Kohlendioxid kürzt Zykluszeiten bei GID

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Kohlendioxid schafft neue Perspektiven

Vor dem Hintergrund immer höherer Effizienzanforderungen hat die Minimierung der Zykluszeiten branchenweit an Bedeutung gewonnen. Das gilt insbesondere in der Automotive-Industrie. Insbesondere die langen Kühlzeiten bei der Verwendung von Stickstoff führen beim GID-Verfahren zu langen Zykluszeiten. Vor diesem Hintergrund wird der Einsatz von Kohlendioxid (CO2) hochinteressant: CO2 besitzt bei den vorherrschenden Prozessdrücken eine deutlich höhere Dichte als Stickstoff. Vereinfacht gesagt, passen also mehr Kohlendioxid- als Stickstoff-Moleküle in einen identisch großen Hohlraum. Außerdem hat CO2 eine höhere spezifische Wärmekapazität. Und nicht zuletzt trägt die bei der Entspannung entstehende Expansionskälte von CO2 zur Kühlung bei. Das Bauteil kühlt dadurch deutlich schneller ab.

Im Gegensatz zu Stickstoff wird Kohlendioxid in flüssiger Form in die Schmelze injiziert. Das CO2 wird im Gaskanal überkritisch, da es der Bauteilwand Wärme entzieht und sich damit aufheizt. Dabei ist ein hoher Ausform- und Haltedruck, der wenn möglich über 150 bar liegen sollte, wichtig, da erst dann die Dichte des CO2 deutlich über der von Stickstoff liegt.

Die Verwendung von Kohlendioxid erfordert eine modifizierte Anlagentechnik für die Druckerhöhung und Druckregelung sowie modifizierte und für CO2 optimierte Injektoren. Um die tatsächlichen Potenziale von Kohlendioxid in der GID auszuloten, entwickelten Linde und Maximator deshalb eine Pilotanlage. Auf dieser wurden bei Engel umfangreiche Praxisversuche unter Realbedingungen an einem Kühlschrankgriff durchgeführt. Im direkten Vergleich zwischen Kohlendioxid und Stickstoff zeigte sich dabei: Das Ergebnis ist qualitativ unverändert hochwertig, die Zykluszeit jedoch um rund 36 % kürzer.

Kohlendioxid, das auch in anderen Kunststoffanwendungen wie etwa zur gezielten Kühlung (Spot Cooling) von Teilbereichen von Spritzgussformen eingesetzt wird, erfordert ab gewissen Verbrauchsmengen den Einsatz von Gaswarngeräten. Klaus Engel macht eine einfache betriebswirtschaftliche Rechnung auf: „Wenn die Effizienzsteigerung durch die verkürzten Zykluszeiten die Mehrkosten übersteigt, haben wir sogar eine Kostenoptimierung – das ist reine Mathematik.“ Und Prokurist Marc Kohler, Vertriebsleiter bei Engel, fügt noch einen weiteren Aspekt hinzu: „Mit der neuen Technik hat der Vertrieb ein zusätzliches Angebot im Portfolio. Denn unsere Kunden sind generell bereits sehr interessiert an den Vorteilen, die wir durch den Einsatz von Kohlendioxid in der GID bieten und an sie weitergeben können.“

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