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| MCAD 2450 mit 98 automatisch angesteuerten Lippenbolzen. Bilder: SBI Mechatronic |
Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Extrusionsanlagen spielt eine entscheidende Rolle für die Effizienz und Produktivität in der Kunststoffverarbeitung. In diesem Zusammenhang präsentiert die innovative Technologie von SBI Mechatronik eine wegweisende Automatisierungslösung für Flachfolien- und Plattendüsenanwendungen.
Ausgangssituation
Die Verstellung des Lippenspalts erfolgt bei Breitschlitzdüsen entweder manuell mittels Verstellschrauben (Stellbolzen), oder über so genannte Thermo-Dehnbolzen. Beide Versionen sind an der flexiblen Oberlippe über die Düsenbreite in der Regel mit einem Abstand von 25 mm angeordnet. Aufgrund der Vielzahl an Stellbolzen erfordert die manuelle Verstellung des Lippenspalts einen nicht unerheblichen Zeitaufwand und bei oftmaligen Produktwechsel verliertman dadurch wertvolle Produktionszeit. Zudem bedarf es weiteren Aufwendungen für das Einrichten/Feinjustieren, um einen konstanten Betrieb mit gleichmäßigem Dickenprofil über die Produktbreite zu gewährleisten.
Thermo-Dehnbolzen wiederum, müssen ebenso manuell mit entsprechendem Zeitbedarf voreingestellt werden und verfügen im Automatikbetrieb nur über einen begrenzten Lippenverstellbereich in der Größenordnung von circa +/- 150μm, was die Anwendungsvielfalt doch erheblich einschränkt. Zudem ist ein permanenter Energiebedarf für die Beheizung der integrierten Heizpatronen gegeben.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
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MCAD steht für Motor-Controlled-Automatic-Die, und dient der automatischen Justierung des Lippenspalts. Das neue System von SBI Mechatronik kann nahezu an alle Breitschlitzdüsenausführungen angepasst werden, was zu praktisch keinen Anwendungseinschränkungen führt und die Technologie ideal für sämtliche Flachfolien- und Plattenanwendungen macht. Besonders bei häufigen Produktwechseln, sei es bezüglich Folien- oder Plattenstärke, -breite oder Material, bietet das System erhebliche Vorteile.
Präzise Bolzenansteuerung
Das System besteht aus feinjustierbaren Stellmotoren, welche in einem geschlossenen Gehäuse als kompakte Einheit angeordnet sind. Die Bolzenansteuerung erfolgt mit einer Schrittgenauigkeit von 0,3 μm pro Umdrehung, wobei die Kraftübertragung an die Düsenlippe durch ein intelligentes Hebelsystem bewerkstelligt wird. Die gesamte Einheit wird amoberen Düsenkörper über eine Fräsnut fixiert und seitlich abgestützt. Pro Lippenbolzen ist ein Stellmotor angeordnet. Jeder Motor verfügt über einen Encoder, der die exakte Position der Düsenbolzen überwacht und die Wiederholgenauigkeit sicherstellt. Ein integrierter mechanischer Anschlag schützt die Fließflächen der Düse vor Beschädigungen. Manuelle Eingriffe an den Stellmotoren sind jederzeit möglich, in der Praxis jedoch nur in Notfällen erforderlich. Eine Kalibrierung ist lediglich nach einer De- bzw. Neumontage vonMCAD notwendig – etwa nach einer Düsenrevision oder -reinigung – und lässt sich einfach über das Display sowie durch Umschalten in den Automatikmodus durchführen.
Hohe Flexibilität, Zeitersparnis und Energieeffizienz
Durch die konstruktiv intelligente Anordnung des Hebelsystems kann auch der übliche Bolzenabstand von 25mm problemlos realisiert und die erforderlichen Kräfte auf die Lippe übertragen werden. Mit einem großen Verstellweg von bis zu 2,3 mm (ein Vielfaches der üblichen Thermo- Dehnbolzen) an der Oberlippe, zeichnet sich MCAD auch durch ein besonders schnelles Ansprechverhalten im Vergleich zu Thermo-Dehnbolzensystemen und anderen motorbetriebenen Verstellsystemen aus, da alle Stellmotoren simultan angesteuert werden können. Ein Umstellen des Lippenspaltes erfolgt in nur wenigen Sekunden, automatisch per Knopfdruck. Ein manuelles Eingreifen durch die Bediener an der Düse ist nicht mehr notwendig. Durch die integrierte Rezepturverwaltung – sämtliche Einstelldaten der Düse werden in der Software gespeichert – kann der Zeitaufwand für Düsenumstellungen bei Produktwechsel oder bei Lippenreinigungen auf ein Minimum reduziert werden.
Im Dauerbetrieb zeigt sich ein deutlich geringerer Energiebedarf – es kommen keine Heizpatronen zum Einsatz – dieser ist etwa 80 Prozent niedriger im Vergleich zu konventionellen Thermo-Dehnbolzen. In einem konkreten Anwendungsfall, für eine Düsenbreite von 1.000 mm, benötigt MCAD lediglich 400 W (inklusive SPS-Steuerung und Lüfter). Ein vergleichbares Thermo-Dehnbolzen- System würde mindestens 1.900W verbrauchen. Der niedrige Energiebedarf, die schnellen Reaktionszeiten und damit auch kürzere Anfahr- sowie Rüstzeiten mit geringerem Ausschuss, steigern die Gesamtproduktivität erheblich, erhöhen die Bedienersicherheit, die Anlageneffizienz und gewährleisten einen raschen ROI.
Integrierte Lösung für höchste Effizienz
Die MCAD-Technologie von SBI Mechatronik bietet eine integrierte Lösung zur Automatisierung von Extrusionsdüsen. Dies führt zu erhöhter Arbeitssicherheit, verbesserten Arbeitsbedingungen und schnellen Reaktionszeiten für höchste Flexibilität und Effizienz der Extrusionsanlagen. Der deutlich geringe Energiebedarf, die Rezepturverwaltung und automatische Regelung in Verbindung mit einer Dickenmessung ermöglichen eine lückenlose Qualitätssicherung und steigern die Profitabilität durch Kosteneffizienz.
Fazit
Insgesamt stellt die MCAD-Technologie der SBI Mechatronik einen Meilenstein für die Kunststoffextrusion dar, indem sie eine wegweisende Kombination aus Präzision, Effizienz und Flexibilität bietet. Der Einsatz dieser Technologie verspricht nicht nur eine signifikante Verbesserung der Produktionsprozesse, sondern auch eine nachhaltige Reduzierung der Betriebskosten und eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit in der Branche. Das MCAD-System wird ein Highlight am SBI-Messestand auf der K 2025 sein.
