Wie Vakuumtechnologie die Energiewende in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung vorantreibt

Die Thermoformung ist eines der weltweit am weitesten verbreiteten Kunststoffverarbeitungsverfahren. Von Lebensmittelverpackungsschalen über Automobilinnenraumkomponenten bis hin zu Verpackungen für medizinische Geräte und Industrierollbehältern – die Thermoformung prägt die Kunststoffprodukte, die wir täglich verwenden. Doch es gibt versteckte Kosten, die viele Hersteller übersehen: den Energieverbrauch.

Die Vakuumtechnologie ist ein entscheidendes Element für Qualität und Effizienz in der Kunststoffverarbeitung – bei der Thermoformung, beim Recycling, bei der Folienextrusion sowie bei der Entgasung und Beschichtung von Kunststoffen. Allerdings sind herkömmliche Vakuumsysteme in Thermoformbetrieben oft überdimensioniert, ineffizient und energieintensiv. Moderne Vakuumpumpen, die in der Kunststoffproduktion eingesetzt werden, sind heute so konzipiert, dass sie bei gleichbleibend hoher Leistung weniger Strom verbrauchen. Dieser Artikel untersucht, wie fortschrittliche Vakuumtechnologie – insbesondere ölgekühlte Drehschieberpumpen wie die PVX-Serie von Wordfik – eine Energiewende in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung vorantreibt.

Bei der Thermoformung werden Kunststoffplatten auf eine Formtemperatur erhitzt und dann mittels Vakuumdruck der erweichte Kunststoff gegen eine Formoberfläche gezogen. Das Vakuumsystem muss:

• Luft zwischen Kunststoffplatte und Form schnell evakuieren
• Während des gesamten Formzyklus ein stabiles Vakuum aufrechterhalten
• Kurze Zykluszeiten in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien bewältigen

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

Forschungen haben gezeigt, dass die traditionell in der Thermoformung eingesetzten Roots-Pumpen bis zu 90 % der Energie über Abwärme vom Motor verschwenden können. In einem dokumentierten Fall reduzierte der Austausch von vier ölgekühlten Vane-Pumpen mit einem Gesamtverbrauch von 14,5 kW durch eine moderne Alternative die Lastleistung auf nur 4,4 kW – eine effektive Energieeinsparung von 70 %.

Die ölgekühlten Drehschieber-Vakuumpumpen der PVX-Serie von Wordfik sind speziell für anspruchsvolle industrielle Anwendungen wie die Thermoformung konzipiert. So erzielen sie Energieeffizienz:

1. Optimierte Anpassung der Pumpengeschwindigkeit

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

2. Effizientes Motordesign

PVX-Pumpen verfügen über hocheffiziente Kupferwickelmotoren, die eine maximale Leistung pro Kilowatt verbrauchter Elektrizität liefern. Das Ergebnis: mehr Vakuum bei weniger Energie.

3. Reduzierte Wärmeerzeugung

Effizienter Betrieb bedeutet weniger Energieverlust in Form von Wärme. Dies spart nicht nur Strom, sondern reduziert auch die Kühlkosten der Anlage – eine versteckte, aber signifikante Ausgabe bei Thermoformbetrieben.

4. Stabile Vakuumleistung

PVX-Pumpen halten während des gesamten Formzyklus stabile Vakuumwerte aufrecht und gewährleisten so eine gleichbleibende Produktqualität bei optimaler Effizienz. Die Aufrechterhaltung stabiler Vakuumwerte während des Verschließens, Formens und Kühlens ist sowohl für die Qualität als auch für die Energieeffizienz entscheidend.

Einer der bedeutendsten Fortschritte bei der Energieeffizienz von Vakuumpumpen ist die Frequenzumrichter-Technologie (VSD). Die integrierte VSD-Funktion passt die Pumpendrehzahl an den tatsächlichen Bedarf an und sorgt so für mehr Produktivität und geringeren Energieverbrauch während des gesamten Produktionszeitraums.

Bei Thermoformanwendungen liefert die VSD-Technologie:

• Bis zu 70 % Energieeinsparung im Vergleich zu Pumpen mit fester Drehzahl
• Bis zu 58 % Energieeinsparung in typischen Thermoformanwendungen
• Reduzierter Stromverbrauch während Leerlaufzeiten
• Verlängerte Pumpenlebensdauer durch sanftere Starts und reduzierte Abnutzung

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 beträchtlich:

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

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

Ein führender Thermoformhersteller ersetzte vier konventionelle ölgekühlte Vane-Pumpen durch eine moderne, effiziente Alternative. Die Ergebnisse waren bemerkenswert:

In einem anderen Fall stellte eine Molkereiverpackungsanlage mit fünf Thermoformmaschinen, die jeweils über zwei Vakuumpumpen verfügten, auf ein zentralisiertes Vakuumsystem um:

• Drastisch reduzierte Laufzeit einzelner Pumpen
• Massive Energieeinsparungen durch optimierten Betrieb
• Zweistufige Paketentleerung verbesserte die Effizienz weiter

• 30 % mehr Energieeinsparungen als bei vergleichbaren Modellen mit fortschrittlicher Drehschiebertechnologie
• 26 % Energieeinsparung während der aktiven Produktion, 94 % während Pausen mit Eco-Modus
• 40 % Reduzierung der Energiekosten von Herstellern, die auf effiziente Systeme umsteigen

Konstante Vakuumwerte bedeuten konstante Formqualität. Moderne Vakuumpumpen halten während des Verschließens, Formens und Kühlens ein stabiles Vakuum auf, was zu folgenden Ergebnissen führt:

• Weniger Ausschuss
• Bessere Detailwiedergabe
• Gleichmäßigere Wandstärke

Ölgekühlte Drehschieberpumpen mit fortschrittlichen Konstruktionsmerkmalen erfordern weniger häufige Wartung, was Ausfallzeiten und Arbeitskosten reduziert.

Wenn man Energieeinsparungen, reduzierte Wartung und verbesserte Produktivität zusammenrechnet, sind die Gesamtbetriebskosten eines modernen Vakuumsystems deutlich niedriger als bei herkömmlichen Alternativen.

Geringerer Energieverbrauch bedeutet geringere CO2-Emissionen. Für Hersteller, die auf Nachhaltigkeitsziele hinarbeiten, ist die Modernisierung von Vakuumsystemen einer der effektivsten Schritte, die sie unternehmen können.

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

Wählen Sie Pumpen mit der richtigen Pumpgeschwindigkeit für Ihre tatsächlichen Anforderungen – nicht überdimensioniert "nur für den Fall".

Für Anlagen mit mehreren Maschinen kann ein zentrales Vakuumsystem erhebliche Energieeinsparungen erzielen.

Arbeiten Sie mit einem Vakuumpumpenhersteller zusammen, der Thermoformanwendungen versteht und die richtige Lösung für Ihre spezifischen Bedürfnisse anbieten kann.

Die Energiewende in der Thermoformung und Kunststoffverarbeitung ist da. Moderne ölgekühlte Drehschieber-Vakuumpumpen – insbesondere solche mit effizienten Motordesigns, passgenau für die Anwendung und integriert in zentrale Systeme – können Energieeinsparungen von 50-70 % im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen erzielen.

Die PVX-Serie von Wordfik bietet Thermoformherstellern:

• Tiefvakuum bis 0,5 mbar für gleichbleibende Formqualität
• Passgenaue Pumpgeschwindigkeiten für jede Anwendung
• Hocheffiziente Motoren für maximale Energieeinsparungen
• Bewährte Zuverlässigkeit im 24/7-Dauerbetrieb

Ob Sie eine einzelne Thermoformmaschine oder eine vollständige Produktionsanlage betreiben, Wordfik hat die Vakuumlösung, die Ihnen hilft, Energiekosten zu senken, die Produktqualität zu verbessern und Ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.