Wenn eine alte hydraulische Spritzgießmaschine an Leistung verliert, lautet die am häufigsten gestellte Frage, was ihre Umstellung auf ein modernes elektrisches System kosten kann. Eine Spritzgießmaschine hat schwere Bewegungen: Formschließen, Öffnen, Auswerfen und Zwischenphasen, die die Hydraulik mit Temperaturwechseln, Leckagen und hohem Verbrauch belasten. Die Elektrifizierung löst viele dieser Probleme, doch ihre Kosten hängen von mehreren Faktoren ab, die in Ruhe analysiert werden müssen.
Was kostet die Elektrifizierung einer alten Hydraulikmaschine?
Die meisten Nutzer erwarten von der ersten Minute an eine genaue Zahl, aber so funktioniert es nicht. Jede alte Spritzgießmaschine hat ihre eigene Geschichte: Betriebsstunden, Zustand der Zylinder, Integration in die SPS, Formgröße, benötigte Kraft und verfügbarer Platz zum Einbau eines elektromechanischen Aktuators. Aus diesen Punkten lässt sich ein Investitionsrahmen abschätzen und berechnen, ob die Elektrifizierung machbar ist.
Der Prozess, dem wir bei Kernova folgen, beruht auf der Arbeit, die wir mit dem Smart Eco-Motion Kit leisten, bei der wir Lasten, Hub, Geschwindigkeit und Montagepunkte analysieren, bevor wir irgendein reales Angebot vorlegen. Dieselbe Methodik wird bei einer alten Spritzgießmaschine angewendet, aber an ihren Arbeitszyklus angepasst.
Faktoren, die die Kosten der Elektrifizierung einer alten Hydraulikmaschine verändern
Bei einer Kunststoff-Spritzgießmaschine variieren die Elektrifizierungskosten mit der zum Formschließen nötigen Kraft, der Hublänge und der mechanischen Steifigkeit des Rahmens. Je größer Kraft und Hub, desto größer der elektromechanische Aktuator und desto komplexer die Integration.
- Schließkraft: Es gibt Maschinen mit 50 Tonnen und andere mit mehr als 500. Diese Größe verändert den wirtschaftlichen Rahmen völlig.
- Schließhub: Ein langer Hub erfordert einen robusteren Aktuator samt verstärkten Halterungen.
- Zyklusgeschwindigkeit: Bei schnellen Maschinen muss der Aktuator präzise beschleunigen und bremsen, ohne an Stabilität zu verlieren.
- Zustand des Rahmens: Manche alten Maschinen brauchen strukturelle Verstärkungen, bevor der Aktuator eingebaut wird.
- Kompatibilität mit der SPS: Ist die Steuerung sehr alt, müssen Signale neu konfiguriert oder Module ersetzt werden.
Diese Faktoren erklären, warum keine zwei Elektrifizierungen gleich sind. Eine mittelgroße Spritzgießmaschine kann einen Aktuator mit hoher Tonnage aufnehmen, während eine kleinere eine vollständige Neukonstruktion der Halterung benötigt, in der zuvor der Hydraulikzylinder saß.
Was kostet eine einfache Elektrifizierung einer alten Spritzgießmaschine?
Hier kommen wir zu Richtwerten, die auf realen industriellen Umrüstungsprojekten und den typischen Anwendungen des Smart Eco-Motion Kit beruhen. Eine einfache Elektrifizierung einer mittelgroßen Maschine kann zwischen folgenden Werten liegen:
- Am meisten hängt es vom Verhältnis zwischen Kraft und Zyklusgeschwindigkeit ab, also letztlich von der benötigten Leistung: Bei hohen Kräften (>70 t) und Geschwindigkeiten über 0,1 m/s liegen die Kosten über 60.000 €, und es ginge um Projekte im Zusammenhang mit unserem System KRN-H.
- Bei Lasten zwischen 4 und 10 t kann die Investition von 7.000 € bis 15.000 € reichen.
- Bei Lasten zwischen 20 und 50 t rund 20.000 bis 40.000 €. Wir betonen jedoch, dass es sich um Schätzungen handelt und jedes Projekt gesondert analysiert wird, um einen genaueren Preis zu nennen.
Bei den meisten alten Maschinen liegt der Wert innerhalb dieser Bereiche. Der Unterschied zwischen dem einen und dem anderen Ende hängt von der realen Last und der nötigen mechanischen Arbeit ab. Größere Maschinen können darüber liegen, doch diese Zahlen entsprechen bereits Projekten mit sehr hoher Tonnage, die Aktuatoren auf KRN-H-Niveau benötigen.
Welchen Anteil der Kosten macht die Ingenieurleistung aus?
In der Ingenieurleistung unterscheiden wir zwischen dem Teil Konstruktion und mechanische Anpassung des Aktuators und dem Teil Validierung und Simulation. Das heißt, es würden Arbeiten zur Neukonstruktion der Integration in die Maschine ausgeführt und, sobald alle Komponenten feststehen, die Finite-Elemente-Simulation durchgeführt.
Die Analysearbeit erfolgt mit dem Service FEM-Berechnung, bei dem wir Folgendes analysieren:
- Spannungen in Spindel, Halterungen und Verbindungen.
- Verformungen beim Formschließen.
- Schwingungen und Strukturmoden, die die Lebensdauer des Aktuators verkürzen können.
- Kraftspitzen zu Beginn des Schließens.
Diese Arbeit kann zwischen 1.500 € und 4.000 € ausmachen, je nach Komplexität der Maschine und Zahl der zu simulierenden Komponenten. Die Kosten sinken deutlich, wenn das parametrische Modell des Aktuators gut zur Geometrie der Maschine passt.
Mechanische Integration und Anpassung des Rahmens
Ein Kernstück des Projekts ist die Vorbereitung der Halterung, in der der elektromechanische Aktuator eingebaut wird. Bei alten Maschinen ist dieser Punkt meist der heikelste, weil der Rahmen im Lauf der Jahre Spiel oder Verformungen angesammelt haben kann. Die Verstärkung oder der Austausch von Platten wirkt sich direkt auf die Kosten aus.
- Einfache Verstärkungen: 500 € – 1.500 €.
- Teilweise Neukonstruktion der Halterung: 1.500 € – 5.000 €.
- Diese Preise sind nur Richtwerte, da sie von der Größe der Maschine abhängen.
Ziel ist, dass der Aktuator stets fluchtend arbeitet, ohne außermittige Lasten, die ungleichmäßigen Verschleiß verursachen. Eine gute Montage macht den Unterschied zwischen einem langlebigen Aktuator und einem, der schon nach wenigen Monaten Probleme macht.
Wie wirkt sich der Energieverbrauch auf die Gesamtkosten aus?
Die Hydraulik einer Spritzgießmaschine arbeitet mit einer Pumpe, die auch ohne Bewegung Druck hält. Der elektrische Aktuator verbraucht nur dann Energie, wenn er die Last wirklich bewegt. Das ergibt Einsparungen, die 35 % übersteigen können, laut üblichen Daten aus Anwendungen des Smart Eco-Motion Kit.
Bei Maschinen, die im Dreischichtbetrieb laufen, können die Einsparungen einen Teil der Investition in weniger als einem Jahr zurückholen. Bei leichteren Schichten ist der Rückfluss allmählicher. Die Anfangskosten müssen immer mit dem realen Verbrauch der Maschine verglichen werden, nicht mit einer theoretischen Schätzung.
Neukonfiguration der Maschinensteuerung
Die Elektronik einer alten Spritzgießmaschine kann begrenzt sein. Manchmal genügt es, Signale anzupassen; in anderen Fällen müssen Module aktualisiert werden, um Positionen und Rampen des Aktuators zu steuern. Die SPS-Integration liegt meist zwischen 800 € und 3.000 €, je nach Zustand der Steuerung.
Ist das System bereit, erfolgt eine vollständige Inbetriebnahme: Schließversuche, Positionsmessung, Bremsprüfung, Stoßdämpfung und Test im realen Zyklus. Eine gut konfigurierte Maschine verringert Stillstände und bietet ein stabileres Formschließen.
Was kostet die vollständige Elektrifizierung einer alten Spritzgießmaschine?
Unter Berücksichtigung aller Phasen (Aktuator, Ingenieurleistung, Verstärkungen, Steuerung und Montage) liegt eine typische Elektrifizierung in diesen Bereichen:
- 12.000 € – 20.000 € für kleine oder mittlere Maschinen mit geringer Last.
- 20.000 € – 40.000 € für Maschinen mit hohen Kräften oder mit Rahmen, die angepasst werden müssen.
Ein Projekt kann je nach Geometrie, mechanischem Zustand und Größe des erforderlichen Aktuators günstiger oder teurer ausfallen. Doch in den meisten Fällen erlauben diese Bereiche zu beurteilen, ob die Elektrifizierung eine vernünftige Investition ist.
Wenn Sie eine ähnliche Modernisierung erwägen oder eine alte Maschine prüfen müssen, die von Hydraulik abhängt, können Sie über das Kontaktformular von Kernova schreiben. Jede Maschine erfordert eine eigene Analyse und eine auf ihre realen Einsatzbedingungen abgestimmte Schätzung.
Lässt sich eine alte Spritzgießmaschine immer elektrifizieren?
Nicht immer. Es hängt von Schließkraft, Hub und Zustand des Rahmens ab. Bei Maschinen mit starken Verformungen oder unverträglichen Geometrien ist es besser, Alternativen zu prüfen.
Benötigt der Aktuator Wartung?
Elektromechanische Systeme haben eine einfachere Wartung. Sie beschränkt sich normalerweise auf periodisches Schmieren und die Kontrolle kritischer Punkte.
Kann ein Teil des Hydrauliksystems beibehalten werden?
Ja. Bei manchen Maschinen ist es möglich, nur das Schließen oder das Auswerfen zu elektrifizieren und andere hydraulische Funktionen beizubehalten, wenn sie in gutem Zustand sind.
