formenbauer und Spritzgießer realisieren will. In enger Kooperation mit dem benachbarten Brinkmann Formenbau werden Projekte unterschiedlicher Größenordnung abgewickelt, von der Kleinstserie bis zur langlaufenden kontinuierlichen Produktion in automatisierten Fertigungszellen.

Die zunehmende Zahl von Spritzgießmaschinen, aktuell sind es knapp einhundert mit Schließkräften bis etwa 4000 Kilonewton, erforderte eine Automatisierung der Materialversorgung, auch weil weitere Maschinen und Produktionszellen bereits in der Planung sind. Außerdem spielte der Wunsch nach weniger Staub in den Produktionshallen eine Rolle. "Wir hatten schon einige Anbieter im Hause, die bei einzelnen Materialien, vor allem bei bestimmten Recyclingmahlgütern, ihre Versprechungen zurückziehen mussten, wenn es an die Umsetzung ging. Wir haben einen Partner gesucht, der das in der Materiallogistik abbilden kann." Als typisches Beispiel nennt Martin Burwinkel die Werbung mit dem "Turboschalter", um den Durchsatz zu erhöhen. Im Versuch seien bei vielen Werkstoffen die versprochenen Förderleistungen trotzdem nicht erreicht worden oder es traten Probleme durch Verstopfungen auf."

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Der Kupplungsbahnhof ist ebenso wie die gesamte Materialförderanlage problemlos erweiterbar.

Gut geplant ist halb gefördert
Aufgrund des weitläufigen, durch eine öffentliche Straße geteilten Betriebsgeländes, der Produktionsstruktur und des schwierig zu handelnden Mahlguts, aber auch nach den weniger guten Erfahrungen aus Verhandlungen mit anderen Anbietern wurde ein vergleichsweise hoher Aufwand in Planung und Projektvorbereitung gelegt. Um die zu verifizieren hat Burwinkel zunächst eine kleinere gebrauchte Anlage von Motan-Colortronic über den Integrationspartner KFW Kunststofftechnik installieren lassen, um mit einem überschaubaren Maschinenpool Erfahrungen zu sammeln. Nach einigen spezifisch zugeschnittenen kleineren Anpassungen projektierten und lieferten Motan-Colortronic und KFW die gesamte Materialförderanlage zur Versorgung der knapp 100 Spritzgießmaschinen in mehreren Produktionshallen mit Fördergeräten, Trocknungsanlagen und Steuerungstechnologie. Einige bereits vorhandene Trocknungssysteme anderer Hersteller wurden voll in die Förder- und Steuerungstechnik von Motan-Colortronic integriert. Einen Teil der Verrohrung und des Anlagenaufbaus haben Mitarbeiter von Burwinkel übernommen Auch diese Arbeiten waren in der Projektplanung berücksichtigt.

Besonders das Recyclingmahlgut als Konglomerat unterschiedlicher Korngrößen und -geometrien, weichen und faserverstärkten Anteilen mit erheblichen Dichteunterschieden stellt hohe Ansprüche an Fördergeräte und Leitungen. Die wurden bei Burwinkel mit Standard-Komponenten der Motan-Colortronic-Anlagen Typ Metro umgesetzt. Die Mühle für das Recyclingmahlgut ist direkt eingebunden. Da die Fördergeräte in dieser Ausführung standardmäßig zwei Eingänge aufweisen, sind Weichen für den wahlweisen Transport von Neuware und Recyclingmaterial nicht erforderlich.

Zentrale Themen bei Auswahl und Definition der Anlage waren der Reinigungsaufwand aufgrund der vergleichsweise häufigen Materialwechsel und die langfristige Zuverlässigkeit auch bei Förderung des schwierigen Mahlguts. "Schließlich wollten wir den Gesamtaufwand nachhaltig senken und nicht aufgrund der Reinigung und Wartung unflexibler werden als bisher", nennt Martin Burwinkel zwei zentrale Ziele. "Das ist umso wichtiger aufgrund der Vielzahl der verarbeiteten Materialien. Allein innerhalb der sechs Monate vor Inbetriebnahme der Motan-Anlage haben wir rund 140 verschiedene Materialien verarbeitet, darunter jede Menge Besonderheiten wie PTFE-gefüllte Polyimide, Polycarbonate, hochgefüllte und verstärkte PAs und vieles andere."

Die ersten Maschinen stehen bereits, weitere sind „im Anflug“ – die Materialförderung wächst mit.

Die Anlage bei Burwinkel arbeitet aktuell in zwei über separate Leitstände abgebildeten Produktionsbereichen. Die lassen sich bei geänderten Abläufen aber problemlos auf einen Leitstand integrieren. Außerdem sei die Anlage auf Zuwachs gebaut. Martin Burwinkel: "Aktuell nehmen wir einige zusätzliche größere Maschinen in Betrieb. Weitere, wie eine hochautomatisierte Fertigungszelle um eine 750 Tonnen-Maschine, sind bestellt oder in Planung." Zusätzliche Trockner und Fördergeräte können nahtlos in die Anlage integriert werden. Gesteuert wird die gesamte Anlage per CAN-Bus: Dazu musste lediglich ein Kabel durch den gesamten Produktionsbereich gezogen werden, an das alle Maschinen und die Trockner angeschlossen werden. Nachträgliche Erweiterungen oder das Versetzen von Maschinen im Zuge von Neustrukturierungen sind einfach mit weiteren Abzweigen möglich. Beliebig positionierbar sind auch die als Web-Panels aufgebauten Steuerungen. Sie laufen auf jedem PC im Internetbrowser und benötigen dementsprechend keine spezialisierte Hardware. Burwinkel hat zwei Web-Panels in den beiden Büros der Arbeitsvorbereitung auf die bereits vorhandenen PC geschaltet, von denen aus die gesamte Anlage überwacht und gesteuert wird.

Mehr Qualität schneller erreichen
Zentraler Punkt der Anlage ist der Kupplungsbahnhof mit der Materialbereitstellung und Trocknung. Ausgeschlossen sein sollen auch Falschförderungen von Materialien zu den Maschinen. Am Leitstand wird vorgewählt, welches Material auf welcher Förderstrecke laufen soll. Der Bediener kuppelt entsprechend dem Arbeitsplan. Die steuerungsinterne Quelle-Ziel-Zuordnung verhindert, dass bei einer falschen Kupplung Material fließt. Damit ist eine doppelte Absicherung gegen Falschförderung vorhanden.

Geschäftsführer Martin Burwinkel: „Allein innerhalb der sechs Monate vor Inbetriebnahme der Motan-Anlage haben wir rund 140 verschiedene Materialien verarbeitet, darunter jede Menge Besonderheiten wie PTFE-gefüllte Polyimide, Polycarbonate, hochgefüllte und verstärkte PAs und vieles andere.“

Eine Leersaugung ist integriert, sie ist direkt unter den Trockentrichtern installiert und kann damit schnell und effizient genutzt werden. Auch die Reinigung des Systems ist laut Einrichter simpel: Rund 10 Minuten benötige er, um Verunreinigungen des Fremdmaterials sicher zu verhindern. Maßgeblichen Anteil am effizienten und störungsfreien Betrieb hat die spezifische Art der automatischen Abreinigung, die auch bei kritischen Materialien zuverlässig arbeitet und Systemstörungen vermeidet. Effizienz in mehrfacher Hinsicht soll die frequenzgeregelte Steuerung der Sauger bieten: Einerseits sinkt der Energieverbrauch drastisch, zum anderen ist die materialschonende Förderung möglich. Der Sicherstellung der Materialqualität bis auf die Maschine dient auch die Verwendung von Trockenluft als Fördermedium. Feuchteaufnahme sei auch bei empfindlichen Granulaten ausgeschlossen. Jeder Maschine kann im System eine von der Förderlänge und/oder Materialart abhängige Förderleistung zugewiesen werden. Bis zu acht Gebläse lassen sich an die Steuerung anbinden - auch an dieser Stelle jede Menge Reserven für Erweiterungen - oder aber viele Möglichkeiten, einfach und kostengünstig Redundanzen zur Erhöhung der Sicherheit zu realisieren. "Allerdings hatten wir bisher keinen einzigen Ausfall der Anlage", berichtet Martin Burwinkel.

Was unter dem Strich bleibt
Von der ausschließlichen Einzelversorgung hat Burwinkel die gesamte Spritzgießproduktion auf die automatisierte Versorgung umgestellt. Neben den qualitativen Verbesserungen wie Staubfreiheit in den Produktionshallen, schonenden Materialtransport ohne Feuchteeinflüsse und erhöhte Sicherheit gegen fehlerhafte Befüllung von Maschinen haben sich auch direkt rechenbare Vorteile ergeben. Martin Burwinkel: Bei durchschnittlich 15 bis 18 Maschinen, die ein Einrichter betreut, ergibt sich bei uns eine Einsparung von ein bis eineinhalb Arbeitszeitstunden pro Tag. Diese Zeit wurde freigeschaufelt für produktionsnahe qualitätssteigernde Maßnahmen. Nicht zu vergessen: Heute benötigen wir nicht mehr auf jeder Maschine einen Drehstromantrieb." Nicht zuletzt sei der Einarbeitungsaufwand der Mitarbeiter minimal gewesen. Eine kurze Einweisung der AV-Mitarbeiter habe - auch dank der sinnfälligen Visualisierung von Motan Colortronic - gereicht, um die sichere Systemsteuerung zu gewährleisten. Ähnliches habe für die Mitarbeiter in der Produktion gegolten.

Fakuma, Halle B1, Stand 1111

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