Neues System zur automatisierten Einstellung der Düsenlippe

Das neue EDI Prodigi-System hebt Extrusions- und Beschichtungsprozesse auf eine neue Ebene, indem es die Lippenspaltverstellung vollständig automatisiert.

Mit dem neuen automatischen Lippenanpassungssystem für seine EDI-Extrusions- und Fluidbeschichtungsdüsen erreicht Nordson die gewünschten Toleranzen in der Lippenbreite viermal schneller als herkömmliche Thermojustierbolzen und unterstützt damit die Forderung der Betriebe nach mehr Nachhaltigkeit.

In der Vergangenheit wurde die Lippenanpassung hauptsächlich mit Thermojustierbolzen realisiert. Thermojustierbolzen werden sehr von externen Faktoren beeinflusst, so dass eine gleichmäßige Dicke und Konsistenz manchmal  schwer zu erreichen sind. Außerdem brauchen die Thermojustierbolzen in der Regel eine manuelle Voreinstellung, so dass der Prozess nicht vollständig automatisiert und somit schwer zu wiederholen ist.

Anstelle der Verwendung von Thermojustierbolzen um die Lippenverstellung zu steuern setzt Prodigi auf eine Reihe von motorisierten Justierbolzen, die mit der beweglichen Lippe der Düse verbunden sind. Die installierten Stellantriebe setzen die Motordrehung reibungslos in eine präzise lineare Bewegung um, um die Lippe zu öffnen und zu schließen. Hierfür muss der Bediener nicht an der heißen Düse stehen, sondern steuert dies bequem über eine Schnittstelle. Somit wird der Prozess viel schneller, sicherer und energieeffizienter.

Erfolgreiche Versuche in der Extrusion- und Fluidbeschichtung

Um das neue System zu testen, führte Nordson eine Reihe von Extrusions- und Fluidbeschichtungsversuchen im EDI Technology Center in Chippewa Falls, Wisconsin, USA, sowie eine Reihe von Extrusionsversuchen im Labor von Davis-Standard, LLC, in Fulton, New York, USA, durch. Davis-Standard ist als Anlagenlieferant seit mehreren Jahren einer der bevorzugten Partner von EDI und bot die perfekte Testumgebung für das erste produktionsreife Prodigi-System.

“Wir haben während der Tests dieser Technologie großartige Ergebnisse erzielt”, sagt Sam Iuliano, Verantwortlicher für technische Entwicklung bei David Standard. “Bei der ersten Einstellung des Lippenspaltes konnten wir die Lippe in nur 35 Sekunden um 0,38 mm schließen. Um das ähnlich genau hinzubekommen, braucht man bei einer herkömmlichen automatischen Düsen-Fühlerlehren wiederholte manuelle Einstellungen, was etwa 15 Minuten dauert.”

Der Test bei Davis-Standard, bei dem Polymere von LyondellBasell und ein NDC-Scansystem verwendet wurden, zeigte auch deutlich, wie vorteilhaft das Prodig-System in Bezug auf die Produkttoleranzen und die Steuerungsgeschwindigkeit ist.

“Wir stellten den gewünschten Lippenspalt ein und anfänglich lag die Dickenabweichung +/- 25 %. Innerhalb von 44 Sekunden verringerte sich die Abweichung erheblich, und nur drei Minuten nach dem Einschalten des Profilkontrollsystems (APC) hatten wir eine nahezu perfekte Produktdicke über die gesamte Länge der Düse. Im Vergleich dazu dauert es durchschnittlich 12 Minuten, um die gleichen Toleranzen mit herkömmlichen thermischen Justierbolzen zu erreichen. Die Kunden sparen dadurch viel Zeit und können ihre Produktionszyklen exakt wiederholen. Dies führt zu deutlich weniger Ausschuss und mehr Produktionszeit, da die endgültigen Toleranzen so schnell erreicht werden”, erklärt Iuliano.

“Während der Versuche waren wir beeindruckt, wie schnell das Prodigi-System ist. Wir haben ein gespeichertes Lippenprofilrezept aus einem früheren Produktionslauf gestartet und in nur 30 Sekunden eine außergewöhnlich flache Folie produziert”, sagt Iuliano. “Davis-Standard gab an, dass sie normalerweise acht Minuten benötigen, um die gleichen Toleranzen beim Starten der Rezeptur mit herkömmlichen Thermojustierbolzen zu erreichen.”

Ein Sieg für die Effizienz

Ein weiterer Vorteil von Prodigi ist die hohe Energieeffizienz, da die motorisierten Justierbolzen wesentlich weniger elektrische Energie benötigen als die thermischen Bolzen. Während die thermischen Bolzen während des gesamten Produktionslaufs Wärme benötigen, verbraucht das Prodigi-System nach Erreichen eines stabilen Betriebs nur wenig bis gar keinen Strom.

Das EDI-Team geht davon aus, dass das Prodigi-System bei normalem Gebrauch und auf Jahresbasis weniger als 1 % des Stroms verbraucht, der für den Betrieb eines vergleichbaren Systems mit Thermojustierbolzen erforderlich ist.