Пластмаси – раздувно формоване

март 26, 2013, 08:11  

forСписанията се концентрират основно около новините при машини,спомагателно оборудване,инструменти и материали.Макар всичко това да е добро,простата истината при екструзионното раздувно формовоне(ЕРФ)  и при други процеси на преработване  на пластмаси е,че  способността ви да работите с печалба се ръководи от това колко правилно използвате полимера.За да се убедете в това,погледнете структурата на разходите на типично изделие,произведено чрез ЕРФ.

Например при 4-гнездна матрица машината изработва 35 гр. изделие при цикъл от 12 сек.Изчисленита показват,че разходите за полимер обхващат 63,5%  от общите разходи за производството.Като се добавят и розходите,свързани с отпадъка(при този пример 4% от материала е отпадък,но обикновено този % е по-висок),то разходите,свързани с материала  нарастват до 2/3 от общите разходи.

С др. думи парите са в полимера.Подобренията,които имате намерение да направите в труда или енергията може да са важни,но те бледнеят в сравнение с икономиите,които могат да се постигнат с оптимизиране на използването на полимера.Тази статия не се занимава със стратегиите за купуване на материал – различен въпрос със също толкова голяма важност – а с по-ефективното използване на това,което вече сте закупили.

Да започнем с преглед на основите на процеса и свързаната с това технология.При ЕРФ пластмасовите гранули се екструдират до куха тръба – шлаух(заготовка).За целта пластмасовата стопилка излиза от екструзионната глава около вложка,наречена пуансон(или дорник,дорн) и глава – кухина,в която е разположен дорника и която оформя външната повърхност на шлауха(вътрешната повърхност се оформа ат дорника).След това шлауха се затваря между двете половини на матрица и през раздувна игла се вкарва въздух,който раздува шлауха и го притиска към охлажданите стени на матрицата,където той бързо се втвърдява до желаната форма(бутилка или др.) От горната и долната част на изделието винаги има изпресовки,които трябва да се изрежат,смелят и върнат обратно в екструдера като мленки.

Повечето съвременни машини са оборудвани с контролер за дебелината на стените или с програматор,който придвижва дорника или главата по време на екструзията,с което се променя дебелината на стените на шлауха.Програматора може да използва от 20 до 400 точки,за да контролира дебелината на стената на шлауха по време на екструзията.

В резултат материала може да бъде разпределен по различни участъци на изделието,които изискват различни количества пластмаса,за да се получи по-равномерно разпределение на материала в крайното изделие.Например за рамената на бутилката винаги е необходим по-малко материал в сравнение с тялото и това може да се постигне лесно чрез програматор.За правилната работа на програматора е много важно дължината на шлауха да е постоянна(при всеки цикъл на работа на машината) и всички шлаухи при многогнездна матрица да са с еднаква дължина.Това е така,защото програмираните тънки и дебели участъци трябва да са разположени точно в участъците,които се изискват от конструкцията на бутилката,а промените в дължината на шлауха ще преместват съответните участъци нагоре и надолу.

Свежа пластмаса,мленки и евентуално оцветител трябва да се смесят в точни съотношения.Това е от основна важност за оцветяващите добавки,които обикновено са скъпи.По-старите системи използват захранване по време  със  свеж материал и мленки и захранващи шнекове,задвижвани от постоянно-токов двигател за захранване с оцветяващи добавки.Тази система може да доведе до разслояване на свежия материал и мленките,което от своя страна може да причини пулсиране на екструдера.

По-добрия подход е да се постави гравиметрично устройство за захранване с материал,което претегля всеки материал преди да го разпрадели.Много преработватели поставят такива системи,но за съжаление много от тях не са правилно калибрирани и по тази причина не осигуряват постоянен състав на сместта.Често причината за това е,че преработвателите не са запознати с важността на калибрирането или не са обучени да го правят.

Друго усложнение идва от факта,че количеството но мленките не е постоянно.При стартирането и когато са необходими настройки при протичането на процеса нестандартните бутилки се отделят на конвейера за изпресовки и се смилат.С това се увеличава количеството на мленките и силозите за мленки се пълнят бързо.Недобре подготвените преработватели увеличават  драстично % на мленките в захранващите устройства,за да преработят увеличеното количество мленки.Мленките се преработват различно и при увеличаването на процентното им съдържание шлауха е по-дълъг и по-широк.По-дългите шлаухи променят мястото на важните програмни точки и резултата може да е некачествени бутилки.Подготвените оператори са запознати с този проблем и програмират шлауха съобразно разтягането(изтъняването) на дебелите участъци по повече точки от програмата отколкото е необходимо.По този начин те все пак произвеждат годни изделия даже при различна дължина на шлауха.Лошата новина е,че изделията ще са по-тежки от колкото е необходимо.А това е загуба на пари.

Така че какво е правилното действие,за да се постигне ефективно разходване на материала?Ето няколко бързи мисли:

- Съвет 1 : Обучавайте хората,занимаващи се с материалите,как да калибрират гравиметричните захранващи системи и установете процедури за справяне при нарастване на колечеството на мленките.Закрепете изпресовка(чепак) с подходяща дължина на обезопасителната врата,така че оператора да може да провери бързо дали дължината на шлауха е каквато трябва да бъде.

Много оператори се предават твърде рано при настройване на дължината на шлауха,когато става дума за многогнездна система.Да се постигне еднаква дължина на 4,8 или 12 екструдирани шлаухи изисква умение и търпение.Необходими са малки механични настройки и всяка от тях изисква спиране на машината.Операторите общо взето с неохота спират производството.За много малки партиди може би не е подходящо да се прахосва твърде много време за настройване на дължината на шлауха,но при всеки случай,когата машината трябва да работи повече от седмица,си заслужава да се положи усилие.

Съвет 2 : Дайте време на персонала да настрои правилно дължината на шлауха,когато има основание за това,като им дадете възможност да настроят по-”стегнати” дебели участъци в екструзионната програма.

Съвет 3 : Направете преглед на нуждата от  програмно   устройство(в смисъл какво програмно устройство е необходимо)  и оборудването на предприятието,като замените несъответствуващите програмни  устройства.За да разпределите материала  в който участък на изделието е необходим,програматора трябва да дава възможност за добър контрол на шлауха.За съжаление много компании все още ползват програматори,предлагащи само 20-25 програмни точки за един цикъл.Това е достатъчно за бутилки с къси шлаухи,с тегло 600 гр.,но при размери(маса) на шлауха над 1000 гр. изпълнението ще е по-добро при 64 програмни точки.Шлауха с дължина над 60 см. трябва да се програмира с най-малко 100 програмни точки(вече се предлагат програматори с до 400 програмни точки).

Само с достатъчно програмни точки е възможно да се насочи ефективно мателиала в тези области от бутилката,където има нужда от него.Серво-клапаните,които контролират движението на хидравличните цилиндри също трябва да реагират достатъчно бързо,за да могат да следват  резките преходи на програмата.Твърде често ,обаче,на серво-клапаните се обръща внимание чак когато се повредят.Трябва да има подготвен персонал,който да настройва редовно изпреварването на серво-клапаните поне веднъж месечно.Тази важна процедура отнема по-малко от пет минути.

Ако раздувате правоъгълни бутилки(или такива с овално сечение),има допълнителни възможнсти.Главата(чашата) или дорника(поансона) могат да  се направят с елипсовидно сечение(да се овализират).Предпочита се да се овализира главата.Това може да е необходимо,за да се добави здравина при ъглите(съответно по- разтегнатите области) или да се избегнат дебели ребра по продължение на  по-тесните стени на бутилките.Това обикновено се постига чрез закръгляне(плавно издълбаване отвътре навън на главата) на определени места,за да се даде възможност на стопилката да тече в тези области.

Работещите по метода ЕРФ печелят много,ако имат тази възможност на място вместо да купуват овализирани инструменти отвън.Това е така, тъй като много често по-късно се налага да се направят малки уточнявания(доработки) след първоначалния пуск и много преработватели се колебаят да изпратят инструментите навън за дообработка поради проблеми с производствения график.В резултат незадоволителното овализиране на инструментите води до по-високо тегло(от необподимото),за да се постигне оптимална настройка в сравнение с теглото,което би се постигнало с една допълнителна обработка.Това ни води директно към следващия съвет.

Съвет 4 : Изградете си специалисти по овализация на главата и се стремете да уточните инструментите преди да започнете производство.Положението е различно за преработватели и собственици на марки.Те имат най-силен интерес за най-ниско тегло на бутилките,тъй като това засяга директно цената,която плащат за опаковката.Предизвикателството е същото,ако производството е на място или чрез доставчик.По-малките компании могат да научат от големите групи и да развият собствена система от изпитвателни процедури,отразяващи адекватно жизнения цикъл на изделието.

Доста често се правят обобщения относно това какво трябва да е вертикалното натоварване на бутилката или какви са подходящите условия за изпитване на бутилката на падане.Необходим е по-внимателен оглед на какви въздействия е изложена бутилката по веригата на разпространение и при потребителя,за да се достигне до изпитвателни режими,които ще дадат високо ниво на увереност,че бутилката ще издържи.

Тъй като ЕРФ  позволява олекотяване без много допълнителни разходи,по време на производството може да се произвеждат дългосрочни изпитания като се предвиди известен коефициент на сигурност,вграден в изделието.Ако стане ясно,че по-лека бутилка ще върши работа,то това може да бъде приложено(постигнато) по всяко време.Инженерите би трябвало да знаят,че пълния обем на бутилката по-скоро  ще се увеличава,не само поради това,че по-тънките стени ще се издуват повече след напълване.Затова се препоръчва първите бутилки да се произведат при по-нисък допуск в обема.

Съвет 5 : За собствениците на  марки,тъй като някои изпитания изискват продължителни процедури,пълвите бутилки се произвеждат с по-висок коефициент на сигурност,за да се ускори времето за излизане на пазара.Произвеждайте по-леки образци и ги изпитвайте по време на производствотоНамалете теглото,когато изпитанията показват че бутилките с по-ниско тегло ще отговарят на изискванията.

Това положение е малко по-различно при производителите.Те обикновено са обвързани със спецификация на теглото с определени толеранси.Да разгледаме бутилка,която може да се произвежда с тегло 27 гр. с толеранс плюс/минус 1,5 гр. Много често такава бутилка е специфицирана с минимална дебелина на стените.обикновено за ъгъла на дъното.

По тази причина (със или без компютърна симулация) на програмирането на долната част на шлауха(от която ще се оформи дъното)  трябва да се обърне особено внимание.Нещата се усложняват и от това,че тази част от шлауха  изминава най-дълъг път преди да се раздуе бутилката.

Операторите не обичат отдела по контрол на качеството да го контролира чрез долна граница на дебелината на стената на бутилката, и затова  са склонни да произвеждат бутилката в този пример с тегло от 27,5 до 28,5 гр.Ако са склонни да следват горните указания,операторите могат да работят удобно с тегло на бутилката от 26,5 до 27,5 гр. и да икономисат около 1 гр. материал. 1гр. икономия при 9 млн. бутилки означава,че в нашия пример машината за раздувно формоване може да даде около 16 хил.дол. годишна икономия при цена на полимера  1,78 дол./кг.

Съвет 6 : Приложете всички други указания и произвеждайте годни  бутилки с тесен толеранс около номиналното тегло,с което ще постигнете допълнителни икономии.Направете по-точно функционирането на машините с поставяне на  нови програматори и правилно настроени устройства за захранване с материал.Това ще доведе до производство на бутилси с параметри,близки до целевите стойности.При статистически анализ на цифрите се вижда,че т.н. фактор на ефективността на процеса е повишен.Големите консуматори са повече склонни да работят с компании,които могат да постигнат такива цифри.

Оставете коментар

Изкажете мнението си...
Ако желаете снимка, вземете си от Граватар!