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.

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.

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
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Fórum děkanů strojních fakult

Dnešní otázka je v podobném duchu jako ta z minulého vydání, ale tentokráte míří do rezortu Ministerstva průmyslu. Pokud byste byl jmenován ministrem průmyslu a obchodu, jaký první krok byste ve své funkci realizoval směrem k podpoře aplikovaného výzkumu a vývoje?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy 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