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Blasformen

Meinolf Droege,

Kühlen von zwei Seiten

Kürze Kühlzeiten, weniger Spannungen in den Produkten sowie gerinere Kristallisationsraten verspricht ein spezielles Kühlsystem für die formgebenden Werkzeuge beim Blasformen. Um 15 Prozent oder mehr soll sich die Produktion damit steigern lassen.

Systeme zur Internen Formenkühlung (IACS) für den Blasform-Prozess: Blow Molding Booster (BMB, links) und Blow Air Chiller (BAC). © Wittmann

Bei den Blasformverfahren ist das möglichst schnelle Kühlen der Produkte ein kritischer Punkt. Hier entscheiden sich maßgeblich die Kosten und Qualität der Produkte. Die Wahl der richtigen Technik kann Zeit und Material einsparen.

Üblicherweise entstehen die Teile beim Blasformen durch Einbringen von Druckluft, die das Material von innen gegen die Form drückt. Gekühlt auf Entformungstemperatur werden sie lediglich an der Formwand durch Einsatz von Kaltwasser. Dabei entstehen aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenwand der Teile Materialspannungen. Zudem ist die Wärmeabführ relativ langsam, da sie nur über die Außenwand der geformten Teile geschieht. Mit dem Internal Air Cooling System (IACS) von Wittmann kann zusätzlich die Innenwand der Teile mit kalter Druckluft gekühlt werden. Das führt laut Herstelller in der Regel zu einer Produktionssteigerung von mindestens 15 Prozent. Zumeist seien jedoch weitaus höhere Werte zu erzielen. Die deutliche Reduktion von Materialspannungen erlaube darüber hinaus eine Materialeinsparung von bis zu 10 Prozent des Produktgewichts ohne Abstriche an Dichtheits- und Festigkeitswerten. Die Amortisationszeit für das System liege erfahrungsgemäß bei deutlich unter einem Jahr.

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Im Kern besteht die Technik aus einem Druckluftkühlgerät. Eingesetzt werden ein Wittmann Blow Molding Booster (BMB), der für eine Drucklufttemperatur von etwa 5 Grad Celsius sorgt, oder ein Blow Air Chiller (BAC) mit -35 Grad Celsius kalter Druckluft. Spezielle Blasventilblöcke (BVB) steuern über eine Kontrollbox den Fluss der Druckluft durch einen Blasdorn in das Innere des Produkts und die Entlüftung mit Abfluss der Druckluft aus dem Produkt. Jedes Produkt, das auf diese Weise gekühlt werden soll, benötigt einen speziellen Blasdorn, denn die jeweils präzise vorzunehmende unterschiedliche Luftverteilung im Innern des jeweiligen Produkts spielt für die Prozesssicherheit eine wichtige Rolle, ebenso wie das jeweils richtige Verhältnis von Zu- und Abluft.

Der Blow Molding Booster ist, so der Hersteller, kompakt, kostengünstig, wartungsfrei und bezüglich der Qualität der Druckluft unkompliziert. Die Luftaustrittstemperatur liegt stets über dem Gefrierbereich, womit keine aufwändige Trocknung der Druckluft benötigt wird. Wichtig für den Prozess ist lediglich, dass die Druckluft zwischen 6 und 15 bar aufweist und ausreichend gefiltertes Kaltwasser mit maximal 15 Grad Celsius zur Verfügung steht. Die Booster sind in drei Größen für Druckluftmengen zwischen 160 und 600 Nm³/h (Norm-m³ pro Stunde) erhältlich und sollen in der Regel Produktionssteigerungen zwischen 10 und 35 Prozent ermöglichen. Die kompakte Bauweise dieser Geräte erlaube häufig die Installation auf der Produktionsmaschine, was die Zuleitungen kurz hält und keine Produktionsfläche beansprucht.

Blow Air Chiller sind komplexer im Aufbau und verlangen höhere Druckluftqualität mit 7 bis 15 bar, maximal 0,01 mg/m³ Restölgehalt und einem Drucktaupunkt von maximal 5 Grad Celsius bei 7 bar. Das in der Anlage genutzte Molekularsieb ist regelmäßig zu warten. Dieser Aufwand wird, so Wittmann mit Produktionssteigerungen zwischen 15 bis über 50 prozent belohnt. In einigen Fällen seien Verkürzungen der Blas- und Entlüftungszeit auf ein Drittel des ursprünglichen Werts erzielt worden. Im Chiller wird die Druckluft durch den internen Pressure Air Dryer (PAD) geführt, der mit einem Molekularsieb ausgestattet ist, das durch den simplen Einsatz trockener Druckluft regeneriert. Der Taupunkt der Prozessluft wird unter -40 Grad Celsius gesenkt, damit sich im System kein Eis bilden kann. Die die Abläufe steuernden Blasventilblöcke sind den niedrigen Temperaturen angepasst. Auch beim Blow Air Chiller wird Kaltwasser mit maximal 15 Grad Celsius benötigt – bei von 3 bis 8 bar Druck. Die Anlagen arbeiten mit einem FIT Regler, ein Steuerungsdisplay, das den Prozess visualisiert und den Zugriff auf alle relevanten Gerätedaten ermöglicht. Hier besteht auch die Möglichkeit, Daten zu speichern und über spezielle Steuerungsfunktionen an andere Verarbeitungsmaschinen weiterzugeben.

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