Termoformowanie włókien celulozowych

Zasada 3 U: „Unikaj kupowania zbędnych rzeczy, Użyj powtórnie, Utylizuj” powinna być czymś więcej niż tylko pustym frazesem, należy ją wprowadzić w życie. KIEFEL GmbH, Freilassing, jest partnerem technologicznym, który działa w różnych obszarach branży tworzyw sztucznych i opakowań i wspiera klientów w opracowywaniu materiałów i produktów zgodnych z ideą zrównoważonego rozwoju. Oprócz typowych tworzyw sztucznych nadających się do recyklingu, systemy firmy Kiefel mogą również przetwarzać materiały pochodzące z recyklingu (np. rPET) lub materiały na bazie biologicznej (np. PLA - polilaktyd).

„Coraz więcej klientów pyta nas o technologię, którą mogliby wykorzystać do produkcji wysokiej jakości opakowań na bazie celulozy. Nasze systemy termoformowania włókien celulozowych stanowią rozwiązania uzupełniające urządzenia do przetwórstwa tworzyw sztucznych”- mówi Erwin Wabnig, szef Fiber Thermoforming, opisując ewolucję nowej maszyny “NATUREFORMER”.  Dzięki temu, firma Kiefel jest w stanie dostarczyć maszynę wykorzystującą odpowiednią technologię - niezależnie od tego, jaki materiał chce przetwarzać klient.

Stosując technologię termoformowania włókien celulozowych, firma weszła w nowy obszar rozwiązań technologicznych wykorzystujących nowy materiał - bazując na dziesięcioleciach doświadczeń w produkcji maszyn do termoformowania. Istnieje dobry powód ku temu, aby określić proces realizowany przez nową maszynę NATUREFORMER jako "Kiefel-Fiber-Thermoforming" (technologia termoformowania włókien celulozowych firmy Kiefel) lub w skrócie KFT. Wabnig potwierdza: „Jeśli chodzi o wygląd, trudno odróżnić produkty papierowe od tych wykonanych z tworzywa sztucznego. Chodzi tutaj na przykład o takie zastosowania jak wkładki do wysokiej jakości urządzeń elektronicznych, które wyglądają elegancko i spełniają swoją funkcję ochronną.  „Korzyść jest oczywista: W tym przypadku, całość opakowania - opakowanie zewnętrzne i wkładka - zbudowana jest z jednego materiału - włókna celulozowego, co oznacza, że przed recyklingiem nie jest wymagana żadna separacja materiałów.”

Maszyna pod mikroskopem

Podobieństwo maszyny NATUREFORMER KFT 90 do klasycznej termoformierki KMD jest jednoznaczne. Nic dziwnego, ponieważ firma inżynieryjna z Freilassing zastosowała w maszynie KFT sprawdzoną technologię przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Surowa pulpa papierowa jest przetwarzana w partiach o zawartości włókna do 1%. Symulacje przepływu zapewniają równomierne rozłożenie włókien w całej objętości zbiornika. Narzędzie zasysające z metalowej siatki zanurza się w zawiesinie, ciecz jest zasysana pod wpływem podciśnienia, a włókna pozostają w narzędziu w postaci placka filtracyjnego. Belka natryskowa oczyszcza krawędź narzędzia i usuwa nadmiar pulpy. Narzędzie zasysające przesuwa się do stanowiska tłoczenia. Alexander Huber, kierownik ds. produktów z włókien termoformowanych, opisuje ten proces: „Elastyczne narzędzie do wstępnego tłoczenia zapewnia bardzo równomierny rozkład włókien na całej geometrii narzędzia.”

Po tym etapie, zawartość włókien osiąga poziom około 40%. Narzędzie zasysające przenosi następnie detal na stanowisko tłoczenia na gorąco. Cała pozostała wilgoć jest usuwana pod wpływem działania temperatury do 200°C w górnym i dolnym narzędziu i siły docisku o wartości do 600 kN. Huber wyjaśnia: „Nasza technologia pozwala nam uzyskać wysokość produktu do 250 mm. Wykorzystujemy gniazda form bezpośrednio ogrzewane za pomocą wkładów grzejnych. Wkłady grzejne są zintegrowane z narzędziem do tłoczenia na gorąco. To pozwala nam uzyskać optymalną wymianę ciepła, zmniejszyć zużycie energii i zapewnić wysoką jakość produktu."

Narzędzie zasysające jest zamontowane na robocie manipulacyjnym i przenosi detal od stanowiska do stanowiska. W ten sposób można ustawiać narzędzie w określonej pozycji w celu wykonania konserwacji, czyszczenia i wymiany narzędzia. Wymiana narzędzia termoformierki NATUREFORMER KTR 90 trwa tylko 15 minut dzięki zastosowaniu zautomatyzowanego systemu szybkiej wymiany narzędzia. Firma Kiefel dostosowuje automatykę maszyny - w zakresie funkcji, układania, zawijania, pakowania produktów w pudełka - do wymagań klienta. Funkcje kontroli jakości oraz inspekcji można zintegrować z maszyną przy wykorzystaniu dodatkowych modułów.

Kompletny system pilotażowy już pracuje, produkując kubki referencyjne Kiefel, przy czasie cyklu wynoszącym 15 sekund. Huber podkreśla: „W naszym portfelu zamówień już teraz mamy wiele systemów. Pierwszy dostarczymy do klienta w połowie tego roku.” Dzięki temu, Kiefel jest pierwszym producentem maszyn do termoformowania tworzyw sztucznych, który oferuje wysoce zautomatyzowane systemy do termoformowania włókien celulozowych.