Témata
Zdroj: Engel

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Günther Klammer

Günther Klammer je viceprezidentem pro plastifikační systémy a recyklaci v závodě Engel Austria ve Schwertbergu v Rakousku.

Reklama

Procesní technologie pro výrobu vícevrstvých a vícesložkových výrobků, jako je nový proces skinmelt od společnosti Engel, umožňují stále více využívat zpracovaný plastový odpad i pro plastové díly, u kterých jsou kladeny obzvláště vysoké nároky na kvalitu povrchu, ochranu výrobků nebo bezpečnost spotřebitelů. Klíčem je, že recyklát se nachází uvnitř výrobku, zatímco povrch je vyroben z nepoužitého materiálu. Na rozdíl od předchozích metod výroby takovýchto sendvičových výrobků dosahuje skinmelt vysokého podílu recyklátu i při složitém tvaru výrobku. Například první přepravní boxy vyrobené metodou skinmelt již mají podíl recyklátu kolem 50 %. U obou zpracovávaných materiálů – recyklátu a nepoužitého materiálu – se jedná o polypropylen. Druhová čistota zajišťuje, že i sendvičové výrobky mohou být na konci své životnosti snadno recyklovány.

Reklama
Reklama

Vstřikovací stroj s malým půdorysem

Na rozdíl od klasického procesu coinjection se u metody skinmelt obě taveniny postupně vrství ještě před vstřikováním v hlavním vstřikovacím válci. Jako první se do dutiny formy dostává povrchový nepoužitý materiál. Ten je vytlačován následně přicházejícím recyklovaným PP a tlačen na stěny dutiny formy, zatímco se jádro plní recyklátem. Dosažitelný obsah recyklátu je v podstatě dán geometrií tvarového dílu a způsobem plnění dutiny formy.

Technologie skinmelt skrývá recyklát pod povrchem z nového materiálu – například u přepravních boxů. (Zdroj: Engel)

Různě upravené regranuláty v zátěžovém testu

Aby bylo možné fundovaněji posoudit potenciál inteligentních asistenčních systémů pro oběhové hospodářství, společnost Engel spolu s odborníkem na recyklaci, společností Erema, zkoumaly podrobněji účinnost technologie iQ weight control při zpracování recyklovaného polypropylenu. Výchozím materiálem pro recykláty byly geotextilie, které byly používány jako netkané materiály na staveništích, a které díky tomu vykazovaly silné znečištění. Textilie byly vyčištěny, upraveny a regranulovány.

Pro simulaci reálných podmínek a provádění změny šarže byly použity čtyři různé kombinace recyklačních technologií a parametrů zpracování. Výsledné regranuláty měly různý index toku taveniny (MFI, angl. Melt Flow Index) a vykazovaly při zpracování příslušně rozdílné vlastnosti.

Proces skinmelt je přehledně vizualizován a animován v řízení CC300 vstřikovacího stroje. Tímto způsobem lze obzvláště snadno nastavit směšovací poměr pro optimalizaci obsahu recyklátu. (Zdroj: Engel)

Mimo jiné byly při testech vyrobeny stupňovité schodové desky, a to ze dvou různých recyklátů. Tloušťka stěny se pohybovala od 0,5 mm do 3 mm, přičemž nejtenčí oblasti se nacházely na konci dráhy toku. Jeden z materiálů byl určen jako referenční. Při změně referenčního materiálu na jiný recyklát se ukázalo, že bez inteligentní regulace procesu značně klesá hmotnost vstřiku a dutina formy již není kompletně vyplněna. Při aktivování inteligentního asistenčního systému iQ weight control se hmotnost vstřiku zvýšila do oblasti hodnot dosažených s referenčním materiálem a průběžně byly vyráběny dobré díly.

Tento výsledek byl podpořen analýzou zaznamenaných průběhů tlaků uvnitř formy. Ukázalo se, že přizpůsobení bodu přepnutí a velikosti dotlaku vede k přibližně stejnému průběhu tlaků uvnitř formy pro referenční i srovnávaný materiál.

Série testů se vzorovými díly ukazuje velký potenciál inteligentní asistence při zpracování recyklátu. Bez iQ weight control není dutina formy po změně šarže již zcela vyplněna. Oproti tomu s iQ weight control jsou průběžně vyráběny dobré díly. (Zdroj: Engel)

iQ weight control v praktickém testu

Inteligentní asistenční systém Engel iQ weight control se již používá při výrobě boxů a kontejnerů ze zpracovaného odpadu z vysloužilých výrobků. Výzvou v praxi je silné kolísání vlastností recyklátu. Jak druh a velikost znečištění odpadních plastů, tak proces čištění, zpracování a regranulace odpadu má nepřímý nebo přímý vliv. Kromě toho většina výrobců odebírá suroviny od více dodavatelů z různých regionů, což může také vést k regionálním i sezonním rozdílům ve složení.

Ve srovnání s novým materiálem je třeba při použití recyklátů z vysloužilých výrobků počítat se silnějšími výkyvy viskozity plastové taveniny. Pomocí iQ weight control jsou detekovány i závažné odchylky suroviny. Profil vstřikování, bod přepnutí a dotlak pro každý vstřik jsou samostatně přizpůsobeny aktuálním výrobním podmínkám. Tímto způsobem je dosahováno konstantního vstřikovaného množství a je zajištěna maximální produktivita.

Zelená je více než jen barva: oběhové hospodářství předpokládá nejen závazek firem působících na trhu, ale především nové technologie pro zpracování recyklátů. (Zdroj: Engel)

Tím, že společnost Engel vyrábí vzorové díly ze 100% recyklovaného ABS (viz graf), je zvládání této výzvy transparentní. Pro demonstraci se v krátkých intervalech střídají materiálové šarže různého původu. Na displeji vstřikovacího stroje CC300 můžete sledovat, jak iQ weight control přizpůsobuje parametry zpracování měnící se viskozitě taveniny. Pomocí iQ weight control jsou vyráběny dobré díly již od prvního vstřiku po změně šarže. Pokud je iQ weight control deaktivováno, nejsou výrobky po změně materiálu již dokonale plněny. Teprve iQ weight control zajišťuje průběžně dobré díly.

Zvýšením stability procesů inteligentní asistenční systémy významně přispívají k rozvoji oběhového hospodářství pro plasty. Umožňují použití recyklátů i pro náročné aplikace, které dosud vyžadovaly nové zboží.

Související články
Synergie: klíč úspěchu

Na to, jak je mladý už toho ve své profesi dokázal vskutku hodně. Už na začátku vysokoškolského studia začal podnikat v oblasti jachtingu, do čehož spadá například distribuce materiálů pro povrchové úpravy a poradenství. Dnes je Ing. Viktor Brejcha nejen spojován se společností Sea-Line, ale především je specialistou pro kompozitní materiály ve společnosti Siemens Mobility.

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Související články
Tenkostěnné vstřikování pro technologii etážových forem

Stánek společnosti Engel na veletrhu Fakuma 2021, který se koná od 12. do 16. října ve Friedrichshafenu, bude zaměřen na téma udržitelnosti. Výrobou dekorovaných jednomateriálových obalů na potraviny a zpracováním regranulátu z odpadu bude demonstrován procesní řetězec ve smyslu oběhového hospodářství. Přitom bude mít světovou premiéru vstřikovací stroj Engel e-speed ve verzi s uzavírací silou 4 200 kN. Náročná obalová aplikace, která zde bude představena, kombinuje extrémně tenkostěnné vstřikování s technologií etážových forem.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Všechno pro vstřikování plastů

České zastoupení rakouské společnosti Engel letos slaví 30. narozeniny. Při této příležitosti jsme se setkali s Ing. Petrem Stiborem, který stál za založením pobočky a ve firmě působí dodnes, momentálně na pozici prezidenta pro region východní Evropy. V rozhovoru se s námi podělil nejenom o vzpomínky na začátky firmy Engel CZ, ale hovořil také o současné situaci firmy a aktuálních trendech v oboru vstřikování plastů.

Vstřikování plastů – digitalizace a udržitelnost

Společnost Engel uspořádala na konci června třídenní firemní veletrh pod názvem Engel live e-sympozium 2021. Kvůli koronavirové pandemii se tento tradiční interní veletrh společnosti Engel letos poprvé konal virtuálně. Na akci, jejímiž hlavními tématy byly udržitelnost a digitalizace, se registrovalo několik tisíc účastníků z téměř 90 zemí celého světa. Online jsme přednášky a prezentace zhlédli i my.

Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

Makroplasty versus mikroplasty

Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

Plasty a kompozity v inovaci strojírenských výrobků

Plasty a kompozity s polymerní matricí přinesly revoluci v materiálových přístupech ke konstrukci strojírenských výrobků a zařízení. Nepřetržitě probíhající materiálové inovace v oblasti plastů a kompozitů spoluvytvářejí inovativní řešení ve strojírenství. Reagují na potřeby strojírenského průmyslu a stávají se kontinuálním procesem s jasnou perspektivou do budoucna.

Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Nový materiál ASA pro 3D tisk v osmi různých barvách

Společnost MCAE Systems, oficiální distributor firmy Stratasys, rozšířila nabídku materiálů pro 3D tisk o nové digitální materiály a také o termoplast ASA dostupný v osmi barvách. ASA nyní nabízí nejširší barevnou škálu ze všech materiálů pro technologii FDM.

Náhrada kovů snadno a lehce

V roce 1991 společnost EMS-Grivory uvedla na trh materiály Grivory GV a otevřela tak nové možnosti k náhradě kovů. Od té doby vývoj těchto materiálů nepřetržitě pokračuje a hranice jejich možností jsou tak neustále posouvány.

Lehký materiál s vysokou schopností absorpce energie

ARPRO je materiál vhodný pro řízení energie nárazu, který se vyznačuje unikátní kombinací vlastností, jako jsou schopnost absorpce energie, strukturální pevnost při velmi nízké hmotnosti, chemická odolnost, dobré tepelně- a zvukověizolační vlastnosti a recyklovatelnost.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit