Über 1,2 Millionen Caps auf der K 2025 produziert
Baumüller liefert ein höchst dynamisches und kompaktes Antriebssystem für die hybride Spritzgussmaschine INNOVA 250 von Tederic
Dünnwandige Verpackungen benötigen eine sehr kurze Füllzeit der Kavität. Für Antriebssysteme bedeutet das eine sehr schnelle Einspritzgeschwindigkeit zu ermöglichen. Die Tederic-Tochter PlastiVation hatte die Aufgabe, die Entwicklung der Spritzgussmaschine INNOVA 250 mit dem Entwicklungsteam bei Tederic in China von München aus zu leiten. Mit diesem Schritt konnte der chinesische Spritzgießmaschinenhersteller Tederic das Portfolio um Maschinenlösungen für Verpackungsanwendungen erweitern. Die INNOVA 250 überzeugt durch eine hohe Performance und ermöglicht kürzeste Zykluszeiten durch parallele Bewegungen. Mit leistungsstarken Baumüller Antrieben und einer kompakten Bauweise vereint die Maschine eine hohe Produktionsgeschwindigkeit für dünnwandige Artikel.
Spritzgussartikel sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Vor allem Verpackungen für Lebensmittel, wie Verschlüsse, Schraubkappen, Becher oder Eimer sind auf der ganzen Welt beliebt. Doch Konsumenten, Kosten und Nachhaltigkeit zwingen die Industrie und somit auch den Maschinenbau dazu mehr Material und Energie einzusparen. D.h. die Artikel werden immer dünnwandiger. In Europa gibt es bereits namhafte Hersteller von Spritzgussmaschinen für solch dünnwandige Verpackungsanwendungen. Im asiatischen Raum zieht die Technologie ebenfalls nach. Daher hatte sich Entwicklungsleiter Dr. Daniel Ammer 2023 im Auftrag von Tederic auf die Suche nach einem Antriebssystempartner begeben, der gemeinsam mit ihm die Maschinenentwicklung einer elektrohydraulischen Hybrid-Spritzgussmaschine vorantreibt und umsetzt. Das Ziel war klar: „Bis zur K 2025 sollte die INNOVA 250 lauffähig sein, und das haben wir auch erfolgreich geschafft!“ Die Aufgabe der Maschine ist es, in unter drei Sekunden qualitativ hochwertige und sehr dünnwandige Verpackungsteile herzustellen. „Wir haben für die Entwicklungszeit alle Ziele erfüllt und abgeliefert. Über 1,2 Millionen Caps wurden auf der K 2025 produziert – und das ohne Aus- und Zwischenfälle.“, berichtet Dr. Daniel Ammer rückblickend.
Ein starker Kompromiss aus Performance und Wirtschaftlichkeit
Die INNOVA 250 von Tederic überzeugt durch eine hochperformante Einspritzgeschwindigkeit, die für sehr dünnwandige Spritzartikel nötig ist
Tederic ist ein führender chinesischer Anbieter von Spritz- und Druckgussmaschinen und an der chinesischen Börse notiert.
Mehr als 1.000 Tederic-Mitarbeiter betreuen Kunden weltweit. Bis heute sind Tederic-Produkte in mehr als 130 Ländern und Regionen in verschiedenen Branchen im Einsatz: Automobil, Haushaltsgeräte, Bauwesen, Logistik, Medizin, Elektronik, usw.
Um auch im Verpackungssektor stärker auftreten zu können, hatte die deutsche Tederic-Tochter PlastiVation die Aufgabe eine neue Maschine zu entwickeln: „Die INNOVA 250 sollte kostengünstig und zugleich technologiestark sein. Daher haben wir mit mehreren Antriebsherstellern gesprochen, um die für unser Konzept passende Lösung zu finden. Wir hatten verschiedene, mechanische Vorgaben und Referenzzyklen. Damit zogen wir los und haben uns letztlich für Baumüller entschieden. Das Unternehmen hat uns sehr gut bedient und das von Anfang an. Mit der Simulation konnte Baumüller schon vor Bau der Maschine beweisen, dass unser Konzept technisch umsetzbar ist und uns sehr früh in der Design- und Konzeptphase bei der Wahl der optimalen Antriebstopologie unterstützen. Für die hybride Spritzgießmaschine mussten wir alle Antriebseinheiten unter einen Hut bekommen und das hat das Portfolio von Baumüller perfekt ermöglicht“, erklärt Ammer.
Die Antriebssystemlösung besteht aus energieeffizienten Synchronmotoren DS2 für die servohydraulischen Achsen und den elektrischen Schneckenantrieb, einem Direktantrieb DST2-135 für die Schließe, dem Anreihsystem b maXX 5300 sowie Netzgleichrichtern und Kondensatormodulen. Die Regelung der servohydraulischen Achsen erfolgt über das Technologiemodul Servohydraulik hochdynamisch direkt im Servoantrieb.
Optimaler Energieverbrauch durch Zwischenkreisverbund
Die INNOVA 250 überzeugt durch eine sehr schnelle Einspritzgeschwindigkeit, die durch einen Hydraulikspeicher realisiert wird. „Ein Hydraulikkonzept mit Speicher bedeutet, dass wir das Öl nicht direkt aus der Pumpe holen, sondern einen hydraulischen Zwischenspeicher laden und damit sehr hohe Volumenströme und Leistungen erzielen können. Der Speicher entkoppelt diese Spitzenleistungsanforderung vom Netz und reduziert die Anschlussleistung der Maschine. Außerdem ermöglicht dieses Load Balancing die direkte Verarbeitung von rekuperierter, generatorischer Energie der anderen Achsen, vor allem der Schließe. Dies war uns sehr wichtig, denn wir wollen die Energie im System verbrauchen und nicht verheizen“, so der Entwicklungsleiter weiter.
Das Laden des Hydraulikspeichers wird mittels energieeffizienter Servohydraulik und optimierter Ladesoftware realisiert. Ein weiteres Servohydraulik-System wird zur Ansteuerung der hydraulischen Nebenachsen verwendet, beispielsweise des Auswerfers.
Zum Einsatz kommen für die Servohydraulik sowie für den elektrischen Schneckenantrieb effiziente Synchronmotoren der DS2-Baureihe.
Der Synchronmotor DS2-132 ermöglicht in Kombination mit energieeffizienter Servohydraulik und optimierter Ladesoftware eine verlustoptimierte Gestaltung des Antriebssystems
Simulation der Kniehebelmechanik
Gerade bei der Auslegung der Schließe konnte Baumüller technologisch überzeugen: „Die Auslegung eines Motors für den Kniehebel ist nicht trivial, weil eine nicht-lineare Übersetzung vorliegt. Mithilfe des Simulationstools ProSimulation von Baumüller konnten die Anforderungen exakt abgebildet und so die Antriebskomponenten optimal dimensioniert werden. Die späteren Messungen an der Maschine haben gezeigt, dass das Modell die Realität sehr gut abbildet“, betont Ammer.
Das luftgekühlte Anreihsystem b maXX 5300 mit integrierter Safety-Funktionalität und Netzgleichrichtern, die die Energie verteilen und optimal nutzen, regelt die elektrischen Antriebsachsen sehr präzise und ist auf kleinstem Raum integriert.
Das luftgekühlte Anreihsystem b maXX 5300 mit integrierter Safety-Funktionalität und Netzgleichrichtern, die die Energie verteilen und optimal nutzen, regelt die elektrischen Antriebsachsen sehr präzise und ist auf kleinstem Raum integriert
Die Schließeinheit treibt einen Direktantrieb DST2-200 mit innenverzahnter Welle aus dem Baumüller Standard-Baukasten an. Damit kann die Spindel direkt in der Motorwelle angebunden werden, was den Maschinen-Footprint reduziert.
„Die Auslegung und auch die Inbetriebnahme haben sehr gut funktioniert. Die Regler sind von Haus aus robust eingestellt. Wir konnten sehr schnell die geforderten Genauigkeiten für unser hochperformantes System erreichen. Bei der Schließe haben wir eine Funktion aktiviert, die im Falle eines Geberfehlers auf einen sensorlosen Regelungsbetrieb umschaltet, die Schließe abbremst und so das Werkzeug und die Maschine schützt“, berichtet Dr. Daniel Ammer.
Baumüller unterstützte die Tederic-Tochter PlastiVation bei der Antriebsdimensionierung und war auch zur Erstinbetriebnahme der hybriden Spritzgießmaschine vor Ort in China zur Stelle, um einen effizienten und reibungslosen Einbau zu ermöglichen.
Die Schließeinheit ist vollelektrisch mit einem Direktantrieb DST2-200 mit innenverzahnter Welle aus dem Baumüller Standard-Baukasten direkt und ohne Baulängeneinbußen in die Spindel integriert worden, um die beim Bremsen anfallende Energie im System nutzen zu können
Perfektes Teamwork
Dr. Daniel Ammer, Entwicklungsleiter der deutschen Tederic-Tochter PlastiVation:
„Von Prozessseite hat die Maschine alles erfüllt, was von ihr gefordert wurde. Tederic war mit dem Messeauftritt auf der K 2025 sehr zufrieden. Es war großes Interesse zu sehen, insbesondere aus preissensitiven Märkten. So eine Maschine muss 24 / 7 laufen und das gilt es nun unter Beweis zu stellen. Das System ist fertig für den Markt. Die nächste Etappe ist die Präsentation auf der Chinaplas 2026. Die Maschine wurde nach europäischem Mindset konzipiert und fertiggestellt. Sie ist der beste Kompromiss aus Performance und Wirtschaftlichkeit. Die Zusammenarbeit mit Baumüller war schlüssig, unkompliziert und auf Augenhöhe. Mit entsprechender Branchen-Kenntnis und das macht einfach Spaß!“
Fazit
Die hybride Spritzgießmaschine INNOVA 250 engineered in Germany ist wirtschaftlich und zugleich energieeffizient, schnell und präzise. Auf ihr lassen sich sehr dünnwandige Kunststoffartikel für die Verpackungsindustrie in weniger als drei Sekunden Zykluszeit herstellen. In sehr guter und partnerschaftlicher Zusammenarbeit zwischen Tederic und Baumüller ist ein kompaktes Antriebssystem entstanden, das von hoher Performance, einer präzisen Regelung und einem platzsparenden Aufbau profitiert. Durch einen stimmigen Vor-Ort Support, sowohl in China als auch in München, und viel Branchen-Know-How entstand ein schlüssiges Antriebskonzept für eine Neuentwicklung, die in weniger als zwei Jahren Entwicklungszeit auf der K 2025 für Aufsehen und großes Interesse sorgte.
Die elektrohydraulische Hybrid-Spritzgießmaschine INNOVA 250 von Tederic wurde auf der K 2025 erstmals vorgestellt und hat dort für Aufsehen gesorgt. Über 1,2 Millionen Caps wurden auf der K 2025 produziert – und das ohne Aus- und Zwischenfälle
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