Eine Standard-Spritzgießmaschine verfügt über mindestens fünf Bewegungsachsen: Werkzeug, Auswerfer, Dosieren, Einspritzen und Düse fahren. Bei hydraulisch angetriebenen Maschinen werden diese Bewegungsachsen alle über einen zentralen Hydraulikantrieb mit Elektromotor und Regelpumpe versorgt. Elektrische Maschinen hingegen verfügen über voneinander unabhängige elektromechanische Direktantriebe mit je einem Elektromotor für jede Bewegungsachse. Diese Unabhängigkeit ermöglicht es einerseits, Bewegungen gleichzeitig auszuführen, womit Zykluszeitreduzierungen erst möglich werden. Zur elektrischen Absicherung wird es andererseits dadurch aber auch erforderlich, die Leistungen der einzelnen Verbraucher zu addieren, was zwangsläufig zu einer höheren installierten Leistung von elektrischen Maschinen führt. Dies beeinflusst wiederum die elektrische Halleninstallation in Bezug auf Zuleitungen und Absicherungen.

Die installierte Leistung hat nichts mit dem Energieverbrauch einer Maschine zu tun, sondern ist vielmehr ein Maß für deren Leistungsvermögen. Maßgeblich für den Energieverbrauch ist die tatsächlich aufgenommene Leistung, die von Einschaltdauer, Auslastung und Wirkungsgrad der zugeschalteten Verbraucher abhängt. Diese Faktoren werden wiederum vom Spritzgießzyklus beeinflusst.
Bedingt durch den schwankenden Leistungsbedarf in den einzelnen Phasen eines Spritzgießzyklus muss ein energieeffizienter Antrieb in der Lage sein, die jeweils erforderliche Leistung bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Hier haben elektromechanische Direktantriebe Vorteile, da sie nur für die Dauer ihres Einsatzes eingeschaltet sind und im Ruhezustand wesentlich weniger Energie verbrauchen. Vor allem in der Kühlphase wird durch geringere Leerlaufverluste Energie gespart. Letztendlich trägt auch der gute Wirkungsgrad von elektromechanischen Direktantrieben zu einem geringeren Energieverbrauch bei. Besonders deutlich wird dies am Beispiel der rotativen Dosierbewegung, deren Wirkungsgrad um 60 Prozent über dem einer hydraulischen Alternative liegt. Da Wirkungsgradverluste üblicherweise als Wärme abgeführt werden, reduziert sich damit zusätzlich der Aufwand für die Maschinenkühlung an elektrischen Maschinen.
Vergleicht man nur den Energieverbrauch von Spritzgießmaschinen bleiben unterschiedliche Prozesseinstellungen und Verfahrensabläufe unberücksichtigt. Deshalb ist es häufig interessanter, den spezifischen Energieverbrauch als Vergleichsgröße heranzuziehen. In diese Größe fließen Schussgewicht und Zykluszeit mit ein, wodurch sich direkt eine anwendungsbezogene Energieeinsparung ermitteln lässt. Hinsichtlich der Energieeffizienz von Spritzgießmaschinen ermöglicht der spezifische Energieverbrauch einen realistischen Vergleich.

Grundsätzlich gilt, dass bei gleichem Materialdurchsatz elektrische Maschinen deutlich energieeffizienter arbeiten als hydraulische Maschinen. Das Energieeinsparpotenzial liegt bei 25 bis 50 Prozent, in Einzelfällen sogar bei bis zu 75 Prozent. Die Grafik zeigt zudem, dass eine geringe Auslastung der Maschine zu einem höheren spezifischen Energieverbrauch führt. Eine geringe Auslastung liegt vor, wenn vergleichsweise kleine Spritzteile bei langer Zykluszeit auf einer großen Maschine gefertigt werden. Entscheidend für eine effiziente Energienutzung ist damit immer auch die Auslegung einer Spritzgießmaschine. Dieses umfangreiche Thema wird in der nächsten Ausgabe der today ausführlich erläutert werden und dabei die Vorteile modularer Maschinentechnik aufgezeigt.