Energie is na grondstof de grootste variabele kostenpost bij het spuitgieten van kunststof. Toch wordt ze in de meeste bedrijven als één totaalrekening gezien — niemand weet hoeveel elk apparaat verbruikt.
Verbruik dat niet gemeten wordt, kan niet worden beheerst. In dit artikel bekijken we waar de energie naartoe gaat en op welke punten echte winst te halen is.
Waar gaat de energie naartoe?
In een typisch spuitgietbedrijf ziet de globale verdeling van het verbruik er zo uit:
| Gebied | Globaal aandeel |
|---|---|
| Spuitgietmachines | 50–60% |
| Drogen | 15–25% |
| Koelen (koelmachine, koeltoren) | 10–20% |
| Perslucht en transport | 5–10% |
| Verlichting, verwarming, overig | 5–10% |
De meest verrassende post in deze tabel is meestal drogen. Omdat het stil op de achtergrond draait, wordt het over het hoofd gezien; maar omdat het continu verwarmt, is het aandeel hoog.
1. De machinekant
Aandrijftype
Drie machines die hetzelfde product maken, verbruiken afhankelijk van het aandrijfsysteem duidelijk verschillende hoeveelheden:
| Aandrijving | Typisch verbruik | Waarom |
|---|---|---|
| Conventioneel hydraulisch | Hoogst | De pomp draait de hele cyclus door en ongebruikte energie wordt omgezet in warmte |
| Servohydraulisch | Gemiddeld | De pomp draait alleen wanneer nodig en op het vereiste toerental |
| Volledig elektrisch | Laagst | Elke beweging door een eigen servomotor, en alleen tijdens die beweging |
Het verschil groeit naarmate het aantal draaiuren toeneemt. Bij een machine die in drie ploegen draait, kan het verschil in aandrijving de meerinvestering binnen enkele jaren terugverdienen.
Details van de vergelijking: Verschillen tussen servo-, hydraulische en volledig elektrische machines · Producten: FE volledig elektrische serie · SV servoserie
Verbruik bij stilstand
Een machine waarvan de verwarming tijdens een stilstand aan blijft, blijft verbruiken zonder één product te maken. Tijdens lange pauzes en aan het einde van een dienst moet de functie temperatuurverlaging worden gebruikt — op hotrunnerregelapparaten is deze functie standaard: Hotrunnerregelsystemen
Isolatie van de verwarming
Een niet-geïsoleerde cilinder geeft een aanzienlijk deel van de geproduceerde warmte af aan de omgeving. Een isolatiemantel verlaagt het verbruik en voorkomt dat de productieruimte oververhit raakt — dat laatste verlaagt 's zomers ook de belasting van de airconditioning.
2. Drogen — het gebied met de meeste verspilling
Het grootste deel van de droogenergie wordt onnodig verbruikt. De oorzaken:
Langer drogen dan nodig. 8 uur drogen terwijl het materiaal er 3 nodig heeft, verbetert de kwaliteit niet; het leidt tot thermische degradatie en verspilde energie. Tijden per materiaal: verwerkingswaarden van materialen
Een hogere temperatuur dan nodig. Elke extra graad komt direct bovenop het verbruik.
Verkeerde dimensionering. Een droger die ver boven uw verbruik ligt, houdt het materiaal langer vast dan nodig en verwarmt het voor niets. Een te kleine droger kan het daarentegen niet bijhouden, en de productie draait dan met vochtig materiaal.
Niet-geïsoleerde trechter en leiding. Koelt het warme gedroogde materiaal af op weg naar de machine, dan gaat een deel van de verbruikte energie onderweg verloren. Gesloten, geïsoleerde toevoer voorkomt dit: centraal materiaaltransport
Een droger die continu draait. Stopt de productie, dan moet ook de droger stoppen of naar stand-by overschakelen.
Een goed gedimensioneerde droger die geregeld werkt, levert winst op in zowel energie als kwaliteit: Droogsystemen voor kunststofgranulaat · Meer over het onderwerp: Grondstof drogen en hygroscopische kunststoffen
3. De koelkant
Het koelsysteem voert de warmte af die aan de matrijs wordt onttrokken — en verbruikt daarbij elektriciteit.
De watertemperatuur van de koelmachine is de effectiefste instelling. Het koelwater kouder houden dan nodig kost veel energie; een te koude matrijs geeft bovendien kwaliteitsproblemen. Werk bij de hoogste watertemperatuur die het proces toelaat.
Torenwater en koelmachinewater moeten gescheiden worden: voor taken als het koelen van hydraulische olie volstaat torenwater, en wordt dezelfde leiding met water uit de koelmachine gevoed, dan ontstaan onnodige kosten.
Een stabiele matrijstemperatuur levert ook indirect winst op: een schommelende matrijstemperatuur verlengt de cyclustijd, en een langere cyclus verhoogt de energie per product. Tempereerapparaten
4. Perslucht en vacuüm
Perslucht is een van de duurste vormen van energie om op te wekken. Twee typische vormen van verspilling:
- Lekkages — kleine lekken langs de leiding vormen opgeteld een aanzienlijk deel van de belasting van de compressor. Wanneer de productie stilstaat, kunt u lekken opsporen door langs de leiding te luisteren.
- Een hogere druk dan nodig — de systeemdruk onnodig verhogen vergroot zowel het verbruik als de lekstroom.
Bij centraal materiaaltransport is de dimensionering van de vacuümpomp net zo belangrijk: een te kleine pomp draait continu op vollast, een te grote pomp verspilt energie. Vacuümpompen en filterunits
5. Het verband tussen cyclustijd en energie
Wanneer de energierekening door het aantal producten wordt gedeeld, is de cyclustijd direct een energieparameter. De machine verbruikt ook wanneer ze stand-by staat; meer producten in dezelfde tijd verlaagt de energie per product.
Daarom is cyclusoptimalisatie ook een energieproject: Cyclustijd bij spuitgieten verkorten
Voor afkeur geldt dezelfde logica: een afgekeurd product heeft al zijn energie verbruikt, maar kan niet worden verkocht.
Meten: kWh/kg
De maatstaf voor vergelijkingen tussen bedrijven en tussen machines is kilowattuur per kilogram.
Zo wordt het gemeten: 1. Op de machine (of lijn) wordt een aparte energieanalyser aangesloten 2. Het aantal kWh dat in een bepaalde periode wordt verbruikt, wordt geregistreerd 3. Het aantal kilogram grondstof dat in dezelfde periode is verwerkt, wordt bepaald 4. De verhouding wordt berekend: kWh / kg
Is deze waarde eenmaal gemeten, dan wordt het effect van elke volgende verbetering concreet zichtbaar. Volg liever de trend dan één losse meting: stijgt de waarde in de loop van de tijd, dan is er ergens een verlies ontstaan — een hydraulisch lek, een versleten schroef, een vervuild koelkanaal of een luchtlek.
Controlelijst
1. Meten — plaats ten minste energieanalysers op machinegroepen 2. Het drogen herzien — kloppen tijd, temperatuur en dimensionering? 3. Verhoog de temperatuur van de koelmachine tot het hoogste wat het proces toelaat 4. Spoor persluchtlekken op 5. Verlaag de verwarming tijdens stilstand of schakel ze uit 6. Overweeg isolatie van de cilinder 7. Verbeter de cyclustijd — en zie dat ook als energieproject 8. Verminder afkeur — elk afgekeurd product is verbruikte energie
Voor de keuze van uitrusting en de beoordeling van het verbruik kunt u terecht bij ons team voor technische ondersteuning.
De grootste bepalende factor voor het energieverbruik is het aandrijfsysteem. Voor een vergelijking van de servohydraulische, hybride en volledig elektrische opties, zie de pagina series spuitgietmachines.