Wie Vakuumtechnologie die Energiewende in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung vorantreibt

Das Thermoformen ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Kunststoffverarbeitung weltweit. Von Tabletts für Lebensmittelverpackungen bis hin zu Fahrzeuginnenraumkomponenten, von Verpackungen für medizinische Geräte bis hin zu Industriepaletten: Thermoformen formt die Kunststoffprodukte, die wir täglich verwenden. Doch es gibt einen versteckten Kostenfaktor, den viele Hersteller übersehen: den Energieverbrauch.

Vakuumtechnik ist ein entscheidendes Element für Qualität und Effizienz in der Kunststoffverarbeitung – beim Thermoformen, Recycling, der Folienextrusion sowie der Kunststoffentgasung und -beschichtung. Allerdings sind herkömmliche Vakuumsysteme in Thermoformvorgängen oft überdimensioniert, ineffizient und energieintensiv. Moderne Vakuumpumpen für die Kunststoffproduktion sind heute auf einen geringeren Stromverbrauch bei gleichzeitig hoher Leistung ausgelegt. In diesem Artikel wird untersucht, wie fortschrittliche Vakuumtechnologie – insbesondere ölgedichtete Drehschieberpumpen wie die PVX-Serie von Wordfik – eine Energierevolution in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung vorantreibt.

Beim Thermoformen werden Kunststoffplatten auf eine Umformtemperatur erhitzt und dann der erweichte Kunststoff mithilfe von Vakuumdruck gegen eine Formoberfläche gezogen. Das Vakuumsystem muss:

• Entlüften Sie schnell die Luft zwischen der Kunststofffolie und der Form
• Halten Sie während des gesamten Formungszyklus ein stabiles Vakuum aufrecht
• Bewältigen Sie kurze Zykluszeiten in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien

Herkömmliche Thermoformverfahren verwenden typischerweise mehrere Vakuumpumpen pro Maschine – häufig zwei Pumpen pro Thermoformmaschine: eine zum Formen der Folie in die Form und eine andere für andere Funktionen. Dieser dezentrale Ansatz führt zu:

Untersuchungen haben gezeigt, dass Wälzkolbenpumpen, die traditionell beim Thermoformen eingesetzt werden, bis zu 90 % der Energie durch Abwärme des Motors verschwenden können. In einem dokumentierten Fall reduzierte der Austausch von vier Ölflügelzellenpumpen mit einem Gesamtverbrauch von 14,5 kW durch eine moderne Alternative die Lastleistung auf nur 4,4 kW – eine effektive Energieeinsparung von 70 %.

Die ölgedichteten Drehschieber-Vakuumpumpen der PVX-Serie von Wordfik wurden speziell für anspruchsvolle Industrieanwendungen wie Thermoformen entwickelt. So sorgen sie für Energieeffizienz:

1. Optimierte Pumpgeschwindigkeitsanpassung

Die PVX-Serie bietet eine Reihe von Saugvermögen von 40 m³/h bis 360 m³/h, sodass Hersteller genau die richtige Pumpe für ihre Anwendung auswählen können – nicht überdimensioniert, nicht unterdimensioniert. Dadurch entfällt die Energieverschwendung durch den Betrieb einer Pumpe, die für den tatsächlichen Bedarf zu groß ist.

2. Effizientes Motordesign

PVX-Pumpen verfügen über hocheffiziente kupfergewickelte Motoren, die eine maximale Leistung pro verbrauchtem Kilowatt Strom liefern. Das Ergebnis: mehr Vakuum mit weniger Energie.

3. Reduzierte Wärmeentwicklung

Effizienter Betrieb bedeutet weniger Energieverschwendung in Form von Wärme. Dies spart nicht nur Strom, sondern reduziert auch die Kosten für die Anlagenkühlung – ein versteckter, aber erheblicher Kostenfaktor bei Thermoformvorgängen.

4. Stabile Vakuumleistung

PVX-Pumpen halten während des gesamten Formungszyklus ein stabiles Vakuumniveau aufrecht und gewährleisten so eine gleichbleibende Produktqualität bei optimalem Wirkungsgrad. Die Aufrechterhaltung stabiler Vakuumniveaus beim Versiegeln, Formen und Kühlen ist sowohl für die Qualität als auch für die Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung.

Einer der bedeutendsten Fortschritte bei der Energieeffizienz von Vakuumpumpen ist die Variable Speed ​​Drive (VSD)-Technologie. Die integrierte VSD-Funktion passt die Pumpengeschwindigkeit an den tatsächlichen Bedarf an und sorgt so für mehr Produktivität und weniger Energieverbrauch während des gesamten Produktionszeitraums.

Bei Thermoformanwendungen bietet die VSD-Technologie:

• Bis zu 70 % Energieeinsparung im Vergleich zu Pumpen mit fester Drehzahl
• Bis zu 58 % Energieeinsparung bei typischen Thermoformanwendungen
• Reduzierter Stromverbrauch während Leerlaufzeiten
• Längere Lebensdauer der Pumpe durch sanftere Starts und geringeren Verschleiß

Für Anlagen mit mehreren Thermoformmaschinen bieten zentrale Vakuumsysteme noch größere Energieeinsparungen. Anstatt dass jede Maschine ihre eigene(n) Pumpe(n) hat, verwendet ein zentrales System weniger, größere Pumpen, die effizienter arbeiten.

Die Vorteile sind erheblich:

• Weniger Pumpen – eine Vakuumpumpe statt fünf
• Energieeinsparung von mehr als 50 %
• Deutlich reduzierte Wartungskosten
• Pumpen laufen nur dann, wenn im Prozess tatsächlich Vakuum benötigt wird
• Reduzierte Wärmeabgabe in den Produktionsbereich

Die ölgedichteten Drehschieber-Vakuumpumpen der PVX-Serie von Wordfik sind speziell für anspruchsvolle Thermoform- und Kunststoffverarbeitungsanwendungen konzipiert.

Ein führender Thermoformhersteller ersetzte vier herkömmliche Öl-Flügelzellenpumpen durch eine moderne, effiziente Alternative. Die Ergebnisse waren bemerkenswert:

In einem anderen Fall wurde eine Verpackungsanlage für Milchprodukte mit fünf Thermoformmaschinen mit jeweils zwei Vakuumpumpen auf ein zentrales Vakuumsystem umgestellt:

• Drastisch reduzierte Laufzeit einzelner Pumpen
• Massive Energieeinsparungen durch optimierten Betrieb
• Die zweistufige Paketevakuierung steigerte die Effizienz zusätzlich

• 30 % mehr Energieeinsparung als vergleichbare Modelle mit fortschrittlicher Drehschiebertechnologie
• 26 % Energieeinsparung bei aktiver Produktion, 94 % in Pausen mit Eco-Modus
• Hersteller berichten von einer Reduzierung der Energiekosten um 40 % durch die Umstellung auf effiziente Systeme

Gleichbleibende Vakuumniveaus bedeuten gleichbleibende Umformqualität. Moderne Vakuumpumpen halten beim Versiegeln, Formen und Kühlen ein stabiles Vakuum aufrecht, was zu Folgendem führt:

• Weniger Ausschuss
• Bessere Detailwiedergabe
• Konsistentere Wandstärke

Ölgedichtete Drehschieberpumpen mit fortschrittlichen Konstruktionsmerkmalen erfordern weniger häufige Wartung, wodurch Ausfallzeiten und Arbeitskosten reduziert werden.

Wenn man Energieeinsparungen, geringeren Wartungsaufwand und verbesserte Produktivität zusammenzählt, sind die Gesamtbetriebskosten eines modernen Vakuumsystems deutlich niedriger als bei herkömmlichen Alternativen.

Ein geringerer Energieverbrauch bedeutet geringere CO2-Emissionen. Für Hersteller, die Nachhaltigkeitsziele verfolgen, ist die Modernisierung von Vakuumsystemen einer der effektivsten Schritte, die sie unternehmen können.

Bewerten Sie Ihre aktuellen Vakuumsysteme. Wie viele Pumpen laufen? Wie hoch ist ihr Gesamtenergieverbrauch? Laufen sie kontinuierlich, auch wenn sie nicht benötigt werden?

Wählen Sie Pumpen mit dem richtigen Saugvermögen für Ihren tatsächlichen Bedarf – nicht „vorsichtshalber“ überdimensioniert.

Bei Anlagen mit mehreren Maschinen kann ein zentrales Vakuumsystem zu erheblichen Energieeinsparungen führen.

Arbeiten Sie mit einem Vakuumpumpenhersteller zusammen, der sich mit Thermoformanwendungen auskennt und die richtige Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen bieten kann.

Die Energiewende in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung ist da. Moderne ölgedichtete Drehschieber-Vakuumpumpen – insbesondere solche mit effizientem Motordesign, der richtigen Größe für die Anwendung und integriert in zentrale Systeme – können im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen Energieeinsparungen von 50–70 % ermöglichen.

Die PVX-Serie von Wordfik bietet Thermoformherstellern:

• Tiefvakuum bis 0,5 mbar für gleichbleibende Umformqualität
• Das richtige Saugvermögen für jede Anwendung
• Hocheffiziente Motoren für maximale Energieeinsparung
• Bewährte Zuverlässigkeit im 24/7-Dauerbetrieb

Ganz gleich, ob Sie eine einzelne Thermoformmaschine oder eine komplette Produktionsanlage betreiben, Wordfik hat die Vakuumlösung, die Ihnen dabei hilft, Energiekosten zu senken, die Produktqualität zu verbessern und Ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.