Bei den heute üblichen Auftragsgrößen stellen Auftragswechsel die größte Herausforderung im Hinblick auf die Produktivität einer Blasfolienanlage dar. Foto: Windmöller & Hölscher

Individualisierung ist gefrag

Kleine Losgrößen

Der Trend zunehmender Produktindividualisierung (Mass Customization) und die damit verbundenen geringen Stückzahlen erfordern den wirtschaftlichen Einsatz neuartiger Technologien.

Die Entwicklung zur Flexibilität der Produktionstechnik bei schnell wechselnden Produkten sowie kleinen Losgrößen spielt in der Kunststoffbranche zunehmend eine Rolle. Immer mehr Unternehmen orientieren sich an individuellen Kundenwünschen. Das bedeutet aber oft: kleinere Losgrößen, mehr Auftragswechsel.

12 Minuten benötigt die Varex II mit Turboclean von Winmöller & Hölsche für einen Auftragswechselprozess, was bisher rund 40 Minuten in Anspruch nahm.

Um diesem Trend Rechnung zu tragen, hat das Unternehmen Windmöller & Hölscher beispielsweise auf der K 2016 eine 5-Schicht-Blasfolienanlage Varex II mit dem Automationsmodul Turboclean für schnelle Materialwechsel und kurze Spülzeiten vorgestellt. Die Varex II von Windmöller & Hölscher ist eine intelligente Maschine, weil sie dank Turboclean den Materialwechsel selber durchführen kann und so die Produktivität der Anlage signifikant erhöht wird. Aufgrund innovativer Technologie kann der Wechselprozess in weniger als einem Drittel der üblichen Zeit durchgeführt werden.

„Mit der Entwicklung von Turboclean konnte die Zeit, die für den Auftragswechsel anfällt, auf nur noch etwa drei Prozent reduziert werden, so dass sich die Produktivität des Folienherstellprozesses insgesamt signifikant erhöht“, erläutert Dr. Lennart Ederleh, Leiter Kundenberatung Extrusionsanlagen bei Windmöller & Hölscher. Foto: Windmöller & Hölscher
„Mit der Entwicklung von Turboclean konnte die Zeit, die für den Auftragswechsel anfällt, auf nur noch etwa drei Prozent reduziert werden, so dass sich die Produktivität des Folienherstellprozesses insgesamt signifikant erhöht“, erläutert Dr. Lennart Ederleh, Leiter Kundenberatung Extrusionsanlagen bei Windmöller & Hölscher. Foto: Windmöller & Hölscher
Auftragswechsel stellen größte Herausforderung dar

Bei den heute üblichen kleineren Auftragsgrößen stellen Auftragswechsel die größte Herausforderung im Hinblick auf die Produktivität einer Blasfolien­anlage dar. „Neun Prozent der Produktivität gehen hierdurch verloren – das ist mit Abstand der größte Anteil an der gesamten Maschinenstillstandzeit“, sagt Dr. Lennart Ederleh, Leiter Kundenberatung Extrusionsanlagen bei Windmöller & Hölscher. Will man also die Produktivität einer Blasfolienanlage steigern, liegt hier das größte Potenzial. „Entscheidend bei kleinen Losgrößen sind Auftragswechsel, bei denen sehr schnell wieder eine Gutproduktion erreicht wird. Dadurch werden während des Auftragswechsels Material und Energie eingespart und durch die gewonnene Zeit die Produktivität der Anlage erhöht. Windmöller & Hölscher bietet mehrere aufeinander abgestimmte Automatisierungsmodule zur Durchführung solcher schnellen Auftragswechsel an.

Unsere Technologien Easy Change und Easy Wind unterstützen bei der Umstellung der Produktion auf ein neues Produkt, indem unter anderem Foliendicke, Folienbreite und Bahnzüge im Wickler automatisch nach Vorgaben im Rezept umgestellt werden. Nach dem Formatwechsel reduziert Profile Booster die Zeit bis zur Gutproduktion durch intelligente Regelung des Folienprofils.

Materialumstellungen werden durch die Module Turboclean und Purge Assist unterstützt. Turboclean ersetzt automatisch alle aktuellen Materialien durch die Materialien für das neue Produkt. Zusätzlich ermöglicht das Modul Purge Assist einen automatisierten und parallelen Spülvorgang aller Extruder.

Durch Kombination dieser Automatisierungsmodule ist es somit möglich, Auftragswechsel inklusive Formatumstellungen und Materialwechsel schnell, effizient und ohne fehlerträchtige Eingriffe durch den Maschinenbediener durchzuführen. Im Umkehrschluss bedeutet das auch, dass es uns gelungen ist, die Produktionszeit um bis zu sechs Prozent zu steigern.“

Optimale Produktionsparameter können in Anlagen von Reifenhäuser als sogenannter Fingerprint gespeichert und jederzeit wieder abgerufen werden. Foto: Reifenhäuser
Optimale Produktionsparameter können in Anlagen von Reifenhäuser als sogenannter Fingerprint gespeichert und jederzeit wieder abgerufen werden. Foto: Reifenhäuser

Heutzutage kann der Auftragswechselprozess bei einer Mehrschichtanlage schnell bis zu 40 min dauern. Das liegt daran, dass die Umstellung durch den Maschinenführer händisch sowie Schritt für Schritt erfolgt, eine Komponente nach der anderen. Bei der Varex II mit Turboclean reduziert sich diese Zeit jetzt auf nur 12 min.

Möglich wird dies, weil alle Arbeitsschritte automatisiert sind und parallel ablaufen, alle Prozesse in der Maschine integriert sind und der Maschinenführer durch die intuitive Bedienoberfläche des Procontrol TS durch den Auftragswechsel geführt wird. Mit einem einfachen Knopfdruck leitet der Operator den Wechselprozess ein, wird von Turboclean aufgefordert, lediglich die Sauglanze von einem Rohstoffbehälter in den anderen umzustecken, und ab dann erledigt Turboclean den Auftragswechsel komplett selbstständig.

Produktivität erhöht sich signifikant

„Mit der Entwicklung von Turboclean konnte die Zeit, die für den Auftragswechsel anfällt, auf nur noch etwa drei Prozent reduziert werden, so dass sich die Produktivität des Folienherstellprozesses insgesamt signifikant erhöht“, erläutert Dr. Lennart Ederleh und ergänzt: „Setzt der Folienhersteller zusätzlich zu Turboclean auch unser Automationsmodul Easy Change ein, sozusagen der Autopilot für Formatumstellungen, lassen sich sogar noch weitere Produktivitätsreserven ausschöpfen. Dies ist nur möglich, weil in der Varex II alle Module in einer Steuerung integriert sind und die Anlage damit nicht nur eine intelligente, sondern auch eine integrierte Maschine ist.“

Das auf der K 2016 vorgestellte Exponat war mit dem neuen Wendewickler Filmatic II T ausgerüstet. Dieser zeichnet sich durch sein kompaktes Design aus, da die beiden Wickelstellen übereinander angeordnet sind und so sehr wenig Aufstellfläche benötigen. Neben einem überarbeiteten Sicherheitskonzept wurde der maximal mögliche Rollendurchmesser erhöht, was in einer 17,5 % größeren Lauflänge auf dem Wickel resultiert.

Auf dem Messestand auf der K 2016 zeigte W & H auf einer 5-Schicht-Blasfolienanlage Varex II mehrmals täglich live einen kompletten Auftragswechsel; verarbeitet wurde Granulat von Exxon. Die Produktion wurde von Feinschrumpffolie auf Verpackungsfolie für Lebensmittel umgestellt, inklusive Farb- und Formatwechsel – ein typischer Produktwechsel, wie er in der Praxis Tag für Tag vorkommt – und das in nur 12 min.

Der Blaskopf Evo Ultra Die von Reifenhäuser garantiert hohe Flexibilität bei kurzen Anfahr- und Umstellzeiten. Die Blasfolienanlagen erfüllen somit die Kundenanforderung, kleine Losgrößen zu produzieren. Foto: Reifenhäuser
Der Blaskopf Evo Ultra Die von Reifenhäuser garantiert hohe Flexibilität bei kurzen Anfahr- und Umstellzeiten. Die Blasfolienanlagen erfüllen somit die Kundenanforderung, kleine Losgrößen zu produzieren. Foto: Reifenhäuser
Produktionswechsel sind problemlos möglich

Ebenfalls auf der K 2016 in Düsseldorf präsentierte Reifenhäuser Blown Film den neuen Standard im Design von Barriereblasköpfen. Mit dem Blaskopf Evolution Ultra Die hat man bei Reifenhäuser die Antwort auf kleinere Losgrößen und mehr Auftragswechsel gefunden. „Kleine Losgrößen spielen auch bei der Produktion von Blasfolien eine immer entscheidendere Rolle, da unsere Kunden zunehmend Bestellungen in kleineren Mengen erhalten“, berichtet Eugen Friedel, Senior Sales Manager Reifen­häuser Blown Film.

Durch die Kombination der Vorteile von Scheibenblaskopf und Wendelverteiler ergibt sich in der Produktion von Barrierefolien auch ein hohes Maß an Flexibilität bei den Schichtverhältnissen und Viskositäten. Der Markt kannte bisher nur Wendelverteiler und Scheibenblaskopf.

70 Prozent sind die Fließkanäle im Blaskopf der Evo Ultra Die von Reifenhäuser kürzer als im Vergleich zu den bekannten Werkzeugen.

Reifenhäuser Blown Film führt jetzt mit dem Blaskopf Evolution Ultra Die einen neuen Standard im Blaskopfdesign ein, bei dem die Vorteile beider Technologien kombiniert werden. Aufgrund der intelligenten Fließkanalverteilung ist dies laut eigenen Angaben das kompakteste Design im Markt. „Der Blaskopf Evo Ultra Die garantiert hohe Flexibilität bei kurzen Anfahr- und Umstellzeiten. Die Blasfolienanlagen erfüllen somit die Kunden­anforderung, kleine Losgrößen zu produzieren; so stellen wir uns bei Reifenhäuser auf diesen Trend technologisch ein“, erklärt Eugen Friedel.

"Itelligentere Assistenzsysteme tragen dazu bei, die Produktion noch individueller zu machen", sagt Eugen Friedel, Senior Sales Manager Reifenhäuser Blown Film. Foto: Reifenhäuser
„Itelligentere Assistenzsysteme tragen dazu bei, die Produktion noch individueller zu machen“, sagt Eugen Friedel, Senior Sales Manager Reifenhäuser Blown Film. Foto: Reifenhäuser

Die Evo Ultra Die Technologie ist auch schneller beim Umspülen der Blasfolien, das heißt, häufige Produktionswechsel sind in kürzester Zeit möglich. So kann der Kunde ein großes Produktspektrum an Barrierefolien produzieren. Der Blaskopf ist auch deutlich kleiner als bisher, was den Materialeinsatz reduziert und den gesamten Prozess schneller macht und somit wirtschaftlicher. Produktionswechsel sind in kürzester Zeit möglich bei minimaler Anfahrzeit und Umstellzeit.

„Entscheidend beim Materialwechsel ist auch, dass der Blaskopf Ultra Die von innen und außen geheizt wird, dadurch wird ein schnelleres Aufheizen garantiert und der Produktionsprozess startet schneller. Diese Faktoren sind für eine effizientere Fertigung entscheidend; das alles sind aus unserer Sicht technologische Entwicklungen, die kleine Losgrößen fördern“, sagt Eugen Friedel.

Aber auch das Thema Industrie 4.0 ermöglicht signifikante Steigerungen der Produktivität und Effizienz und trägt somit zur Wirtschaftlichkeit bei. Wie kann Industrie 4.0 in der Blasfolienbranche aber dazu beitragen, Produktionsprozesse material-/farbtechnisch beziehungsweise vom Schichtaufbau her zu individualisieren und effizienter zu machen? „Mit intelligenteren Assistenzsystemen“, ist sich Eugen Friedel sicher. „Durch diese und eine vorausschauende Produktion wie etwa rechtzeitiges Abstellen der Materialförderung können wir von Reifenhäuser dazu beitragen, die Produktion noch flexibler, noch individueller und noch effizienter zu machen.“

Stefan Lenz

Bislang ungekannte Flexibilität
Bei der vernetzten Produktion der Zukunft kann Deutschland eine führende Position einnehmen als Leitanwender und als Leitanbieter. Der Branchenverband Bitkom schätzt das wirtschaftliche Potenzial für Deutschland bis 2025 auf nahezu 80 Mrd. EUR. Wo die Typenvielfalt groß ist, sind Produktivitätsfortschritte von bis zu 30 % möglich. Mit der vernetzten Produktion erschließen sich zudem weitere Kostenvorteile durch Ressourcenschonung und Energieeffizienz durch besser abgestimmte Prozesse.
Maßgeschneidert, aber bezahlbar: Die vernetzte Fabrik der Zukunft organisiert sich selbst. Maschinen und Werkstücke kommunizieren miteinander. Solch eine Fabrik ist mit Lieferanten und Kunden vernetzt. Daher weiß sie jederzeit, wie viele Teile wann und in welcher Stückzahl hergestellt und welche Vorprodukte und Rohstoffe dafür automatisch bestellt werden müssen. Das schafft eine bislang ungekannte Flexibilität – bis hin zur Kleinserie oder gar Einzelfertigung – und ermöglicht so individualisierte und zugleich bezahlbare Angebote. Vor allem in reifen Märkten gibt es einen starken Trend zur Individualität. Daher lautet das Ziel: kleine Stückzahlen zu den geringen Kosten der Massenproduktion. Industrie-4.0-Lösungen erfüllen diese Anforderungen. Selbst die Produktion von Einzelstücken – „Losgröße 1“ – kann sich rentieren.

Aufmacherbild: Windmöller & Hölscher