Kaltkanal – weil uns die Zukunft nicht kalt lässt
Es mag überraschen, aber es gibt tatsächlich Gemeinsamkeiten zwischen Schnullern und Motordichtungen. Beide werden aus Elastomeren hergestellt, bei deren Verarbeitung große Mengen an konstruktions- und herstellungsbedingtem Abfall entstehen können. Daher setzt Freudenberg auf die Kaltkanal-Nadelverschluss-Technik, mit der sich bauteilabhängig Einsparungen bis zu 80 Prozent realisieren lassen.
Freudenberg Medical produziert an seinem Standort in Gloucester, Massachusetts (USA) Schnuller aus Liquid Silicone Rubber vor allem für den US-amerikanischen Markt. Die Schnuller werden im Spritzgießverfahren hergestellt und bestehen – anders als beispielsweise in Europa, wo der Schild oft aus einem anderen Material gefertigt wird – aus einem einzigen Guss. Dabei setzte Freudenberg Medical von Beginn an auf die nachhaltige Kaltkanal-Nadelverschluss-Technik.
Dank dieser speziellen Spritzgieß-Technik reduziert sich der Silikonverbrauch beim Spritzgießen um 20 bis 25 Prozent. Bei einem 32-fach Werkzeug heißt das, dass man spätestens nach jedem 5. Schuss Material für die Produktion von weiteren 32 Produkten eingespart hat. Auch auf der anderen Seite des Atlantiks lässt sich bei Freudenberg Medical mit Hilfe dieser Technik der CO2-Ausstoß jährlich um gut 200 Tonnen senken. „Durch die Kaltkanal-Nadelverschluss-Technik vermeiden wir zirka 25 Tonnen Rohmaterialverlust pro Jahr im Vergleich zur Verwendung klassischer Verteilersysteme.“, fasst Dr. Kai Opdenwinkel, Geschäftsführer von Freudenberg Medical Europe die Ersparnisse für den Standort Kaiserslautern zusammen.
In Langres, Frankreich, produziert Freudenberg Sealing Technologies Motordichtungen für Verbrennungsmotoren in Großserien. Bei der Herstellung der Simmerringe und O-Ringe aus Elastomer musste bislang teilweise bis zur Hälfte des eingesetzten Materials als Abfall entsorgt werden. Um diese gewaltigen Mengen zu reduzieren und damit auch die CO2-Bilanz deutlich zu verbessern, wurde die Produktion kürzlich auf Kaltkanal-Nadelverschluss-Technik umgestellt. Dadurch gelang es, den verfahrens- und konstruktionsbedingten Abfall – den sogenannten Engineered Waste – bei vielen Produkten deutlich zu reduzieren. So fällt bei einigen der Produkte, die bislang den meisten Abfall verursacht haben, nahezu kein Engineered waste mehr an. Das erbrachte insgesamt eine beeindruckende Materialeinsparung von circa 70 Tonnen pro Jahr. „Damit können wir jedes Jahr allein bei der Herstellung dieser Produktgruppe über 600 Tonnen CO2 einsparen“, so Volker Schroiff, Head of Technology Management in der Abteilung Technology & Innovation.
Die Kaltkanal-Technik ist heute der Standard in der Silikonverarbeitung. Liquid Silicone Rubber verfestigt sich bei Temperaturen von 170° C bis 200° C und kann, einmal vernetzt, nicht eingeschmolzen und wiederverwendet werden. Beim herkömmlichen Spritzgießen wird das fließfähig gemachte Material durch einen Angusskanal in das beheizte Werkzeug gespritzt, das die Negativform des Produkts enthält. Da dieser Kanal direkt am Werkzeug anliegt, erreicht dieser Temperaturen, bei denen sich auch das Silikon zu vernetzen beginnt, das sich am Ende des jeweiligen Spritzvorgangs noch im Angusskanal befindet. Auf diese Weise entstehen große Abfallmengen, die entsorgt werden müssen. Um zu verhindern, dass Material ungenutzt verlorengeht, trennt man bei der sogenannten Kaltkanal-Technik den gekühlten Injektionskanal durch eine Isolierplatte vom Werkzeug. Dies verhindert ein vorzeitiges Vernetzen des Silikons und reduziert den Abfall erheblich.
Der Nadelverschluss ermöglicht weitere signifikante Materialeinsparungen: Nachdem das Elastomer durch den Kanal in die Form gespritzt wird, verschließt eine Nadel die Düse und unterbricht damit den Materialfluss direkt am Produkt. Auf diese Weise entfallen störende Angussmarkierungen, die in weiteren Bearbeitungsschritten entfernt werden müssten. Dies spart nicht nur Zeit, sondern auch zusätzliche Energieressourcen.