Toekomstbestendig produceren betekent vandaag de dag niet meer alleen circulair denken, maar ook efficiënt omgaan met energie. Met de huidige energieprijzen in Nederland is energiereductie een bepalende factor geworden voor je concurrentiepositie.

Wij geloven dat ieder spuitgietbedrijf energie kan besparen binnen het bestaande proces. Zonder, maar ook met energiezuinige apparatuur.

In dit kennisblog nemen we je mee in wat jij vandaag al kunt doen om energiezuinig te produceren. Je ontdekt aan welke knoppen je figuurlijk én letterlijk kunt draaien om energie-efficiënt te spuitgieten.

 

Is een nieuwe machine de oplossing?

Wanneer energie besparen ter sprake komt, wordt vaak als eerste gekeken naar het machinepark. Moderne hydraulische, elektrische,en hydride spuitgietmachines zijn energiezuiniger dan oudere hydraulische uitvoeringen. Maar met apparatuur alleen is de energiebesparing nog niet volledig benut.

Ook met moderne machines blijft het proces bepalend. Zo kan er energiebesparing behaald worden door slimmere matrijskoeling en temperering, door het gebruik van variabele doorstromingen en temperatuurverschil (delta T) regelingen.
Daarnaast is een investering in een nieuw machinepark niet altijd direct mogelijk. In beide gevallen is het waardevol om te onderzoeken wat er binnen het bestaande proces aan energie verbruikt wordt én waar de besparingsruimte zit.

 

Frisse blik op bestaande processen

Vakmanschap vormt de basis van elk kunststofbedrijf. Processen zijn zorgvuldig ingericht en instellingen geven stabiliteit. Engineers begrijpen hoe machine, matrijs en materiaal elkaar beïnvloeden. Operators weten precies op welke knoppen ze moeten drukken.

Juist daarom is het interessant om het bestaande proces opnieuw te bekijken. Niet omdat instellingen verkeerd staan, maar omdat de omstandigheden veranderd zijn. Energie weegt vandaag zwaarder mee in de kostprijs dan een paar jaar geleden. Dat vraagt om een nieuwe blik op al gemaakte keuzes.

Dat betekent niet dat alles anders moet, maar wel dat het verstandig is om bewust te onderzoeken waar de besparingsruimte zit. Denk daarbij aan aanpassingen van bijvoorbeeld cilindertemperaturen, matrijs temperaturen of sluitkracht reductie. Daarbij is het uitgangspunt dat de cyclustijd wel gelijk blijft, of zelfs wordt gereduceerd. Langere productieruns kosten immers ook meer energie.

 

Wat kun je in het spuitgietproces beïnvloeden?

Een deel van het energieverbruik hoort bij spuitgieten. Het materiaal moet worden gesmolten, onder druk in de matrijs worden gebracht en gecontroleerd worden gekoeld. Dat is inherent aan het proces .

Maar binnen dat vaste kader maak je continu keuzes, bijvoorbeeld over:

• verwerkingstemperatuur van het materiaal
• Matrijstemperatuur
• injectie snelheid
• schroefsnelheid
• sluitkracht
• instellingen van randapparatuur

En juist in die keuzes zit de bewegingsruimte.

 

Speel met de marges

Veel materialen hebben een aanbevolen verwerkingstemperatuur. In de praktijk wordt vaak gekozen voor de hogere kant van dat bereik. Dat geeft zekerheid: een goede vloei dus makkelijker vullen.

Maar stel jezelf eens de vraag: is die hogere temperatuur noodzakelijk voor dit specifieke product? Of kan dezelfde kwaliteit ook bereikt worden met een lagere temperatuur?

Hetzelfde geldt voor de parameter sluitkracht. Ook die wordt tijdens het opbouwen van een proces vaak ingesteld met een comfortabele marge om stabiliteit te waarborgen en bijvoorbeeld vliesvorming tegen te gaan. Maar het opbouwen van sluitkracht kost energie, kan die sluitkracht misschien omlaag? Hoe moet je een proef starten om te kijken wat de optimale sluitkracht is?

 

Maak energieverbruik meetbaar

Wil je energiezuiniger spuitgieten, dan moet je eerst weten hoe jouw verbruiksprofiel eruitziet. Een energiedashboard maakt inzichtelijk wat een machine daadwerkelijk verbruikt. Moderne spuitgietmachines geven hier soms al inzicht in, maar als daar niet naar wordt gekeken wordt er ook niks bespaard. Daarmee kun je gerichter analyseren waar het reductiepotentieel zit.

Beantwoord hiermee vragen als:

• Wat verbruiken mijn machines bij de huidige instellingen?
• Wat gebeurt er met het kWh-verbruik (bijvoorbeeld per product) als de verwerkingstemperatuur wordt aangepast?
• Wat is het effect van een hogere schroefsnelheid?
• Verandert het energieprofiel wanneer de matrijstemperatuur anders wordt ingesteld?

Denk naast de spuitgietmachine zelf ook aan alle aanverwante systemen waar energie wordt verbruikt. Een machine kan efficiënt lijken te draaien, terwijl een groot deel van het energieverbruik voortkomt uit randapparatuur, momenten van stilstand of ineffeciente centrale koelsystemen. Door energieverbruik te koppelen aan procesdata ontstaat een completer beeld. Pas dan wordt energiereductie concreet en meetbaar.

 

Ontdek zelf de mogelijkheden van energiezuinig spuitgieten

Ben je benieuwd hoe groot het reductiepotentieel in jouw spuitgietproces is? Op 9 april laten we tijdens het Kunststof Seminar: Toekomstbestendig Produceren een praktijkcasus zien waarin we de effecten van verschillende energiebesparende maatregelen inzichtelijk maken. Je ziet daar concreet wat het betekent om parameters systematisch te onderzoeken en energieverbruik meetbaar te maken.

 

Wil je daarna zelf aan de slag?

Volg dan de aansluitende Masterclass Energie-efficiënt Spuitgieten op 7 mei en ga actief werken aan je eigen energiereductie. In een gecontroleerde testomgeving onderzoek je samen met andere professionals de balans tussen kwaliteit, kosten en energieverbruik. Je leert hoe je:

• machine en matrijs optimaal op elkaar afstemt
• grondstofkeuzes relateert aan energie-input
• randapparatuur kritisch beoordeelt
• procesparameters finetunet voor maximale energie-efficiëntie

Ga voor meer informatie en aanmelden naar deze pagina.

En hoe het vaak wél kan

Steeds meer bedrijven stappen over op gerecycled kunststof (recyclaat). Omdat ze het willen, omdat het gevraagd wordt óf allebei. De wens is groot, maar de uitvoering lijkt nog weleens een drempel te zijn. In deze blog helderen we de 3 grootste misverstanden op over recyclaat.

Regelmatig spreken we bedrijven die zoeken naar een duurzamer alternatief voor de kunststof waarmee ze – soms al tientallen jaren – produceren. Een aantal van die bedrijven heeft al eens geprobeerd met recyclaat te werken, maar zijn nog niet overtuigd. ‘Het loopt niet lekker op de spuitgiet- of extrusiemachines.’ Of: ‘Mijn product brak sneller.’

Dat kan natuurlijk! Maar dat betekent nog niet dat het onmogelijk is om recyclaat in te zetten. Met de juiste kennis en handelingen kan er meer dan je denkt. Te vroeg concluderen dat recyclaat geen optie is, is dan natuurlijk jammer.

 

Hoe dan wel?

Door vooraf goed in kaart te brengen aan welke eisen jouw product moet voldoen én welke eigenschappen het recyclaat moet hebben. Je wil namelijk weten welke impact een switch naar recyclaat heeft op drie aspecten: het productieproces, het uiterlijk van je product én de kwaliteit van je product. Dat leggen we verder uit aan de hand van drie misverstanden over recyclaat:

 

1. Mijn machines kunnen er niet goed mee werken (productieproces)

Vraag een operator die ooit met recyclaat heeft gewerkt zónder het proces aan te passen, en het antwoord zal overwegend negatief zijn.

Klopt de aanname? Dat werken met recyclaat aandacht vraagt klopt. Het kan uitdagend zijn. Meestal zit die uitdaging in de ‘vloei’ van het materiaal, ofwel: de MFI-waarde. Als je virgin kunststof inkoopt, is de MFI-waarde constant. Bij recyclaat kan de MFI-waarde hoger of lager zijn dan virgin. Ook kan de MFI-waarde variëren, omdat de bron ook steeds varieert. Je kunt hier problemen mee krijgen in de productie.

 

Wat is de oplossing? Hier leiden meerdere wegen naar Rome. Ten eerste kun je een ander recyclaat zoeken met de juiste MFI-waarde. Een tweede oplossing is de MFI-waarde te laten verhogen of verlagen door de formulering aan te passen. Je kunt lage en hoge MFI-recyclaat namelijk met elkaar mengen. Een andere optie is dat je virgin kunststof bij laat mengen. Tot slot kun je variatie opvangen door het proces en materiaal goed op elkaar af te stemmen. In het voorbeeld lees je wat je kunt doen bij een variërende MFI-waarde.

 

Vooraf kwaliteitstesten doen is dus cruciaal. En de MFI-waarde bepalen, dat is daar een belangrijk onderdeel van. Lees alles over inkomende kwaliteitstesten in deze blog.

 

2. Mijn product ziet er niet hetzelfde uit (uiterlijk/optisch)

‘De kleur die ik gebruik is niet beschikbaar in recyclaat. De producten zijn niet zo transparant als met virgin kunststof of er zitten strepen in. De consument wil dat niet.’

 

Klopt de aanname? Ja en nee! Over de beschikbaarheid: gelukkig zijn er tegenwoordig veel meer kleuren recyclaat beschikbaar omdat de sorteringsprocessen verbeterd zijn. Kom je vandaag de dag nog steeds niet aan je kleureisen? Neem dan je klant mee in de verduurzaming, zoals in het voorbeeld van de verfemmer (zie kader).

Wat is de oplossing? Wil je overstappen op recyclaat en is jouw kleur lastig te matchen? Dan zal je moeten ‘omdenken’ en je marketing en de (eind) klant mee moeten nemen in de verduurzaming slag.

Met het loslaten van de optische eigenschappen wordt de keuze reuze in gerecycled plastic. Natuurlijk gaat dat niet voor elk product op. Omdat het een zichtbaar onderdeel is van een ander product of omdat het glanzend of transparant moet zijn. Daarom denken we altijd graag mee in zo’n overstap.

 

“De overstap op recyclaat kan iets vragen van je product-design of marketing.”

Martine Bonnema, Business Manager R&D

 

3. De kwaliteit is niet goed genoeg (mechanisch)

‘Met recyclaat wordt mijn product brosser en breekt het sneller. Ik kan niet vertrouwen op een kwalitatief hoog resultaat.’

Klopt de aanname? Ook hier is het antwoord: ja en nee. Gerecycled materiaal dat keer op keer is verwerkt, kan degraderen.  Daardoor wordt het minder sterk of een stukje brosser. Ook kent recyclaat meer variatie (zie ook het eerste punt) en kan de kwaliteit van je product variëren.

Wat is de oplossing? Meten is weten! Aan welke eisen moet je product minimaal voldoen? Wordt jouw product zwaar belast, dan is er een hoogwaardig recyclaat nodig of kun je het laten modificeren met additieven.  Of je zult het eerst moeten doen met een mix van virgin en recyclaat zoals in dit project. Vooraf onderzoeken hoeveel procent recyclaat je kan (laten) bijmengen is dus belangrijk. Ervaring leert dat tegenwoordig veel producten ontworpen zijn op een hogere kwaliteit dan feitelijk nodig.  Door (opnieuw) de minimale producteisen vast te stellen, maak je als het ware een ‘paspoort’ van jouw product. Daarmee weet je precies welke waardes (de materiaaleigenschappen) je recyclaat moet hebben. Dat verruimt je keuze uit recyclaten aanzienlijk.
Een screening vooraf is dan ook onmisbaar, van zowel van je huidige als nieuwe materiaal. Alleen zo weet je of je met een bepaald type recyclaat  aan de kwaliteit kan voldoen. We adviseren altijd minstens het volgende te onderzoeken en een benchmark te doen: FTIR-ATS, DSC, verassing, MFI, treksterkte, impactsterkte. Lees meer over deze testen in deze blog.

Na deze testen heb je een aantal opties: je machines anders instellen, een ander recyclaat type kiezen of een additief toevoegen om zo wél de juiste kwaliteit te behalen.

 

Day-to-day business

Tot zover de uitdagingen en oplossingen. We hopen je alvast meer inzicht te hebben gegeven welke kennis je zoal nodig hebt over jouw product en welke eigenschappen van het recyclaat belangrijk zijn.

We begrijpen goed dat de day-to-day business al uitdagend genoeg kan zijn. Het is dan ook handig om een samenwerkingspartner te zoeken die je hierin kan ondersteunen. Denk bijvoorbeeld aan je leverancier of vraag ons als onafhankelijk partner. Voor ons is recyclaat namelijk day-to-day business.

Benieuwd wat overstappen op recyclaat voor jouw product betekent? Neem vrijblijvend contact met ons op en we denken graag met je mee.

Plastic producten hebben vaak een negatief imago, terwijl deze markt de afgelopen decennia sterk is gegroeid. Het probleem waar veel productmanagers, ontwerpers en R&D-managers mee te maken hebben, is waar ze moeten beginnen met het “vergroenen” van hun portfolio dat nog steeds op fossiele brandstoffen is gebaseerd. In deze blog geven we 3 opties die u op weg helpen.

 

Plastic: the best and the worst

Er wordt vaak gezegd dat plastics de drijvende kracht zijn achter de circulaire en koolstofarme economie die Europa voor ogen heeft. De unieke eigenschappen van plastics zorgen voor unieke functionaliteiten: lange levensduur, niet-corrosief, eindeloos recyclebaar en licht van gewicht. Maar dat heeft een prijs; het grootste deel van de polymeren is nog steeds gebaseerd op fossiele brandstoffen en de hoeveelheid polymeren die daadwerkelijk wordt gerecycled, is nog steeds beperkt. Bovendien belanden plastics vaak op de vuilnisbelt en bedreigen microplastics onze wateren. Dus de vraag rijst, wat kunnen we doen om deze producten toekomstbestendig te maken? 

 

Reduce, Re-use and Recycle; waar en hoe te beginnen?

Waarschijnlijk bent u al begonnen met een of meer van de onderstaande R’s om de impact van uw producten te verminderen: 

• Verminderen: Verminder het gewicht en/of schakel over op niet-fossiele of niet-virgin grondstoffen. Verleng de levensduur van het product zodat minder herhaalaankopen nodig zijn. 
• Hergebruiken: Verbeter de repareerbaarheid en voeg modulaire componenten toe.
• Recycling: Herwin waardevolle materialen om nieuwe producten te produceren.

De 3 R’s zijn enigszins abstract en niet voldoende richtinggevend voor ontwerpers, productontwikkelaars, marketeers en R&D-ingenieurs om een productwijziging te starten. In de samenvatting hieronder geven we u 3 mogelijke richtingen om te beginnen: 

 

 

 

1. Gebruik van recyclaat

Vandaag de dag is er een groeiende voorraad recyclaat die wordt gegenereerd uit industrieel en consumentenafval. Recyclaat wordt gewassen, gesorteerd (op kleur/kwaliteit) en opnieuw gesmolten tot granulaat. Grote fracties (in verschillende kwaliteiten) die beschikbaar zijn als recyclaat zijn PP, PET en PE (HDPE/LDPE). Hieronder enkele overwegingen om rekening mee te houden bij de inzet van recyclaat:

• Beschikbaarheid en prijs: stabiliteit van aanbod en prijs geeft inzicht in hoeveel recyclaat je kunt gebruiken.
• Fysieke eigenschappen: het is essentieel om de fysieke eigenschappen van beschikbare materialen te controleren en deze af te stemmen op de vereisten van je product. 

 

2. Gebruik van biogebaseerde kunststoffen

Op dit moment is het niet mogelijk om elk type product volledig te produceren met recyclaat als grondstof, vanwege verschillende redenen (zoals voorschriften voor voedselkwaliteit, fysische eigenschappen en beschikbaarheid). In het geval dat je toch een start wilt maken met het verminderen van het gebruik van fossiele brandstoffen en CO2-uitstoot, zijn bBiobased materialen een interessant alternatief. De belangrijkste factor om rekening mee te houden is beschikbaarheid en prijs, vanwege de relatief lage volwassenheid van deze technologie. Daarnaast is het belangrijk om de verwerkings- en fysieke eigenschappen te kennen, omdat sommige biobased kunststoffen directe alternatieven zijn (zoals Bio-PE), maar sommige materialen een compleet verschillende set eigenschappen hebben (zoals PHA, PEF). 

 

3. Gebruik van biologisch afbreekbare kunststoffen

Biologisch afbreekbare kunststoffen zijn een interessante oplossing voor kunststofproducten waarbij (onbedoelde) vrijlating in het milieu waarschijnlijk is. Voorbeelden hiervan zijn verpakkingen en draagbare textielproducten in de vorm van microplastics. Het overschakelen naar biologisch afbreekbare materialen kan afvalvermindering, microplastics en milieuvrijlating verminderen. 

Een belangrijk punt is om te controleren of de geteste afbraakconditie overeenkomt met de omgeving waarin het product waarschijnlijk wordt vrijgegeven (zoals industriële compostering, thuiscompostering, natuurlijke bodem). Tot slot zijn biologisch afbreekbare kunststoffen minder geschikt voor producten die kunnen worden gerecycled via een gecoördineerd end-of-life systeem, zoals via een systeem voor uitgebreide productverantwoordelijkheid (UPV). Waardevolle kunststoffen moeten in de kringloop worden gehouden in plaats van weg te lekken.

 

Maak een start in 2023!

Wilt u een start maken met het gebruik van recyclaat, biobased of biologisch afbreekbare kunststoffen, dan kan Polymer Science Park u helpen met een van onze materiaal- en verwerkingsdeskundigen. PSP is een open innovatiecentrum dat is gespecialiseerd in onderzoek en ontwikkeling van toekomstbestendige polymeren. Neem contact met ons op voor meer informatie.

 

Peter van Barneveld, 15 maart 2023