EDI® Prodigi Matrizenlippen-Einstellsystem auf der K 2022 vorgestellt

Das neue, zum Patent angemeldete EDI® Prodigi™-System bringt Extrusions- und Beschichtungsprozesse auf eine neue Ebene, indem es die Lippenspalteinstellung vollständig automatisiert – und sie so schneller, sicherer und wiederholbarer macht.

CHIPPEWA FALLS, WI, USA, 5. Oktober 2022: In einer Zeit, in der die Industrie eine effizientere Nutzung ihrer Ressourcen fordert, plant Nordson, auf der K-Messe 2022 ein neues automatisiertes Lippeneinstellungssystem für seine EDI®-Extrusions- und Flüssigkeitsbeschichtungsdüsen vorzustellen. Dieses neue System erreicht Einspartoleranzen viermal schneller als herkömmliche Thermobolzensysteme und unterstützt so den Bedarf des Betriebs an erhöhter Nachhaltigkeit.

Die automatische Lippeneinstellung erfolgt seit Jahren über thermisch betätigte Bolzen. Thermische Bolzen werden stark von externen Faktoren beeinflusst, daher ist es manchmal schwierig, eine gleichmäßige und konsistente Dicke zu erreichen. Außerdem erfordern Thermobolzen normalerweise eine manuelle Voreinstellung, der Vorgang ist also nicht vollständig automatisiert und lässt sich nur schwer konsistent wiederholen. Obwohl die Lösung effektiv und bewährt war, wurde Transpatente klar, dass die Hersteller eine Lösung der nächsten Generation benötigten, um ihren Produktionsanforderungen gerecht zu werden.

„Als wir mit Kunden weltweit sprachen, wurde uns klar, dass sie mehr als nur eine hervorragende Produkteinheitlichkeit benötigen – sie brauchen eine stärkere Automatisierung. Wenn qualifizierte Arbeitskräfte schwer zu finden sind, ist eine unkomplizierte Prozesssteuerung mit weniger Bedienereingriffen der Schlüssel zur Steigerung der Gesamtrentabilität eines Flexible. Wir wussten, dass es einen besseren Weg geben muss“, sagt Scott Smith, Global Product Managing Director für Nordsons EDI®-Matrizengeschäft.

Und das stimmt. Nachdem ein erstes Konzept entwickelt und spezifiziert worden war, entschied sich Nordson für die Proflow-Familie von Aktuatoren durch das Process Solutions-Team von Honeywell (NASDAQ: HON), um den neuen Prodigi™-Würfel so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen. Anstatt thermische Bolzen zur Steuerung der Lippeneinstellung zu verwenden, verlässt sich die Prodigi™-Matrize auf eine Reihe motorisierter Aktuatoren, die mit der Lippe der Matrize Transpatente verbunden sind. Die installierten Aktuatoren setzen die Motordrehung reibungslos in eine präzise lineare Bewegung um, um die Lippe lokal zu öffnen und zu schließen. Wird dieser Vorgang nicht am heißen Chip, sondern über eine Benutzeroberfläche durchgeführt, ist der Prozess deutlich schneller, sicherer und energieeffizienter.

Ein bewährter Erfolg für Extrusions- und Flüssigkeitsbeschichtungsanwendungen
Zur Evaluierung des Systems hat Nordson eine Reihe von Extrusions- und Flüssigkeitsbeschichtungsversuchen in seinem EDI® Technology Center in Chippewa Falls (Wisconsin, USA) sowie eine Reihe von Extrusionsversuchen im Labor von Davis-Standard, LLC in Fulton (New York, USA) durchgeführt. Als Linienlieferant von Weltklasse ist Davis-Standard seit mehreren Jahren einer der bevorzugten Partner des EDI-Geschäfts und hat die perfekte Test-Umgebung für die erste produktionsreife Prodigi™-Matrize bereitgestellt. „Wir freuen uns, der Systemintegrator für die Mess- und Prodigi™-Matrizensysteme zu sein und damit die Leistungslatte für alle unsere Kunden höher zu legen“, erklärte Ricky Keller, Vice President-Market Development im Geschäftsbereich Converting Systems von Davis-Standard.

„Wir haben bei der Evaluierung dieser neuen Technologie großartige Ergebnisse erzielt“, sagt Sam Iuliano, EDI®-Cheftechnologe. „Bei unseren ersten Versuchen zur Einstellung des Lippenspalts bei Davis-Standard gelang es uns, die Lippe in nur 35 Sekunden um 0,015 Zoll zu schließen. Bei einem herkömmlichen automatischen Werkzeug würde dieser Vorgang die Verwendung von Fühlerlehren und iterative manuelle Anpassungen beinhalten, was im Gegensatz dazu etwa 15 Minuten dauert, bis es mit angemessener Genauigkeit abgeschlossen ist.“

Die erste Testrunde bei Davis-Standard, bei der mehrere LyondellBasell Harzen und ein Scansystem von NDC Technologies zum Einsatz kamen, zeigte auch deutlich, wie vorteilhaft das Prodigi™-System sowohl hinsichtlich der Produkteinheitlichkeit als auch der Kontrollgeschwindigkeit ist.

„Wir haben den gewünschten Lippenabstand eingestellt und als wir begannen, betrug die anfängliche Dickenabweichung +/- 25 %. Innerhalb von 44 Sekunden verringerte sich die Dickenschwankung erheblich und nur drei Minuten nach Aktivierung der automatischen Profilkontrolle (APC) hatten wir über die gesamte Länge der Matrize eine nahezu perfekte Dicke. Zum Vergleich: Mit herkömmlichen thermischen Aktuatoren dauert es durchschnittlich 12 Minuten, um die gleichen Toleranzen zu erreichen. Kunden sparen erheblich Zeit und können ihre Produktionszyklen exakt wiederholen. Dadurch entsteht wesentlich weniger Ausschuss und die Produktionszeit wird verlängert, da die endgültigen Toleranzen schneller erreicht werden“, erklärt Iuliano.

„Wir haben das Prodigi™-Matrizensystem im Vergleich zu aktuellen Thermobolzenmatrizen getestet und es hat sich gezeigt, dass das Prodigi™-System die Leistungslatte um eine Größenordnung höher legt.  „Ich habe in den vergangenen 40 Jahren große Veränderungen im APC-Bereich miterlebt und das Prodigi™-System stellt für die Profilkontrolle von Flachmatrizen definitiv einen großen Fortschritt dar“, bemerkte Ricky Keller von Davis-Standard.

„Während der gesamten Testphase waren wir von der Geschwindigkeit des Prodigi™-Matrizensystems beeindruckt. „Wir haben ein gespeichertes Lippenprofilrezept aus einem früheren Durchgang verwendet und in nur 30 Sekunden einen außergewöhnlich flachen Film produziert“, sagt Iuliano. „Davis-Standard gab an, dass sie mit herkömmlichen thermischen Aktuatoren normalerweise 8 Minuten benötigen, um die gleichen Toleranzen ab Rezeptstart zu erreichen.“

Um die Perspektive eines Industrieanwenders zu gewinnen, wurde auch der globale Verpackungslieferant Amcor zu den Entwicklungsversuchen eingeladen. „Die Leistung der Prodigi™-Matrize mit ihrer Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit wird für Konverter einen Wendepunkt darstellen. Da wir uns immer in Richtung kleinerer Auflagen bewegen, sind wir ständig auf der Suche nach Werkzeugen, die uns dabei helfen, Verluste zu reduzieren und unsere Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) zu verbessern. Diese neue Technologie von Nordson wird es den Verarbeitern ermöglichen, diese Ziele sicher und effizient zu erreichen", berichtet Brent Martins, R& D Fellow bei Amcor PLC.

Aufgrund seiner hohen Genauigkeit unterstützt das Prodigi™-System auch Flüssigkeitsbeschichtungsanwendungen. „Die Tests der Beschichtungslinie in unserem Labor waren äußerst vielversprechend und wir werden in der Lage sein, Kunden im Bereich Flüssigkeitsbeschichtung mit ebenso beeindruckenden Ergebnissen zu unterstützen“, so Aufzeichnungen Iuliano.

Ein Gewinn für die Effizienz
Ein weiterer Vorteil des Prodigi™-Systems ist seine hohe Energieeffizienz, da die motorisierten Antriebe bei einer viel niedrigeren Temperatur arbeiten als Thermobolzen. Während die Thermobolzen während eines Produktionslaufs konstante Wärme benötigen, verbraucht das motorisierte Lippenaktuatorsystem Prodigi™ nach Erreichen des stationären Betriebs wenig bis gar keine Stromversorgung, wodurch der Gesamtenergieverbrauch und die Umweltbelastung reduziert werden.

Tatsächlich wird prognostiziert, dass das Prodigi™-Antriebssystem bei normaler Verwendung und auf Jahresbasis weniger als 1 % des Stroms verbrauchen würde, der zum Betrieb eines vergleichbaren thermischen Matrizenbolzensystems erforderlich wäre.

„Das Finden technischer Lösungen erfordert Vorstellungskraft und Kreativität. Wir haben beides genutzt, um dieses innovative System zu entwickeln, das das Potenzial hat, die Branche zu verändern und die Produzenten auf die Zukunft vorzubereiten. Wir sind enorm stolz auf das, was wir erreicht haben“, sagt Smith. Iuliano fügt hinzu: „Wir können es kaum erwarten, dies auf der K 2022 mitzubringen und unseren Branchenkollegen die neueste EDI®-Matrizentechnologie zu zeigen.“

Nordson und Davis-Standard werden während der K 2022 kurze technische Präsentationen zu Prodigi™-Systemen und den Entwicklungsversuchen halten. Um mehr zu erfahren, fügen Sie Nordson zu Ihrer Messeplaner .