Műanyag fröccsöntés energiatudatos módon 1. rész
Az energiahatékonysági beruházások ma már nem luxusnak, hanem fenntarthatósági tényezőnek és versenyképességi előnynek számítanak
2026. március 04., szerda, 06:00
Címkék: elektromos fröccsöntőgép energia energiafogyasztás energiamegtakarítás ENGEL fröccsöntés műanyagfröccsöntés műanyaggyártás műanyagipar
Az energiaárak világszerte emelkedő tendenciát mutatnak, a beszállítók viszont nem emelhetnek árat egyik napról a másikra. Az energiahatékonyság így a modern termelési folyamatok egyik fő céljává vált. Amit mérünk, az javul – tartja a mondás. És itt jön képbe a digitalizáció. A digitális technológiák lehetővé teszik a folyamatok hatékonyabb szervezését és az erőforrások megtakarítását. Az energiatudatos műanyag fröccsöntés megvalósításáról szóló sorozatunk első részében Varga Tamással, az ENGEL-Hungária Kft. értékesítő mérnökével a fröccsöntési folyamatot energiahatékonysági szempontok szerint vettük górcső alá.
2022 előtt is hangsúlyos volt az energiahatékonyság kérdése a beruházásoknál, vagy csak az energiaár-robbanás után jutott megfelelő figyelemhez?
Varga Tamás: Európában – főleg Nyugat-Európában – már 10-15 éve érződik az energiahatékony fröccsöntőgépek iránti igény erősödése. Van olyan európai gépgyártó, aki csak később tulajdonított jelentőséget ennek a trendnek, de 2022 után mindenki rálépett erre az útra.
Varga Tamás, az ENGEL-Hungária Kft. értékesítő mérnöke
A 2010-es évek elején a fröccsöntőgépek többsége aszinkronmotorral hajtott hidraulikus hajtásrendszerű volt, aszinkronmotoros szivattyúval. Az ENGEL a 2000-es évek elején fejlesztette ki az energiatakarékos „ecodrive” hajtásrendszert, ami szervomotort alkalmaz a szivattyú meghajtásához. Ez már a sztenderd változatban is több mint 40%-kal csökkenti az energiafogyasztást és a CO2-kibocsátást a hagyományos szivattyúrendszerrel ellátott hidraulikus fröccsöntőgéphez képest. Az ezzel járó magasabb bekerülési költséget már akkor is több ügyfél vállalta, a 2020-as évekre pedig szinte minden gyártónál egyeduralkodóvá vált a szervohidraulikus rendszer.
Ez máris óriási lépést jelentett az energiahatékonyság terén, de 2022 után sok helyen a hibrid és az elektromos gépeket kezdték el előtérbe helyezni a vállalkozások – ezek a gépek mindaddig inkább csak speciális területeken, például az autóipari csatlakozók vagy a csomagolástechnikai termékek gyártásában terjedtek el nagy számban. Tény, hogy az elektromos fröccsöntőgépek hatásfoka egészen kimagasló, ugyanakkor a hajtásrendszer sok helyen hátrányokkal jár együtt. A gépek iránti kereslet felfutása tehát nevezhető egyfajta divatnak is, de tény, hogy az új fejlesztésekkel egy elektromos fröccsöntőgép az alkalmazások nagy részénél képes felvenni a versenyt a szervohidraulikus társaival. Talán a hibrid géptípus lehet az arany középút, ahol a fröccsegységet elektrifikáljuk, a kevésbé energiaigényes feladatokat végző záróegység pedig maradhat hidraulikus.
A hajtásrendszer megválasztásán kívül mi befolyásolja még egy fröccsöntőgép energiahatékonyságát?
A döntő szót valóban a hajtásrendszer mondja ki, de nem csak a fröccsöntőgépet vizsgáljuk, hanem az egész gyártócellát. A hőmérséklet-szabályozás, az intelligens eszközkommunikáció és a folyamatszabályozás kombinációja a rendszer maximális hatékonyságát eredményezi. Ily módon a fröccsöntőgép energiafogyasztása és CO2-kibocsátása az alkalmazástól és a géptől függően akár 67%-kal is csökkenthető egy hagyományos fröccsöntő fogyasztásához képest, ami kevésbé korszerű perifériákkal dolgozik együtt.
Ha temperált szerszámmal dolgozunk, akkor a temperáló egymaga képes elvinni a teljes cella fogyasztásának 37%-át. Jelenlegi fejlesztéseink ennek csökkentését célozzák. Jelentős energiafogyasztó a plasztikáló henger fűtőrendszere is. Ezekhez képest a robot, a vezérlés vagy az egyéb perifériák terméktől függően pár százalékos súlyt képviselnek.
Vannak számítások arra, hogy az energiahatékony rendszerek magasabb bekerülési költsége mennyi idő alatt térül meg?
Ez nyilván erősen függ a gép kihasználtságától és az adott alkalmazásoktól, de végeztünk a különböző generációs gépekre vonatkozó méréseket. Egy 16 másodperces ciklusidővel gyártott ABS tesztdarab gyártása során a teljesen hidraulikus rendszerhez képest egy ecodrive szervomotoros hajtás 46 százalékos energiamegtakarítást eredményezett. A teljesen elektromos fröccsöntőgép 49 százalékkal csökkentette az energiafogyasztást, ez tehát nem nevezhető markáns különbségnek, ugyanakkor egy teljesen elektromos gép jellemzően 20-25 százalékkal drágább a modern hidraulikával szerelt társainál.
A különböző energiahatékonyság-növelő csomagokkal a fogyasztás 38 (ecodrive), illetve 30 (teljesen elektromos) százalékra is csökkenthető a teljesen hidraulikus ősgéphez képest. Ami ebből látszik: a hatékonyságnövelő csomagokkal egy hidraulikus gép kisebb bekerülési költségen végül energiahatékonyabb gyártást képes végezni, mint egy teljesen elektromos fröccsöntőgép.
Ezt és az adott alkalmazást figyelembe véve kell megállapítani a megtérülést. Lehetnek persze egyéb szempontok is, például az olajmenedzsment; sok ügyfél nem akar már hidraulikaolaj-problémákkal foglalkozni, és ez az igény nem forintosítható teljes mértékben.
Mit tartalmaz az előbb említett energiahatékonyság-növelő csomag?
Az integrált hőmérséklet-szabályozást és intelligens asszisztensrendszereket tartalmazó csomagok átlagosan további 20%-kal csökkentik a fröccsöntőgép energiafogyasztását. A hőmérséklet-szabályozásban rejlő megtakarítási potenciál egyébként is hatalmas. Az intelligens szoftver, az iQ áramlásszabályozás, a saját fejlesztésű e-flomo áramlásszabályozó rendszer és a szintén saját fejlesztésű e-temp hőmérséklet-szabályozó egységek kombinációja révén pedig ez ki is aknázható. Ezenkívül az olyan megoldások, mint az ecobalance vagy az ecograph plus, az energiafogyasztás pontos monitorozását és optimalizálását teszik lehetővé.
Az ENGEL digitális asszisztensrendszerei – például az iQ clamp control, az iQ weight control vagy az iQ flow control – döntően hozzájárulnak a folyamatok stabilitásához és a minőségbiztosításhoz. Ezek az intelligens beavatkozó rendszerek dinamikusan alkalmazkodnak a változó termelési körülményekhez. Az iQ clamp control például kiszámítja és optimalizálja az adott szerszámhoz szükséges záróerő értékét, nagyban csökkentve a szerszámterhelést, és megakadályozva az idő előtti deformálódását. Az iQ weight control automatikusan kompenzálja a plasztifikált műanyag viszkozitásának ingadozását – a gyártott darabok körülményektől független állandó súlyát biztosítva. Ezzel nagymértékben csökkentve az alapanyag minőségéből származó selejtes darabok számát.
A meglévő fröccsöntőgépeknél hol érhető el nagyobb energiamegtakarítás?
Ha nem kényes műanyagokkal dolgozunk, akkor ellenőrizzük a hengerszigetelések meglétét. Régen a palástfűtés szegmenseit nem szigetelték le, vagyis a termelt hő egy része a környezetbe került. A fűtés leszigetelése önmagában a teljes cella akár 6 százalékos energiamegtakarítását eredményezheti. Ez a passzív megoldás adott esetben fél éven belül megtérül.
Igaz az a feltételezés, hogy a multinacionális cégek nagyobb figyelmet fordítanak az energiahatékony működésre, mint a kis- és középvállalatok?
Korábban ez igaz volt, de a gazdasági környezet annyit változott, hogy aki még most is gépmatuzsálemekkel akar dolgozni, azt hamar kirostálja a piac a túl magas energia- és szervizköltségek miatt. Vannak ügyfeleim, akiknél akár 30 éves ENGEL gépek is üzemelnek, és sajnálnak megválni tőlük. Tény, hogy a munkát még tökéletesen elvégzik, de az energiaigényük annyival magasabb a modern gépekénél, hogy csak idő kérdése, mikor kényszerülnek a régi gépek lecserélésére. Vannak – bár csökkenő számban – állami pályázatok, amit jó pár vállalkozás az energiahatékonyabb berendezések beszerzésére használ fel.
Folytatjuk
Molnár László
Kapcsolódó cikkek:
