Das Strahlungsheizbandsystem hilft Formern, die steigenden Energiekosten zu senken

Clare Goldsberry | 8. August 2017

Kunststoffverarbeiter erkennen zunehmend, dass Energie eine ihrer größten Herausforderungen ist, angefangen bei den Kosten bis hin zur Verfügbarkeit. Während viele Bundesstaaten auf mehr Energie aus erneuerbaren Quellen umsteigen, was eigene Probleme mit sich bringen kann, hatte insbesondere Kalifornien in den letzten Jahren Schwierigkeiten, ausreichend, konsistent und zuverlässig Strom bereitzustellen, um eine größere Abhängigkeit von erneuerbaren Energien zu erreichen.

Ein Geräte-Upgrade, das bei Spritzgießern in den Vereinigten Staaten – und insbesondere in Kalifornien – auf Akzeptanz stößt, ist das TCS-System der Rex Materials Group (RMG; Howell, MI). Das TCS-System ist ein energieeffizienter Ersatz für herkömmliche Heizbänder auf Fässern. „In Kalifornien ist Energieeinsparung sehr wichtig, wenn man bedenkt, wie hoch die Gebühren für Former sind“, sagte Bruce Blau, ein Energieberater in Südkalifornien, der mit RMG zusammenarbeitet.

In den letzten 20 Jahren sind Spritzgießmaschinen durch verbesserte Technologie energieeffizienter geworden, beispielsweise durch Hydraulikeinheiten mit festem Volumen und Servo-Hybrid- oder vollständig elektrische Maschinen. „Die einzige Komponente, die sich nicht verändert hat, ist das Heizband“, sagte Blau.

Das TCS-System ist ein kundenspezifisches Strahlungsbandheizsystem, das eine Alternative zu herkömmlichen ineffizienten Heizbändern bietet. Das TCS-System kombiniert hocheffiziente Strahlungswärmeübertragung und Wärmespeicherung und leitet diese Energie in die Schmelze und nicht in die Fabrik, erklärt Blau.

„Mehrere große OEMs von Spritzgießmaschinen erkennen die Überlegenheit des TCS-Systems und bieten TCS auf neuen Maschinen als Upgrade gegenüber ISP-Glimmer- oder Keramikbändern an“, fügte Blau hinzu. „Milacron bietet TCS über sein Aftermarket-Vertriebsnetz sowohl für Neumaschinen als auch als Nachrüstsysteme an.“

TCS-Energiesparsysteme können schnell und einfach installiert werden. Die alten Heizbänder werden entfernt und durch maßgeschneiderte Abschnitte des TCS-Systems ersetzt, die die gesamte Länge jeder Zone abdecken. Es gibt keine Lücken, um den Wärmeverlust zu reduzieren und die Betriebstemperaturkonsistenz zu verbessern.

Ein weiterer Vorteil der Wärmedämmung ist eine wesentlich komfortablere und sicherere Arbeitsumgebung, die die Arbeitsmoral und Bindung der Mitarbeiter steigert. Mit Glimmer- oder Keramikbändern ausgestattete Heizfässer erzeugen in der Anlage typischerweise Temperaturen zwischen 300 und 400 °F. Mit dem TCS-System wird die Außentemperatur auf etwa 100 °F gesenkt. Fremdwärme auf dem Werksboden ist im Sommer ein großes Problem, da die Temperaturen für die Mitarbeiter äußerst unangenehm sein können.

Mit dem TCS-System ausgestattete Fässer reduzieren zudem die Klimatisierungsbelastung in kontrollierten Umgebungen wie Reinräumen. Tatsächlich, so Blau, sei TCS Teil der Unternehmensinitiative zur kontinuierlichen Verbesserung bei zwei multinationalen Herstellern medizinischer Formen, um sowohl den Energieverbrauch als auch die Belastung von Reinraum-Klimaanlagen zu reduzieren. „Die Energieeinsparungen sind der Schlüssel, aber in einigen Fällen besteht das längerfristige Ziel darin, zusätzliche Maschinen in bestehenden Reinräumen zu installieren, ohne die Klimaanlagen zu modernisieren“, fügte er hinzu.

TCS-isolierte Strahlungsheizbänder von RMG bieten mehrere zusätzliche Vorteile, darunter:

Tom Hutchinson, Präsident von Medway Plastics, einem kundenspezifischen Spritzgießer in Long Beach, Kalifornien, kommentierte den Einsatz des TCS-Systems in seinem Unternehmen: „Die Heizungen funktionieren alle gut; einige sind seit mehr als sechs Jahren störungsfrei im Einsatz. Die Verkabelung unterscheidet sich vom Standard-Setup, ist aber kein Hexenwerk.“

George McDaniel, Betriebsleiter von Medway, fügte hinzu: „Ich liebe die Heizgeräte. Sie sind viel effizienter. Du kannst deine Hand auf sie legen.“

Blau arbeitet derzeit mit den Energieversorgern in Kalifornien zusammen, um Anreize für die Umrüstung von mehr als 100 Spritzgießmaschinen von ineffizienten Heizbändern auf das TCS-System zu sichern. „Spritzgießer erkennen schnell, dass der Austausch alter Glimmer- und Keramikbänder durch neue energieeffiziente TCS-Heizstrahlerbänder die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit ist, den Energieverbrauch der Spritzgießmaschine zu senken“, sagte Blau. „Die Amortisationszeit beträgt normalerweise weniger als ein Jahr. Southern California Edison hat die Energieeinsparungen des TCS erkannt und Anreize für drei große Projekte zur Nachrüstung von Heizungsbänken reserviert.“

Es wird geschätzt, dass die Zylindererwärmung 15 bis 40 % des Gesamtenergieverbrauchs von Spritzgießmaschinen ausmacht, wobei Spritzgießanlagen für die Verarbeitung von Kunststoffen 0,9 bis 1,6 kWh/kg benötigen. „Der tatsächliche Wert hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Verarbeitungseffizienz“, sagte Blau, „aber die eigentliche Botschaft ist, dass kein Energieplan vollständig ist, ohne einen starken Fokus auf Maschinenenergie und Fasserwärmung zu legen.“

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