Die Entscheidung zwischen einstufigem und zweistufigem Spritzstreckblasformen gehört zu den wichtigsten Entscheidungen eines Verpackungsherstellers – und wird häufig auf Basis unvollständiger Informationen getroffen. Äußerlich ähneln sich die beiden Verfahren: Beide produzieren biaxial orientierte PET- oder PETG-Behälter. Doch die internen Wirtschaftlichkeitskennzahlen, die erzielten Qualitätsergebnisse, der Kapitalbedarf und die Betriebsprofile unterscheiden sich erheblich und eignen sich für unterschiedliche Produktionsumgebungen.
Dieser Artikel stellt den Vergleich explizit dar. Er erläutert die Funktionsweise beider Verfahren, die Energiekosten in realistischen Produktionsszenarien, die Unterschiede und Gemeinsamkeiten in der Behälterqualität sowie die Investitions- und Betriebskosten beider Technologien über eine typische Maschinenlebensdauer. Abschließend wird ein Entscheidungsrahmen vorgestellt, der die Auswahl des jeweils geeigneten Verfahrens für eine bestimmte Anwendung erleichtert.
Ever-Power fertigt ausschließlich einstufige ISBM-Maschinen. Dieser Artikel vergleicht die technischen und wirtschaftlichen Vorteile beider Systeme und zeigt auf, wann zweistufige Maschinen die bessere Wahl sind. Denn die richtige Maschine für Ihre Anwendung ist die richtige, und wir möchten, dass Sie sich vor dem Kauf ein genaues Bild machen, anstatt eine Fehlkonstruktion festzustellen.
Wie die einzelnen Prozesse funktionieren
Beide Verfahren erzeugen biaxial orientierte Behälter – jedoch durch grundlegend unterschiedliche Produktionsarchitekturen.
Der Energieunterschied: Warum One-Step ~401 TP3T weniger verbraucht
Der Wiedererhitzungsschritt im zweistufigen Verfahren ist keine geringfügige Ineffizienz – er stellt einen strukturell unvermeidbaren Energieaufwand dar, der sich bei jedem produzierten Behälter summiert.
Die physikalischen Grundlagen des Energievergleichs sind einfach. Eine PET-Vorform, die bei ca. 270 °C eingespritzt und bei einer Blastemperatur von ca. 100–110 °C verarbeitet wird, behält in einer einstufigen Maschine einen erheblichen Teil ihrer Einspritzwärme, wenn sie die Blasstation erreicht – Energie, die sonst verloren ginge. In einem zweistufigen Verfahren wird die Vorform auf Raumtemperatur (ca. 23 °C) abgekühlt und muss anschließend vor dem Blasen mittels Infrarotlampen wieder auf 100–110 °C erwärmt werden. Die für diesen Aufheizzyklus benötigte Energie erhöht die Energiekosten pro Behälter direkt, ohne dass sich dies positiv auf die Behälterqualität auswirkt.
Über einen typischen Produktionslauf hinweg führt dieser strukturelle Unterschied zu einer Energieeinsparung von ca. 40 Prozent pro Behälter bei einstufiger gegenüber zweistufiger Fertigung, vorausgesetzt alle anderen Faktoren sind gleich. Bei vollservogetriebenen einstufigen Maschinen (EP-HGY150-V4-EV und EP-HGY50-V3-EV) wird die Einsparung durch den Wegfall der Leerlaufverluste der Hydraulikpumpen noch verstärkt – Servomotoren verbrauchen nur dann Strom, wenn sie sich bewegen, während Hydraulikpumpen unabhängig von der Maschinenaktivität kontinuierlich laufen.
Die praktische Konsequenz für die Wirtschaftlichkeit der Produktion: Bei Stromkosten von 0,15 Tsd. 1 kWh/kWh und einer Produktionsmenge von 500.000 Behältern pro Jahr entspricht die Energieeinsparung durch das einstufige gegenüber dem zweistufigen Verfahren einer jährlichen Stromkostenersparnis von ca. 8.000–12.000 Tsd. für eine typische Größe und Wandstärke eines Kosmetikbehälters. Über eine Maschinenlebensdauer von 10 Jahren summiert sich dies auf eine Energieeinsparung von 80.000–120.000 Tsd. – ein signifikanter Beitrag zum Vergleich der Gesamtbetriebskosten beider Technologien.
Einspritzwärme wird direkt zum Blasen verwendet
Kein Nachheizzyklus erforderlich
Einspritzwärme + Wiedererwärmung aus der Umgebungsluft
Der Energieverbrauch eines Infrarotofens ist ein unvermeidbarer Mehraufwand.
Wo sich die Qualität unterscheidet – und wo nicht.
Beide Verfahren erzeugen biaxial orientierte Behälter – das einstufige Verfahren bietet jedoch strukturelle Vorteile in drei spezifischen Qualitätsdimensionen.
Präzisionsgewinde für den Hals
Ein-Schritt-Vorteil
Beim einstufigen ISBM-Verfahren wird das Halsgewinde im Spritzgussverfahren hergestellt – demselben Verfahren, mit dem auch die Vorformlinge gefertigt werden. Die Gewindegeometrie wird durch den Halsring der Spritzgussform vorgegeben, der auf ±0,02 mm bearbeitet ist. Beim zweistufigen SBM-Verfahren mit Wiedererhitzung wird der Hals ebenfalls im Spritzgussverfahren geformt. Allerdings wird der Hals der Vorformlinge vor der Behälterherstellung Umgebungsbedingungen bei Handhabung, Lagerung und Wiedererhitzung ausgesetzt. Geringfügige Maßabweichungen durch Temperaturwechsel sind möglich. Für pharmazeutische Verpackungen, bei denen die Passgenauigkeit von Gewinde und Verschluss entscheidend ist, bietet die ununterbrochene thermische Kette des einstufigen Verfahrens einen Qualitätsvorteil.
Kontaminationskontrolle
Ein-Schritt-Vorteil
Beim einstufigen Verfahren kommt der Vorformling zwischen Spritzgießen und Blasen nicht mit der Umgebung in Kontakt. Er durchläuft die Maschine vollständig. Beim zweistufigen Verfahren werden die Vorformlinge gekühlt, ausgeworfen, transportiert, in Beuteln oder Kartons gelagert und später manuell oder automatisch in die Wiedererhitzungsmaschine geladen. Jeder Handhabungsschritt birgt das Risiko einer Kontamination. Für pharmazeutische Flüssigflaschen, Augentropfenbehälter und Babypflegeprodukte – alles Anwendungsbereiche, in denen die GMP-konforme Kontaminationskontrolle gesetzlich vorgeschrieben ist – bietet die geschlossene Kreislaufarchitektur des einstufigen Verfahrens einen entscheidenden Vorteil, da sie die Validierung vereinfacht und das Kontaminationsrisiko reduziert.
Fähigkeit zur Herstellung komplexer Formen
Ein-Schritt-Vorteil
Vier-Stationen-Einstufenmaschinen verfügen über eine separate Temperaturkonditionierungsstation, die vor dem Blasformen gezielt bestimmte Zonen des Vorformlings erwärmen kann. Diese zonenselektive Konditionierung ermöglicht es Vier-Stationen-Maschinen, ovale, quadratische und dickwandige Behälter mit gleichmäßiger Wandstärke herzustellen – Formen, die auch mit Zweistufen-Wiedererwärmungsmaschinen produziert werden können, jedoch mit weniger präziser Wandverteilungskontrolle. Für hochwertige Kosmetikverpackungen, bei denen eine asymmetrische Behältergeometrie gestalterisch erforderlich ist, bietet die Vier-Stationen-Einstufenarchitektur deutliche Vorteile.
Ausstoßrate für Standard-Rundflaschen
Zwei-Schritte-Vorteil
Für Standard-Rundflaschen aus PET – wie Wasserflaschen, Getränkeflaschen und Lebensmittelverpackungen – können Hochgeschwindigkeits-Zweistufenmaschinen mit 16, 24 oder 32 Kavitäten und einer Leistung von über 1.000 Flaschen pro Stunde und Kavität die Leistung von Einstufenmaschinen hinsichtlich des Gesamtausstoßes deutlich übertreffen. Der Einstufenprozess ist durch die Spritzgießphase begrenzt, während Zweistufen-Blasformmaschinen wesentlich schneller arbeiten können, da sie nicht durch die Spritzgießphase limitiert sind. Wenn Sie Standardflaschen in großen Mengen herstellen und der Durchsatz das Hauptkriterium ist, ist das Zweistufenverfahren wahrscheinlich die richtige Wahl. Das Einstufenverfahren liefert zwar einen besseren Behälter, aber nicht unbedingt so viel besser, dass der geringere Durchsatz bei der Massenproduktion gerechtfertigt ist.
Vergleich der Kapital- und Betriebskosten
Die anfängliche Kapitalsituation spricht für eine einstufige Lösung, der korrekte Vergleich bezieht sich jedoch auf die gesamten Betriebskosten über die gesamte Lebensdauer der Maschine.
Welches Verfahren ist das richtige für Ihre Bewerbung?
Fünf Fragen, die bestimmen, welche Technologie zu Ihrem Produktionskontext passt
Runde → beide Prozesse funktionieren. Nicht runde (ovale, quadratische, flache), dickwandige oder komplexe Grundgeometrie → Ein-Schritt-4-Stationen-System wird ausdrücklich bevorzugt. Die differenzielle Konditionierung einer 4-Stationen-Maschine ermöglicht eine gleichmäßige Wandverteilung in komplexen Formen in Produktionsqualität.
Kosmetik, Arzneimittel, Babyprodukte, Premium-Lebensmittel → Ein-Schritt-Verfahren. Die Kontaminationskontrolle, die Präzision des Halsgewindes und die Möglichkeit, komplexe Formen herzustellen, sprechen in diesen Branchen für das Ein-Schritt-Verfahren. Getränke, Wasser, lose Lebensmittel → Zweistufiges Verfahren erwägen, wenn das Volumen die primäre Metrik ist und die Containerkomplexität gering ist.
Das einstufige Verfahren ist bereits ab relativ geringen Stückzahlen – 50.000 Behältern pro Jahr für hochwertige Kosmetikverpackungen – bis hin zu mehreren Millionen Behältern pro Jahr wirtschaftlich rentabel. Der Durchsatzvorteil des zweistufigen Verfahrens wird ab etwa 5 Millionen Standardbehältern pro Jahr deutlich. Bei geringeren Stückzahlen überwiegen beim einstufigen Verfahren in der Regel die geringeren Investitionskosten pro Maschine und die Energieeinsparung.
Ja → einstufiger Vollservo (EP-HGY150-V4-EV). Der geschlossene Regelkreis und die ölfreie Servoplattform erfüllen gemeinsam die Anforderungen an die Kontaminationskontrolle in Reinräumen, die zweistufige Prozesse – mit ihrer Vorformlagerung, Handhabung und IR-Ofenbestrahlung – ohne aufwendige sekundäre Sicherheitsinfrastruktur nicht erfüllen können.
Besitzen Sie bereits Formen der Serien ASB-12M oder Aoki 250? Dann bieten die Ein-Schritt-Maschinen von Ever-Power eine direkte Upgrade-Lösung, die Ihre Werkzeuginvestition schützt. Die EP-HGY150-V4 ist mit ASB-12M-Formenböden kompatibel. Die EP-HGY200-V4-B hingegen ist direkt mit Aoki-250-Formenböden kompatibel. Dadurch ist das Ein-Schritt-Upgrade deutlich wirtschaftlicher als bei einer reinen Maschinenübernahme.
Vier Maschinen. Alle Ein-Schritt-Anwendungen abgedeckt.
Von der kompakten Einzelkavitäten-Kosmetikproduktion bis hin zu pharmazeutischen Großverpackungen und großformatigen Lebensmittelverpackungen
EP-HGY50-V3-EV
Kompakte 3-Stationen-Vollservo-Abfüllanlage. PET/PETG-Rundflaschen bis 2500 ml. Niedrigste Anschaffungskosten im Vergleich. Energiesparende Lösung 40% im Vergleich zu Hydrauliksystemen. Kompatibel mit ASB-12M-Werkzeugen.
EP-HGY150-V4
Äußerst vielseitig einsetzbar. 150 kN / 200 kN. Umfassendes Kosmetiksortiment – PETG-Tiegel, ovale Flaschen, Tritan. Kompatibel mit ASB-12M-Formen. PET, PETG, PC, Tritan, PP.
EP-HGY150-V4-EV
Ölfreier Vollservoantrieb. 10 Achsen, 102,8 kW. Reinraumklasse 100.000. Geeignet für die Pharma- und Premium-Kosmetikindustrie. Gleiche Werkzeugkompatibilität wie V4.
EP-HGY200-V4 / V4-B
300 kN, 13 Tonnen. Großformatige Behälter bis 2500 ml. Kompatibel mit Aoki 250-Formen. 480 cm³ Spritzvolumen.
Sind Sie bereit, One-Step für Ihre Bewerbung zu testen?
Nennen Sie uns Ihre Behälterform, das verwendete Harz, das Jahresvolumen und Ihren aktuellen Prozess. Unser Ingenieurteam erstellt Ihnen eine ehrliche technische und wirtschaftliche Einschätzung, ob das einstufige ISBM-Verfahren für Sie geeignet ist – und falls ja, welche Maschinenkonfiguration am besten passt.
Häufig gestellte Fragen
Die in diesem Artikel genannten Energiewerte und Qualitätsvergleiche basieren auf gemessenen Produktionserfahrungen und branchenüblichen Benchmarks. Die konkreten Ergebnisse variieren je nach Behälterdesign, Harzqualität und Maschinenkonfiguration. Ever-Power stellt ausschließlich einstufige ISBM-Maschinen her – dieser Vergleich basiert auf seinen technischen und wirtschaftlichen Vorzügen. Kontakt [email protected] oder sehen Sie sich unsere komplettes Maschinenprogramm um Ihre Bewerbung zu besprechen.
