Entwicklung und Herausforderungen bei der Verarbeitung
In Zusammenarbeit mit einer hessischen Bioraffinerie hat SLS die technologischen Grundlagen für die Extrusion von Terrassendielen aus einem neuartigen Öko-Granulat geschaffen. Die Verarbeitung dieses Verbundmaterials, das aus Wiesengras-Zellulose und recycelten Thermoplasten besteht, stellte hohe Anforderungen an den Werkzeugbau und die Verfahrenssteuerung. SLS konnte dabei auf Erfahrungen und Entwicklungs-Know-how aus dem Bereich des WPC-Engineerings (Wood Plastic Composites) zurückgreifen.
Das verwendete Öko-Granulat, bekannt als AgriPlast, ist ein Verbundwerkstoff, der zu 75 Prozent aus Grasfaser-Zellulose und zu 25 Prozent aus recyceltem Polypropylen oder Polyethylen besteht. Es wird von einer Bioraffinerie im hessischen Odenwald hergestellt. Die Herausforderung für SLS in Dahn bestand darin, aus diesem Material belastbare, wetterfeste und formbeständige Terrassendielen präzise und wirtschaftlich im Extrusionsverfahren zu fertigen.
Das ist ein umweltfreundliches Endprodukt mit einer exzellenten Ökobilanz, das sogar den deutlich vernehmbaren Duft von Heu und Gras verströmt.
Diese Aufgabenstellung wurde von Marco Streck und seinen Entwicklungsingenieuren über mehrere Wochen intensiv bearbeitet. Obwohl auf Erfahrungen aus dem Engineering von Holz-Kunststoff-Verbundlösungen aufgebaut werden konnte, war eine intensive Auseinandersetzung mit den materialtechnischen Besonderheiten des Grasfaser-Granulats erforderlich.
Materialeigenschaften und Prozessanforderungen
Das Öko-Granulat AgriPlast ermöglicht die Herstellung formstabiler Produkte, die eine höhere Beständigkeit gegenüber mechanischem Abrieb, Hitze, Kälte und Feuer aufweisen als viele sortenreine Thermoplaste. Es erfüllt die Kriterien der europäischen Spielzeugnorm EN 71-3 und ist frei von Antimon und Halogenen. Zudem ist es zu 100 Prozent recyclingfähig. Diese Eigenschaften tragen zu einer positiven Ökobilanz bei und reduzieren den ökologischen Fußabdruck der Endprodukte.
Die Verarbeitung des Öko-Granulats erfordert jedoch spezielle Ansätze, da es nicht mit herkömmlichen Standardwerkzeugen der Extrusionstechnik verarbeitet werden kann. Ähnlich wie bei anderen faserverstärkten Kunststoffen müssen die Druckbelastungen im Werkzeug und die abrasive Wirkung der Materialien in der Maschine und im Werkzeug berücksichtigt werden. Dies stellt besondere Anforderungen an den Werkzeugbau und erfordert eine harmonische Auslegung und Feinabstimmung des Extrusionsverfahrens.
Innovative Ansätze im Werkzeugbau
Für die Verarbeitung des innovativen Öko-Granulats auf Basis von Wiesengras-Zellulose setzte SLS sowohl die Kompetenzen des hauseigenen Werkzeugbaus als auch das werkstoff- und verfahrenstechnische Know-how ein.
Neben viel Erfahrung sind hier vor allem innovative Ansätze gefragt. Das berührt beispielsweise die Auslegung und Aussteuerung der Werkzeugdüse, die Dimensionierung der Kalibratoren und den damit verbundenen Kühlprozess im Werkzeug. Damit das Endprodukt – in diesem Fall also die Terrassendielen – allen Qualitätskriterien standhält und sich erfolgreich im Markt etablieren kann, müssen bei uns in der Extrusion alle Produktionsparamater mit höchster Genauigkeit gefahren werden. Kleinste Abweichungen in der Prozessregelung entscheiden hier zwischen Erfolg und Misserfolg.
Das Unternehmen produziert die Terrassendielen aus dem Öko-Granulat inzwischen in Serie in den Farben Natur, Braun und Schwarz. Die Dielen werden kundengerecht abgelängt, konfektioniert und oberflächenschonend verpackt, bevor sie bedarfsorientiert an die Bioraffinerie ausgeliefert werden.
Die Entwicklung und Produktion der Bodenprofile für Biowert ist ein überaus erfolgreiches Gemeinschaftsprojekt und ein Paradebeispiel für die gelungene Zusammenarbeit zwischen Granulathersteller und Kunststoffverarbeiter.