Die Extrusions-Blownudel ist ein diskontinuierlicher Parison-Bildprozess, bei dem ein Extruder ununterbrochen das Kunstharz in ein erhitztes Schmelzbad plastifiziert und ein hydraulischer oder servohydraulischer Kolben anschließend die gesamte angehaltene Ladung in einem einzelnen, raschen Schlag nach unten durch eine ringförmige Matrize schleudert.Der resultierende Halbzeug wird in einem bis acht Sekunden geformt, während ein kontinuierlicher Extruder für die gleiche Masse 30 bis 90 Sekunden bräuchte. Diese Geschwindigkeit ist das ganze Problem: Ein großes, schweres Halbzeug, das von einem Matrizenkopf hängt, sackt unter seinem eigenen Gewicht, und der einzige zuverlässige Weg, das Sacken zu verhindern, besteht darin, das Halbzeug schneller zu formen, als die Schwerkraft es verformen kann.
Diese Technologie ist die Grundlage für fast jedes große hohlen Kunststoffprodukt im industriellen Einsatz - 200-Liter-L-Ring-Tanks, innere Flaschen für Zwischen-Transportbehälter, Tanks für landwirtschaftliche Spritzgusspumpen, Luftkanäle und Kühlmittelbehälter in der Automobilindustrie, Schutzbänden an Straßen, Kajaks, Spielplatzgeräte, Paletten und Schwimmkörper. Unter circa 10 bis 20 Litern ist kontinuierliche Extrusion mit einem servogesteuerten Extruderschlot schneller und wirtschaftlicher. Über diesem Schwellenwert ist Blowmolding mit Akkumulator-Schränken nicht eine von mehreren Optionen, sondern der Standardverfahren.
Apollo, ein Wanplas-Werk in Zhangjiagang mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung im Extrusions-blow-Moulding, baut seine ABLD-Reihe speziell für diesen Bereich auf, der Behälter und Produkte von 20 Litern bis 1.500 Litern umfasst. Mit mehr als 4.000 Maschinen, die in über 90 Ländern laufen, finden sich Apolos Akkumulatorplattformen in den Bereichen der chemischen Verpackung, der Landwirtschaft, der Automobilindustrie und der kommunalen Infrastruktur. In diesem Artikel wird erläutert, wie die Technik funktioniert, wie sie dimensioniert wird, wie die Blendvorlage programmiert wird und wie eine Maschine ausgewählt und betrieben werden kann, ohne die teuren Lektionen in der Produktion zu erfahren. Die Kosten werden nur relativ betrachtet − niedrig, mittel, hoch, sehr hoch und Premium − weil sich die Ausrüstung und die Preise der Harze zu schnell ändern, sodass eine veröffentlichte Zahl für die Planung nicht nützlich ist.
Was ist Accumulator-Extrusionsblasformen?
Eine Extrusionsblasformmaschine mit Akkumulatorkopf trennt die Plastifizierungsfunktion von der Formaufbaufunktion, indem eine beheizte Schmelzspeicherkammer zwischen der Extruder und der Matrizen eingefügt wird.Der Extruder läuft kontinuierlich mit seiner optimalen Schraubendrehzahl und dem Ausgangswert und füllt den Aufnehmer während der Schließphase des Werkzeugs. Wenn der Werkzeug sich öffnet, und das vorherige Stück ausgeschobt wird, leitet der Kolben die gespeicherte Schmelze in einem einzelnen kontrollierten Schlag durch den Düse.
Diese Architektur löst drei Probleme gleichzeitig. Sie vertreibt Parison-Senkungen durch Verminderung der Durchlaufzeit. Sie ermöglicht es einem kleinen Extruder, einem großen Schuss bedienbar zu sein, weil der Extruder seine Leistung über den gesamten Zyklus durchschnittlich anstatt den maximalen Bedarf des Parison-Durchlaufs anpassen muss. Und sie trennt die Schmelzetemperaturkontrolle von der Parison-Geschwindigkeit, so dass der Bedienungsperson mehr Freiheit hat, die optimale Schmelztemperatur für das Harz und eine unabhängige optimale Schussgeschwindigkeit für die Geometrie zu bestimmen.
Warum regelt die Extruderleistung die Produktumformung bei Großprodukten
Ein geschmolzenes Polyethylen-Parison ist ein viskoelastischer Rohr, der nur an seiner Spitze getragen wird. Unter der Kraft der Schwerkraft verlängert sich und verdünnt sich er, und die Verlängerung ist nicht einheitlich: Die obere Hälfte verdünnt sich am meisten, weil sie das Gewicht alles darunter trägt. Die Sinkgeschwindigkeit steht im Verglichen zu der Schmelzfestigkeit, die für Polyethylen eng mit dem Molekülgewicht und der Molekülgewicht-Verteilung verbunden ist. Ein HDPE mit hohem Molekülgewicht und einem Schmelzindex nahe 0,05 Gramm pro 10 Minuten bei 190 Grad Celsius und 21,6 Kilogramm Last zeigt deutlich weniger Sinkverlusten als ein allrounder Stoff mit 0,5.
Auch bei der Verwendung des besten Harzes hängt der Verlauf mit der Aufhängungszeit und mit dem Scheibengewicht zusammen. Ein Scheibengewicht von 3 kg, das 45 Sekunden lang aufgehängt wird, zeigt deutliche Entspannung an der Oberfläche und möglicherweise einen Reißen der Schüssel. Das gleiche Scheibengewicht, das in 4 Sekunden geformt wird und dann innerhalb von weiteren 2 Sekunden vollständig von der Schüssel aufgenommen wird, verformt sich kaum. Der Extrusions-Blaskopf von Accumulator ist dafür entwickelt, diese Aufhängungszeit zu verkürzen.
Accumulator-Extrusionskopf versus kontinuierliche Extrusion
| Attribute | Kontinuierlicher Extrusionskopf | Speicherkopf |
|---|---|---|
| Typisches Produktvolumen | 50 ml bis 20 l | 10 L bis 1.500 L und darüber hinaus |
| Typische Schussgewichte | 10 g bis 1 500 g | 1,1 kg bis 150 kg |
| Warteschlangenabgangszeit | Reguliert durch die Extruderleistung | 1 bis 8 s, unabhängig vom Extrudierausgang |
| Bringen Sie den Gesamtverrunschlosseeingriff in die Griffrichtung. | Begrenzt; hängt von den Schmelzfestigkeitseigenschaften des Harzes ab | Hervorragend; kurze Schwebzeit |
| Kontrolle der Wandstärke | Axialer WDS, gelegentlich radialer PWDS | Axialer WDS plus radialer PWDS, höhere Punkteanzahl |
| Multi-Kavitäten-Funktionalität | Gängig, bis zu 8 oder mehr Kavitäten | Im Allgemeinen eine einzelne Kammer; Doppelkopf für mittelgroße Produkte |
| Zykluszeit | 8 bis 40 s | 60 Sekunden bis 12 Minuten, die Kühlung dominiert |
| Relatives Maschinenkapital | Niedrig bis Mittel | Hochwertig bis Premium |
| Risiko der Schmelzabsonderung | Niedrig | Mittleres bis hohes Maß; die Konstruktion des FIFO-Kopfes ist essentiell |
Funktionsweise: Der Sammelbe- und Abfeuerschritt
Der Akkumulatorzyklus besteht aus vier Phasen – Ladephase, Wartephase, Sprengphase und Rückläufer –, die die Formerkette überlappen, so dass die Ladung ausschließlich innerhalb der Kühlzeit des vorherigen Teils erfolgt.Die Kenntnis der Zeitüberschneidung zwischen diesen beiden Zyklen ist der Schlüssel sowohl für die Produktivität als auch für die Teilqualität.
Phasenweise Sequenz
- Aufladen.Die Extruder liefert Schmelz in die Akkumulatorkammer. Der Kolben zieht sich unter kontrolliertem Rückdruck – normalerweise 3 bis 8 MPa – zurück, wodurch eine Entstehungsgefahr von Lufttrauben verhindert wird und die Schmelz kompakt bleibt. Die Ladezeit muss kürzer als die Abkühlzeit des in der Matrize befindlichen Teils sein, sonst wird der Akkumulator zum Flaschenhals des Zyklus.
- AufenthaltDie Schmelze sitzt in der Kammer, während das Teil im Formenmodell vollständig auskühlen kann. Stagnationseinheiten stellen der Arbeitgeber in Frames in Sekunden dar. Stagnation ist der Feind: Jede Sekunde Stagnation entspricht Aufenthaltsdauer bei 190 bis 215 °C. Gut konzipierte Zyklen minimieren die Stagnation, indem sie den Extruder-Austritt exakt an den Schussvolumen anpassen, geteilt durch die zur Verfügung stehende Kühlzeit.
- Ein Patent.Die Matrize öffnet sich, das fertige Teil wird entfernt, und der Kolben wird vorwärts getrieben. Die Spritzgeschwindigkeit wird profiliert – üblicherweise erst langsam für die ersten 5 bis 10 Prozent, um einen sauberen Schmelzvorhang zu etablieren, dann schnell durch den Körper und am Ende wieder verlangsamt, um eine Schubbahn des Parisonsendes zu vermeiden. Die Spritzdruck beträgt normal 10 bis 25 MPa, je nach Diegang und Schmelzviskosität.
- Die Düse wird geschlossen, und der Blasprozess wird gestartet.Der Kolben bewegt sich zurück, das Knief wird um den Erstformkörper geschlossen, die Abstellnaht verschweißt den Sockel, der Schlagstift tritt ein oder eine Nadel dringt durch, und Druckluft mit einem Druck von 0,6 bis 1,0 MPa pufft das Teil an die Formwand heran.
Wichtige Kennzahlen:Ein 220-Liter-L-Ring-Drum mit Fertiggewicht von 8 bis 11 Kilogramm, mit Schussgewicht von 11 bis 15 Kilogramm inklusive Flash, einem Parisonbildungszeitraum von 4 bis 7 Sekunden und einem gesamten Zyklus von 150 bis 240 Sekunden – wobei 70 bis 85 Prozent der Zeit für die Kühlung zu Verfügung stehen. Die ABLD-Baureihe von Apollo umfasst Geräte von 20 Litern bis 1.500 Litern in drei Modellen, und Apollo hat aus seinem 8.000 Quadratmeter großen Werk in Zhangjiagang mehr als 4.000 Extrusionsblasformmaschinen an über 90 Länder geliefert.
Die FIFO-Anforderung
Der melt-Flow „First-in first-out“ ist das wichtigste Designkriterium innerhalb eines Vorspülkopfes. In einem schlecht konzipierten Rohr löst sich das Material, das vom Extruder eintritt, direkt auf dem Moldeneingang aus, während sich das Material im äußeren Annulus oder hinter einer Schulter viele Zyklen verweilen lässt. Polyethylen, das 20 bis 40 Minuten bei über 200 Grad Celsius steht, beginnt, sich zu oxidieren und zu vernetzen; das Ergebnis sind Gel, schwarze Einschlüsse und – noch heimtückischer – lokal gebrochenes Kunststoff an Schweißstellen, das bei visueller Inspektion bestanden hat und bei einem Falltest sechs Monate später scheitert.
Das FIFO wird durch eine effektive Kammerkennzeichnung ohne Unterkante, eine Kolbenoberfläche, die der Kammerböschung entspricht, damit bei Volldrehung keine Schmelze zurückbleibt, großzügige Rundungen bei jeder Übergangszone sowie eine harte Chrom- oder Nickelbeschichtung auf allen berührten Oberflächen erzielt, um die Haftung zu vermeiden. Bei einem gut konstruierten Kopf beträgt die maximale Aufenthaltsdauer der Schmelze etwa ein und einhalf Zyklus; bei einem schlechten Kopf kann ein Teil der Schmelze zwanzig Zyklen oder mehr überleben.
Hydraulischer versus servoelektrischer Pumpendrillantrieb
Bei konventionellen Beschussköpfen wird der Kolben durch einen Hydraulikzylinder angetrieben; proportsionale oder Servoventile regeln das Geschwindigkeitsprofil. Dies ist bewährt, leistungsstark und kostengünstig bei großen Schussgrößen. Servoelektrische Kurbelantriebe, die auf mittleren Beschussgeräten immer häufiger verfügbar sind, verwenden ein Doppelspiralgetriebe oder ein Zahnradgetriebe, das von einem Servomotor angetrieben wird. Sie bieten eine hervorragende Wiederholbarkeit der Schussgröße – normalerweise besser als eine Fehlbarkeit von 0,5 Prozent von Schuss zu Schuss im Vergleich zu 1 bis 2 Prozent bei einem gut unterhaltenen hydraulischen System – und sie entsorgen das Hydrauliköl im Bereich des Kopfes vollständig.
Der Kompromiss besteht aus Kapitalkosten und maximaler Kraft. Für Spritzgrößen größer als etwa 30 bis 40 Kilogramm ist der hydraulische Antrieb die praktikabelere Wahl. Apollos Serie von vollständig elektrischen Maschinen verwendet eine komplett elektrische Architektur im Bereich von 200 Milliliter bis 20 Liter, wo Energieeinsparung und olivenfreies Betrieb den größten Nutzen bringen, während die großen Akumulatoren mit hydraulischem Spritzantrieb in der Serie RALD mit Servostellprofilierung ausgestattet sind.
Typen von Akkuköpfen und interne Geometrie
Die Verteilkopfscheiben lassen sich in zwei Gruppen aufteilen, in denen die Schmelze gespeichert wird: Oberkammakkumulatoren, bei denen die Speicherkammer einen Ring um den Düsenmantel darstellt, und seitengeschaltete oder externe Akkumulatoren, bei denen einer oder mehrere Zylinder neben dem Kopf angebracht sind und in einen Kollektor abfließen. Der Düsenmantel wird vertikal bewegt durch einen Servo- oder hochzuständigen proportionalen Hydraulikaktor, der einem gespeicherten Profil folgt, das auf die Plungerposition synchronisiert ist statt auf die Zeit. Der Synchronisierungsvorgang auf Grundlage der Plungerposition und nicht der Zeit ist wichtig: Wenn die Spritzgeschwindigkeit zwischen den Zyklen leicht variiert, wird ein Zeitbasiertes Profil Dickenänderungen in der falschen Höhe durchführen, während ein Position basiertes Profil an der Parisonposition registriert bleibt.Die Wahl bestimmt die Schusskapazität, das Aufenthaltsverhalten und die einfache Umwandlung des Kopfes in mehrere Schichten.
In-Head-Ring-Akku
Die Schmelze wird in einer ringförmigen Kammer gespeichert, die mit der Matrize konzentrisch ausgerichtet ist. Ein ringförmiger Kolben drückt sie nach unten. Da der Speicher-Volumen bereits ringförmig ist, ist der Flussweg von der Kammer hin zur Matrize äußerst kurz und geometrisch einfach, was zu einem hervorragenden FIFO-Verhalten und zu einer sehr einheitlichen, umlaufenden Schmelzedistribution führt. Die Begrenzung ist die Kapazität: Der Ringsaal kann nur so tief sein, ehe die Matrize physikalisch riesig wird. In-Haus-Ring-Akkumulatoren werden typischerweise für 20 oder 30 Kilogramm Gießen eingesetzt.
Dies ist die bevorzugte Architektur für technische Teile, in denen die Wand-Homogenität wichtiger ist als die Rohschussgröße – beispielsweise Automobil-Kanäle, Kühlmittelbehälter, Gerätekomponenten und mittelgroße Industriebehälter. Zudem ist diese Architektur einfacher zu konvertieren in Zweischicht- oder Dreischicht-Koextrusion, da zusätzliche Schmelzkanäle konzentrisch ineinander verschachtelt werden können.
Zusatzakkumulator des Seitenschiebecylinders
Ein, zwei oder vier zylindrische Akkumulatoren werden an die Matrizenkopf montiert und entladen über einen Verteiler. Die Kapazität wird dadurch erhöht, dass weitere Zylinder hinzugefügt werden, sodass diese Architektur die größten Schussgrößen dominiert – 40 Kilogramm und mehr bis zu Hunderden Kilogramm für die Herstellung in Behältern. Mehrzylindrige Anordnungen ermöglichen auch sequenzielle oder gleichzeitige Sprengung, wodurch die Kontrolle über das Verhalten der Schmelzevorhand versichert wird.
Nachteiliges Element ist der Kollektor. Das Schmelzmetall muss vom Zylinder über einen Träger in den Kopf geleitet werden und anschließend im Umfang verteilt werden, wodurch sich der Durchflussweg verlängert, Potenzialstellen für Stagnation auftreten können und eine sichtbare Schweißlinie entstehen kann, wenn die Streifen sich wieder zusammenschließen. Für einen sorgfältigen Kollektordesign mit ausgewogenen Trägerschneidlängen und einem spiralförmigen oder kardiovaskularen Verteilsegment im Kopf ist äußerst wichtig.
| Typ des Kopfes | Praktische Schussbreite | FIFO-Qualität | Schweißleitsicht | Mehrschichtliche Verarbeitung | Typische Produkte |
|---|---|---|---|---|---|
| Akkumulator mit Innenring | 2 bis 30 kg | Ausgezeichnet | Sehr niedrig | Einfach | Röhren, Behälter, 20 bis 60-L-Trichterbehälter |
| Einzelkammenziehzylinder | 5 bis 60 kg | Gut mit einem ausgewogenen Verteiler | gering bis mäßig | mäßig | 120 bis 220 L-Trommel, IBC-Flasken |
| Doppelte Seitenzuführzylinder | 30 bis 150 kg | Gut | mäßig | Komplex | Tanks von 500 bis 1500 l, große Paletten |
| Vier-Zylinder/Manometer | 100 kg und höher | Vom Design abhängig | Mäßig bis hoch | Selten vorhanden | sehr große Behälter, Marineflotationen |
| Doppel-auf-Kopf-Akumulator | 2 x 2 bis 2 x 12 kg | Ausgezeichnet | Sehr niedrig | Einfach | Doppelkammern in 20- bis 30-L-Jerrican-Kannen |
Werkzeugauslegung: konvergierend versus divergent
Das in den Kopfausgang eingebaute Werkzeug und die Bohrspindel bestimmen sowohl den Durchmesser des Formwerkzeugs als auch die Reaktion des Werkzeugspalts auf die Bewegung der Bohrspindel. Konvergierende Werkzeuge – bei denen die Bohrspindel nach außen abnurmt und der Werkzeugbohr nach innen aushärtet, wenn sie in den Kopfausgang gelangen – vergrößern den Durchmesser des Formwerkzeugs, wenn die Bohrspindel nach unten bewegt wird. Konvergierende Werkzeuge führen zu einem stabileren Schmelzvorhang und verarbeiten die hohen Produktionsraten eines schnellen Sprunges besser. Divergierende Werkzeuge wiederum erzeugen bei einer bestimmten Werkzeuggröße einen größeren Durchmesser des Formwerkzeugs, was für sehr breite, flache Teile wie Paletten und Panels von Vorteil ist.
Der Abstand für dickwandige große Teile beträgt typischerweise 3 bis 12 mm, bei Flaschengravur jedoch 0,5 bis 2 mm. Die Landlänge – der parallel gelegene Abschnitt am Ausgang der Matrize – sollte 8 bis 15 Mal so groß sein wie der Abstand, um eine stabile Extrusion und eine kontrollierte Vorverformung der Matrize zu gewährleisten. Die Vorverformung selbst ist bei Harzen mit hohem Molekulargewicht deutlich höher, in der Regel 1,3 bis 2,0 für HMW-HDPE, und muss bei der Berechnung des Parisdurchmessens im Hinblick auf die Abmessungen der Matrizenkavität berücksichtigt werden.
Dimensionierung des Aufnehmer: Spritzvolumen, Output und Zykluszeit
Die richtige Akkumulatorauswahl folgt einer Kette von vier Berechnungen: Teilegewicht zu Schussgewicht, Schussgewicht zu Schussvolumen, Schussvolumen plus Taktzeit zum benötigten Extruderausgang und Teilewanddicke zur Kühlzeit.Werden keine Angaben richtig gemacht, entsteht eine Maschine, die entweder das Teil nicht herstellen kann oder nur zu einem Bruchteil seiner nominalen Produktivität läuft.
Schritt 1: Trägerschneidegewicht aus Teilgewicht
Das Spritzgewicht entspricht dem Gewicht des fertigen Teils plus dem Spüliplus dem Sicherheitsansatz. Bei großen Teilen ist das Spüli hoch, da der Schmelzball genügend breit sein muss, um den breitesten Bereich der Form zu bedecken. Alles, was außerhalb der Kavität liegt, wird beim Auslassen, am Hals und an jeder Handnahme oder Aussparung als Spüli gewertet. Typische Spüli-Prozente: 20 bis 30 Prozent bei einem einfachen zylindrischen Drum, 30 bis 45 Prozent bei einem L-Ring-Drum mit einer Handauflage, 40 bis 70 Prozent bei komplexenIndustrialdrähten, z. B. Paletten und Mehrhalsbehältern.
Fügen Sie einen Aufschlag von 15 bis 25 Prozent auf den Blitzumsatz hinzu. Dieser Aufschlag erfüllt zwei Aufgaben: Er sorgt dafür, dass der Akku niemals bis zu seiner limitierten Bewegungsmöglichkeit ausgetrieben wird, was die Übertragungsringe schützt und die spätere Möglichkeit erhöht, das Gewichtsverhältnis zu erhöhen, sowie er gibt überproportionalen Platz für schwerere Varianten des gleichen Teils auf derselben Werkzeugvorrichtung.
Schritt 2: Schussvolumen aus dem Schussgewicht
Die Schmelzdichte, nicht die Feststoffdichte, bestimmt den Behältervolumen. Flüssiges HDPE bei 190 bis 210 Grad Celsius hat eine Dichte von etwa 0,74 bis 0,78 Gramm pro Kubikzentimeter. Flüssiges PP hat etwa 0,73 bis 0,76. Ein 12-Kilogramm-HDP-Shot erfordert daher ungefähr 15,4 bis 16,2 Liter Behältervolumen. Die Dimensionierung des Behälters nach der Feststoffdichte ist ein klassischer und kostspieliger Fehler, der eine Maschine 25 Prozent ihres geplanten Shots unterbietet.
Schritt 3: Extruderausgang aus Spritzmenge und Zyklusdauer
Die erforderliche Extruder-Ausgangsleistung in Kilogramm pro Stunde entspricht der Schussmasse in Kilogramm, dividiert durch die Zyklusdauer in Stunden. Wenn eine 220-Liter-Drum eine Schussmasse von 13 Kilogramm bei einem Zyklus von 180 Sekunden erfordert, muss die Ausgangsleistung mindestens (13 Kilogramm / 0,05 Stunden) entsprechen, also 260 Kilogramm pro Stunde. Hinzufügen Sie 15 bis 20 Prozent Puffer, damit der Extruder nicht mit maximaler Schraubendrehzahl kontinuierlich läuft, was eine Spezifikation von etwa 300 bis 315 Kilogramm pro Stunde ergibt. Bei HMW-HDPE bedeutet das typischerweise eine 100 bis 120 Millimeter Schraube mit einem L-D-Verhältnis von 28:1 bis 30:1 und einer Profilierungsspannung.
Schritt 4: Kühlzeit vom WandtMaterialstärke Unterschied
Die Kühlung dominiert große Teilszyklus. Die Wärmeleitung durch eine Plastikwand hängt ungefähr proportional mit dem Quadrat ihrer Stärke zusammen, also verdoppelt sich bei einer Verdoppelung der Stärke die Kühlzeit etwa vierfach. Als Planungshilfsmittel für HDPE, das von einer Seite gegen eine Form bei 12 bis 18 Grad Celsius gekühlt wird, sollte für den dicksten Abschnitt 20 bis 30 Sekunden Kühlzeit pro Millimeter Stärke eingeräumt werden und anschließend sollte die Zeit mit Messungen überprüft werden.
| Produkt | Endgewicht | Flash-Weitergabe | Trägerschneidegewicht inklusive Reserve | Nominale Wand | Typischer Zyklus | Extruderausgang erforderlich |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25-Liter-Jerrican | 0,9 bis 1,2 kg | 25 bis 35 % | 1,5 bis 2,0 kg | 1,8 bis 2,5 mm | 55 bis 80 s | 90 bis 140 kg/h, |
| 60-L-Trichterbehälter | 3,0 bis 4,0 kg | 28 bis 38 % | 5,0 bis 6,5 kg | 2,5 bis 3,5 mm | 90 bis 130 s | 160 bis 230 kg/h |
| 220 L L-Ring-Trommel | 8,0 bis 11,0 kg | 30 bis 45 % | 12,5 bis 16,0 kg | 3,0 bis 4,5 mm, | 150 bis 240 s | 250 bis 340 kg/h |
| 1.000 L IBC-Innenbehälter | 15 bis 20 kg | 30 bis 40 % | 23 bis 30 kg | 2,0 bis 3,0 mm | 180 bis 260 s | 380 bis 550 kg/h |
| 1.500 l Wassertank | 40 bis 60 kg | 35 bis 50 %, | 65 bis 95 kg | 5,0 bis 9,0 mm | 7 bis 12 Minuten | 450 bis 700 kg/h |
| Automobil-Klimaanlage | 0,5 bis 1,5 kg | 45 bis 70 % | 1,2 bis 3,0 kg | 1,5 bis 3,0 mm | 50 bis 90 s | 90 bis 180 kg/h |
Diese Zahlen sind Richtwerte, die auf einer typischen HDPE-Verarbeitung basieren, und müssten durch Probenten geprüft werden. Die tatsächlichen Werte variieren aufgrund des Resingrades, des Kühlungskonzepts des Werkzeugs, der Umgebungsbedingungen und des Einsatzes einer internen Kühlung.
Internes Kühlen, um den Kühlengeschwnd zu beseitigen
Da die Kühlung bei schranzenartigen Bauteilen die wichtigste Phase des Zyklus darstellt, ist die interne Kühlung eine der wirtschaftlichsten Optionen für eine Maschine mit großem Speicher. Drei Ansatzmöglichkeiten werden genutzt. Luftaustausch sorgt für einen konstanten Vor- und Rückfluss des Luft, wodurch der Prozesszeitumfang um etwa 15 bis 25 Prozent verkürzt wird. Bei einer Kühlung und Trocknung mit Luft von minus 20 bis minus 30 Grad Celsius wird diese Effektivität auf 25 bis 35 Prozent erhöht. Die Injektion von flüssigem Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid kann die Kühlzeit um 40 bis 50 Prozent verkürzen, erfordert aber kryptogene Bearbeitung, Überwachung der Sauerstoffverdunstung und legt erhebliche Kosten für verbrauchbare Stoffe auf. Sie ist normalerweise nur auf sehr dicken Schichten (über 6 Millimeter) gerechtfertigt.
Eine praktische Warnung: Eine aggressive interne Kühlung verursacht einen steilen Temperaturgradient über die Wand, was Restspannungen erzeugt. Auf chemischen Behältern kann dies die Kratzfestigkeit der umgebenden Spannungen verringern. Dokumentieren Sie immer die PSC auf intern gekühlten Teilen, anstatt die Daten der Harzdatenblätter als Richtwert zu akzeptieren.
Parison-Programmierung für dickwandige Teile
Die Parisonprogrammierung auf einer Akkupresse kontrolliert während des Schusses den Werkzeugkamerabreite kontinuierlich über ein axiales Wandsystem mit in der Regel 100 bis 200 Punkten, sodass die Wanddicke des fertigen Teils gleichmäßiger ist, obwohl die lokalen Verbreiterungsverhältnisse stark variieren.Bei einem großen Teil handelt es sich nicht um eine Feinabstimmung – es ist die Unterschied zwischen einem verkaufsfähigen Produkt und Metallen
Achssteuerung: WDS
Der Stanzmantel wird vertikal durch einen Servomotor oder einen proportionalen hydraulischen Antriebsmechanismus bewegt, der ein gespeichertes Profil verfolgt, das synchronisiert ist mit der Stempelposition und nicht mit dem Zeitverlauf. Die Synchronisation mit der Stempelposition und nicht mit dem Zeitverlauf ist wichtig: Wenn sich die Blasgeschwindigkeit zwischen den Zyklen nur geringfügig ändert, führt ein zeitbasiertes Profil zu Dickenänderungen auf der falschen Höhe, während ein positionsbasiertes Profil sich weiterhin am Parison orientiert.
Der Profil wird durch Berechnung des Blasverhältnisses für jede Höhe erstellt. Das Blasverhältnis ist der Durchmesser der Formkanalöffnung dividiert durch den Durchmesser des Parisons in dieser Höhe. Wo das Blasverhältnis 3 ist, verdünnt sich die Wand auf ungefähr ein Drittel; wo es 1,2 ist, verdünnt sie sich kaum. Eine 220-Liter-Trommel hat ein niedriges Blasverhältnis im geraden Zylinder und ein hohes Verhältnis an den oberen und unteren Klingradien, daher muss der Profil am oberen und unteren Ende Material hinzufügen und kann sich in der Mitte dünn gestalten.
Radialer Steuer: PWDS
Die Steuerelementen zur Kontrolle der Wandverteilung formen das Druckspalt auf der gesamten Umfangsseite, und zwar entweder durch die Biegung eines elastisch deformierbaren Dierings mit mehreren Aktoren oder durch die Verwendung eines segmentierten Dornes. Dies ist besonders wichtig bei ovalen, rechteckigen und asymmetrischen Teilen – Automobilkanalen, Werkzeugkästen, Paletten und alle Behälter mit flachen Wänden. Ohne die Radiale Regelung werden die Ecken eines Rechtecks reduziert, während die flachen Seiten dick bleiben, wodurch der gesamte Teil überlastet werden muss, um die Ecken zu schützen. Die Systeme bieten typischerweise 4 bis 24 Radiale Regelungspunkte, und bei komplexen Automobilteilen bietet die 3D-Manipulation der Paritation eine mechanische Führung des Paritionsbandes in einen gebogenen Druckguss.
Programmierfähiger Arbeitsablauf
- Gleichmäßiges Starten.,Laufen Sie einen flachen Profil mit einem Stanzspalt ab, der ungefähr die gewünschte durchschnittliche Wand dimensioniert, und stellen Sie einen Prototyp ohne Verschließen des Moulds her. Messen Sie dessen Durchmesser und Wandung an verschiedenen Höhen, um den Wandanspruch zu charakterisieren.
- Kartieren Sie das Bauteil.Formen Sie ein vollständiges Bauteil, schneiden Sie es mit einer Bandschere entlang zweier senkrecht gerichteter Ebenen und messen Sie die Wanddicke in einem Raster – mindestens alle 50 Millimeter Höhe und an vier umlaufenden Positionen.
- Messen Sie die Höhe am ProfilpunktIdentifizieren Sie, welcher Profilpunkt jedem gemessenen Verteilungsgrad entspricht. Die Markierung des Parisonen mit einem hitzebeständigen Leuchtmarker während einer Testpräformung ist eine zuverlässige praktische Methode.
- Korrektieren Sie iterativ.Justieren Sie die Profilpunkte dort, wo die Wand nicht der Toleranz entspricht, und wenden Sie nicht mehr als 60 bis 70 Prozent der berechneten Korrektur pro Iteration an, um Schwankungen zu vermeiden. Bereiten Sie 4 bis 8 Iterationen vor, damit sich das neue Teil zusammenkondensiert.
- Sperren und dokumentieren.Speichern Sie das Profil gegenüber der Mouldnummer im Maschinencontroller und notieren Sie das Dies-und Dübel-Set sowie die Schmelztemperatur und den Spritzgeschwindigkeit-Profil dort. Auf einer großen Teilemaschine ist das Profil ebenso Teil der Werkzeugauslegung wie die Matrize selbst.
Besonderheiten bei dicken Wänden
Bei dicken Wänden wirken sich zwei Faktoren stärker aus als bei Flaschen. Erstens ist die Schrumpfung größer und langsamer: HDPE schrumpft zwischen 2,0 und 4,0 Prozent, und eine dicke Wand verbleibt auch 24 bis 48 Stunden nach dem Auswurf in ihrem Eindrückpunkt. Die Maßerhebung unmittelbar nach der Bearbeitung im Gerät entspricht nicht der Erhebung am nächsten Tag, deshalb müssen die Messprotokolle eine Einstellzeit vorsehen. Zweitens scheinen sich Senkeklemmstellen und Einheitserschließungen auf, wo die Wand lokal dicker ist – am Eindrückpunkt am unteren Ende, rund um die Gesichter des Einbaus oder an den Verbindungen der Griffen. Die Lösung besteht darin, das Profil so zu konstruieren, dass die Wand in diese Merkmale abrundet und nicht gestuft und die lokale Dicke etwa 1,5-fach der nominellen Wandhöhe beträgt.
Klemmwerk, Formdesign und Kühlung für große Produkte
Die Klemmkraft an einer großen Speicheranlage muss sowohl dem inneren Druckstand, der auf dem vorgesehenen Werkzeugbereich wirkt, als auch der weitaus größeren Übergangsbelastung standhalten, die beim Anliegen des Werkzeugs während des Werkzeugschließens erforderlich ist.Die Berechnung der Größe allein auf der Grundlage des Blasdrucks ist eine häufige und ernsthafte Spezifikationsfehler.
Berechnung der Klemmkraft
Der Druckschlagkomponent entspricht der Projektionsfläche multipliziert mit dem Druck. Eine 220 Liter Trommel mit einer Projektionsfläche von etwa 0,35 Quadratmetern und einem Druck von 0,8 MPa ergibt etwa 280 Kilonewton. Der Druckausflugeffekt hängt von der Wanddicke der Vorform, der Schmelzstärke der Harzmasse, der Schließgeschwindigkeit und der Geometrie der Druckausflügelemente ab und liegt bei Teilen mit dicker Wand meistens im Bereich von einem bis vierfachen dem Druckschlagkomponenten. Praktische Maschinen für 220 Liter-Trommeln werden daher mit 900 bis 1.600 Kilonewton angegeben.
Ebenso wichtig ist die Klemmungssteifigkeit und die Parallelität der Platten. Eine Klemme, die sich unter Last bewegt, öffnet die Trennlinie im Zentrum eines großen Werkzeugs, wodurch dicker Fließschmelz und eine unzureichende Schweißqualität entsteht. Geben Sie die Grenzen für die Klemmung auf und prüfen Sie sie bei Last während der Abnahme in der Fabrik, nicht nur den Klemmungskreis.
| Produktgröße | Projektionen Gesamtfläche (ca.) | Druck im Blasprozess (MPa) | Empfohlene Klemmkraft (kN) | Formmaterial | Entzerrungs-Inserat |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 bis 30 l | 0,08 bis 0,12 m2, | 0,6 bis 0,8 | 250 bis 450 | Aluminiumlegierung 7075 oder vergleichbar | Berylliumfreie Kupferlegierung oder Werkzeugstahl |
| 60 bis 120 L | 0,18 bis 0,28 m2 | 0,7 bis 0,9 | 600 bis 1.000 | Aluminiumlegierung, Stahlrahmen | Hartgesteilter Werkzeugstahl |
| 200 bis 250 l | 0,32 bis 0,42 m2, | 0,7 bis 1,0 | 900 bis 1.600 | Aluminiumlegierung, Stahl-Rückplatten | Verhärteter Werkzeugstahl, wechselbar |
| 1.000 L IBC-Flasche | 0,90 bis 1,20 m2 | 0,6 bis 0,9 | 1.800 bis 3.000 | Aluminiumlegierung, starker Stahlrahmen | Hartgesteilter Werkzeugstahl, segmentiert |
| 1.500 l Tank | 1,30 bis 1,80 m2, | 0,6 bis 0,8 | 2.500 bis 4.000 | Aluminiumlegierung, starker Stahlrahmen | Hartgesteilter Werkzeugstahl, segmentiert |
Kühlungsdesign für Schimmel
Aluminiumlegierungen sind das Standardformwerkzeugmaterial für große Blasformen, da ihre Wärmeleitfähigkeit rund vier- bis fünffach höher ist als die von Werkzeugstahl. Blasformen bestehen im Vergleich zu Spritzformen unter geringem mechanischen Druck. Die Kühlkanäle sollten so gebohrt oder gegossen werden, dass sie der Kavitätenkontur in einer konstanten Entfernung von 15 bis 25 mm von der Oberfläche folgen. Der Kanaldurchmesser beträgt 10 bis 16 mm, und die Strömungsraten müssen ausreichend sein, um eine turbulente Strömung aufrechtzuerhalten – ein Reynolds-Nummer von über 4.000 –, da laminare Flüsse den Wärmeübertrag dramatisch einschränken.
Zeigen Sie die Kühlung an. Die Basis und die Aushärtungsregion tragen das dickste Material und die höchste Wärmeverluste; sie sollten auf einem gesonderten Stromkreis bei einer niedrigeren Temperatur als der Schmelzbereich sein. Die Oberflächestemperatur von Modellen wird üblicherweise bei 12 bis 20 Grad Celsius für HDPE gehalten. Wenn sie unter 10 Grad Celsius gehalten wird, besteht die Gefahr, dass sich im Fall einer feuchten Produktion Kondenswasser auf der Modelfront aufstellt, was Oberflächenfehler und im Laufe der Zeit Korrosion des Aluminiums zur Folge hat.
Entzerrungs-Geometrie
Der Knickpunkt ist der Ort, an dem die Formhalften durch den Parison zerreißen und die beiden Wände zusammenschweißen. Bei einem Teil mit dicken Wänden ist dies der häufigste Ausfall beim Absturztest. Er wird von drei Parametern bestimmt: der Landbreite (in der Regel 1,0 bis 2,5 Millimeter für große Teile), dem Entlastungwinkel hinter dem Land (in der Regel 15 bis 30 Grad) und der Tiefe der Spalttasche, die groß genug sein muss, damit die Flußspäße nicht am Boden zustoßen und ein vollständiges Schließen der Form verhindern. Bei einer gut konzipierten Knickung entsteht auf der Innenseite des Teiles eine Schweißnaht – eine sichtbare Materialverschiebung in die Kavität –, die darauf hinweist, dass das flüssige Material zusammen gedrückt wurde und nicht einfach gereckt wurde.
Materialien für die Kaltumspritzguss von großen, dicken Wänden.
Das dominante Harz für großstädte Blowformmoulding ist hohe molekulare Masse HDPE mit einem hohen Lastschmelzindex zwischen 0,02 und 0,35 Gramm pro 10 Minuten, das für die Schmelzfestigkeit, Widerstand gegen Umgebungsstressrissen und Schlagtödlichkeit und nicht für die Fließfähigkeit ausgewählt wird.Alles andere im Materialeigenschaftenblatt ergibt sich aus diesen drei Voraussetzungen.
Warum niedriger Schmelzindex
Die Schmelzfestigkeit regelt die Sagbeständigkeit, und die Schmelzfestigkeit steigt mit steigender Molekülmasse und fallender Schmelzindex. Ein Harz mit 0,05 Gramm pro 10 Minuten unter einer Belastung von 21,6 kg wird eine 20 kg schwere Vorform mit annehmbarer Oberflächendünnung aufrechterhalten; die gleiche Geometrie in einer Schmelzindexklasse mit 1,0 würde zerreißen. Ein niedriger Schmelzindex bietet zudem erheblich verbesserte Eigenschaften in Bezug auf die Beständigkeit gegen Belastungsbrüche im Umweltbereich – eine Eigenschaft, die entscheidet, ob eine Trommel mit Detergenz, Pflanzenschutzmittel oder tensiderbestandigen Substanzen zwei Jahre lang bei Lagerstapelung ohne Risse überdauert.
Die Kosten hängen von der Verarbeitungsdynamik ab. Für Harte Gummiharze mit niedrigem Schmelzindex erfordert der Extruder ein höheres Drehmoment, bildet mehr Quetschenwärme und benötigt zudem ein höheres Druck. Der spezifische Energieverbrauch bei HMW-HDPE beträgt in der Regel 0,25 bis 0,35 Kilowattstunden pro Kilogramm im Vergleich zur 0,18 bis 0,25 für ein allround Anwendungstreifen. Die Schraubenspezifikation kompensiert die anfallenden Unterschiede: Verzugbereiche der Schaufel verbessern den Transport des steifen Schmelzes, Barriereprofilzähne sorgen für eine gleichmäßige Schmelzung und ein Maddock- oder Spiralmischsieb homogenisiert das Schmelz, bevor es dem Akkumulatormauer erreicht.
Vergleich der Harze für große Teile,
| Harz | Dichte (g/cm3) | Schmelzindex | Zugfestigkeit (MPa) | Gehölzte Izod (kJ/m²) | Acryl-Phase (F50, h) | am besten geeignet für |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HMW-HDPE-Trommelkategorie | 0,945 bis 0,952 | 0,02 bis 0,10 (190 Grad Celsius/21,6 kg) | 23 bis 28 | 18 bis 40, | Über 1.000 | 200-L-Drähne, IBC-Flößen, UN-Verpackungen |
| HMW-HDPE-Tanksorte | 0,940 bis 0,948 | 0,02 bis 0,06 (190 °C/21,6 kg) | 21 bis 26 | 25 bis 55 | Über 1.000 | Tanks von 1.000 bis 1.500 L mit dicken Wandabschnitten |
| Allzweck-HDPE | 0,950 bis 0,960 | 0,30 bis 0,80 (190 °C/2,16 kg) | 26 bis 32, | 6 bis 15 | 50 bis 300 | Behälter von 20 bis 60 l, nicht kritische Aufgabe |
| PP-Blockkopolymer | 0,900 bis 0,908 | 0,3 bis 0,8 (230 °C/2,16 kg) | 24 bis 30 | 8 bis 25 | Keine bestimmbende Eigenschaft | Hitzewiderstandsfähige Behälter, Hot-Fill-Industrie |
| Mit Glasfüllstoffen versehenes PP oder PA | 1,05 bis 1,35 kg/ml | Grad abhängig | 55 bis 110 | 5 bis 15 | Nicht anwendbar | Automobilkettensysteme, Unterbodenkomponenten |
| Kreuzvernetzbares HDPE (PEX-b-Blowniveau) | 0,940 bis 0,950 | 0,05 bis 0,20 (190 °C / 21,6 kg) | 20 bis 25 | 30 bis 60 Grad Celsius | Ganz besonders nach dem Härten | Chemiebehälter, die ölbeständigkeit erfordern |
Alle Werte sind typische Bereiche, die sich je nach Qualitätsklasse und Prüftechnik unterscheiden. Bevor Sie eine Spezifikation festlegen, überprüfen Sie die Datenblätter des Lieferanten. Insbesondere die Werte für ESCR sind stark methodenabhängig und sollten nur innerhalb des gleichen Testprotokolls und derselben Stressträgerstoffzusammensetzung verglichen werden.
Additive, UV-Stabilisierung und Recycling
Für Produkte im Außenbereich – Wassertanks, Straßensperren, landwirtschaftliche Geräte, Schwimmkörper – wird ein Kohlenstoffstoff in einer Konzentration von 2,0 bis 2,5 Prozent mit guter Dispersion oder ein gehindertes Amin-Lichtstabilisatorpaket für farbige Teile benötigt. Kohlenstoffstoff ist der kostengünstigste und haltbarste UV-Schutz für Polyethylen und bei einer guten Dispersion in einer Konzentration von 2,5 Prozent unterstützt er eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten. Antioxidantpakete müssen für den Akkumulationsprozess speziell angegeben werden, da die Aufenthaltszeit der Schmelze in einem Akkumulationskopf länger ist als bei kontinuierlicher Extrusion und die standardmäßige Antioxidantdosierung für Spritzgüter oft nicht ausreicht.
Die Wiederverwertung von großen Kunststoffteilen ist aufgrund der hohen Reingewichtanteile von Flashmaterial sehr lohnenswert. In der Praxis wird gewöhnlich 20 bis 40 Prozent Regranulat zu Ungranulat hinzugefügt, wobei die Zustand der Granulationsklingen und die Gittergröße so geregelt werden, dass Feinerteile vermieden werden. Der Hauptgrund für die recycling-technologische Einschränkung ist jedoch nicht die mechanische Verringerung der Eigenschaften im ersten Prozessschritt, sondern die ESCR-Abgabe nach mehreren Temperaturzyklen. Für Verpackungen von gefährlichen Gütern, die von UN zertifiziert sind, wird das Regranulatgehalt in der Regel vom Zertifizierungsdossier selbst bestimmt und darf nicht ohne erneute Qualifizierung verändert werden. Innerhalb der Wanplas-Gruppe arbeiten viele Verarbeiter, die ihren eigenen Granulat wiederverwerfen, oft zwei Komponenten aus der Apollo-Akku-Kette sowie Waschanlagen und Granulationsmaschinen des Wanplas-Werks Polyretec und Doppelwellenkomponentenextruder aus dem Wanplas-Werk Kerke zusammen, in denen das Regranulat erneut verkomponiert werden muss, um es mit neuen Stabilisatoren zu vermischen.
Anwendungsbereiche: Trommeln, IBC-Flaschen, Behälter und industrielle Teile.
Die Extrusionsblasformen des Accumulator-Head werden für fünf breite Anwendungsfamilien eingesetzt, wobei jede davon einen anderen Aspekt der Maschine betont: Die Anwendung für die chemische Verpackung legt Wert auf die Integrität bei Sichtdrücken und das Entwichen der Sprache, die Anwendung im Automobilbedarf legt Wert auf die Maßgenauigkeit und die 3D-Kontrolle des Parisonen, und die Produkte für die kommunale Infrastruktur sowie Säume betonen die Aufnahmekapazität und die UV-Haltbarkeit bei der Präformung.
Chemische und industrielle Verpackungen
Diese ist die größte Anwendungsklasse generell, in der Maschinen eingesetzt werden. Die Produkte umfassen 20- bis 30-litermäßige Jerrykannen, 60- bis 120-litermäßige offene und verschlossene Trommeln, 220-litermäßige L-Ring-Trommeln und
Die Auswirkungen für die Maschine sind spezifisch. Die Wanddicke muss überall auf einem Mindestwert gewährleistet sein, und nicht lediglich im Durchschnitt. Daher sind eine hohe Anzahl von WDS-Punkten und ein gut kartierter Profil unerlässlich. Dichtverzweigungen müssen gehärtet und austauschbar sein, da Dichtversagung direkt die Trefferleistung verringert. Und der Vorschritt muss in der Lage sein, eine konstante Spritzgewichtung sicherzustellen, da die UN-Zertifizierung gegen ein deklariertes Mindestgewicht ausgestellt wird, und jede Einheit muss dieses Maß einhalten.
Automobilindustrie und Verkehr
Zu den in Blasform hergestellten Automobilteilen gehören Luftzuführrohre, Ladeluftkühlerschläuche, Kühlmittelausgleichsbehälter, Waschmittel-Tanks, Urea- und Dieselabgassetanks, Ersatzräder und Sitzenummantelungen. Diese Teile sind kleiner als Trommeln, aber weitaus größer in Bezug auf die geometrische Anforderungen – sie sind gebogene, asymmetrische Komponenten mit engen Toleranzen und oft mit integrierten Montagefunktionen.
Die technische Reaktion ist die Manipulation des Parisons in der 3D-Dimension: Ein Roboter oder ein mechanischer Führungszylinder greift den Parison beim Extrudieren an und legt ihn in eine gebogene Formkammer, wodurch sich das Aufblähungsverhältnis selbst bei stark gebogenen Teilen niedrig und konstant hält. In Kombination mit radialer PWDS und häufig mehrschichtigen Strukturen für eine Kohlenwasserstoff-Barriere sind dies einige der technisch anspruchsvollsten Akkumulatoranwendungen. Die Vakuumschmelzkapazität, bei der der Parison durch einen geschlossenen Formzug durch Vakuum gezogen wird, ist eine verwandte Technologie für stark gebogene Rohre.
Wasserbehälter, Landwirtschafts-und Kommunaltechnikprodukte
Zu den Produkten dieser Familie gehören 500- bis 1500-Liter-Wasserspeicherbehälter, landwirtschaftliche Spritzertanks, chemische Dosierbehälter, Verkehrssicherheitsbarrieren, Verkehrspfeiler, schwimmende Liegeplätze und Stege sowie Spielgeräte für Kinder. Diese Teile sind groß, dickwandig und fast immer im Freien zu verwenden, so dass UV-Stabilisierung und eine lange Festigkeit unter zunehmender Belastung die Spezifikationen dominieren.
Bei der sogenannten Doppelwandblasformung ist dies üblich: Das Teil wird als hohlgehämmert und entweder luftgefüllt für die Isolierung und die Trittsicherheit gelassen oder nach der Formung mit Schaumstoff gefüllt, um die Strukturelle Festigkeit zu gewährleisten. Straßenblockierer werden typischerweise hohl geformt und im Einsatz mit Wasser gefüllt, was eine Anforderungen an die Ringspannung erzeugt, die die Stärke der Wand am unteren Ende weit über dem Durchschnitt legt.
Logistik und Materialhandling
Blasformpaletten, Deckelträger, wiederverwendbare Container und Bindeckel bilden einen wachsenden Anwendungsbereich. Ein Blasformpaletten ist eine Doppelwandstruktur mit Knaststellen, die die beiden Seiten in bestimmten Abständen miteinander verschmelzen und ein internes Stegabild erstellen. Seine Herstellung erfordert eine sehr große Schusskapazität, eine breite Parisonfähigkeit und ein Spritzgussform mit vielen Knasteinlagen – dies ist der Bereich der Zwillings- und Vierzylinder-Speicher.
| Anwendungsfamilie | Kritische Anforderung | Hauptmaschinenfunktion | Typische Zertifizierung | Relative Werkzeugkosten |
|---|---|---|---|---|
| Chemikalientanks und Flaschen | Garantierter Mindestwandabstand, ESCR, Überlebensrate bei Abstürzen. | Hochauflösende WDS, abriebfeste Vorschaumuttern | Verpackung nach UN-Standard, ISO | Mittelmäßig |
| IBC-Einzelflaschen | Großladung, Wandgleiche Verteilung, Wirtschaftlich ökonomischer Prozess | seitlicher Speicher, interne Kühlung | Verpackung nach UN-Standard, ISO | Hoch |
| Automobilkettensysteme und -Tanks | Messgenauigkeit, gekrümmte Geometrie | 3D-Parisonkontrolle, radialer PWDS, Mehrschichtoption | Kunden PPAP, ISO-Standards | Sehr hoch |
| Wasser- und Chemikalientanks | Sehr dicke Wand, UV-Haltbarkeit, Keilkantenstärke | Großer Akkumulator, kryptogener oder internes Kühlsystem mit Luft. | Nationale Trinkwassestandards, ISO | Hoch |
| 2. Verkehrssperren und Straßenartikler. | Schlagzähigkeit, UV-Beständigkeit, Leistung bei niedrigen Temperaturen | Großladung, robuste Halterung | regionale Sicherheitsstandards für den Straßenverkehr | Mittel bis hoch |
| Paletten und Logistikkonten. | Strukturelle Steifigkeit, interne Fügedurchbindung | Doppel- oder Vierakkuator, breite Zundkammer | ISO-Palettenmaßstandard | Premium |
Auswahl einer Apollo ABLD-Accumulatormaschine
Die Apollo-ABLD-Serie ist die Accumulatorkopfplattform im Apollo-Portfolio, die 20 Liter bis 1.500 Liter auf drei Modellen abdeckt und sich über der ABLB-Strohrextrusionsserie befindet, die 200 Milliliter bis 20 Liter in acht Modellen umfasst.Apollo, eine Wanplas-Fabrik, stellt in seinem 8.000 Quadratmeter großen Werk in Zhangjiagang, rund zwei Stunden von Shanghai entfernt, zehn Serien mit mehr als achtzig Modellen insgesamt her. Das Unternehmen verfügt über eine Jahreskapazität von rund 100 Maschinen und fertigt bereits mehr als 4.000 Maschinen, die in über 90 Ländern erhältlich sind.
Plattformpositionierung.
- ABLB-Serie, 200 ml bis 20 LKontinuierliche Extrusion, mehrpolig und Servo-WDS. Die richtige Wahl unterhalb des Akkumulationskreuzungspunkts sowie für Großcontainer, bei denen die Zyklusgeschwindigkeit wichtiger als die Schussgröße ist.
- ABLD-Reihe, 20 L bis 1.500 L.AccuMatic-Schachtarchitektur in drei Modellen. Geeignete Konstruktion für Trommeln, IBC-Flasken, Behälter und große Industrieprodukte. Robuste Klemme, hydraulischer Schussantrieb mit Servo-Ventilprofilierung, hohe WDS-Punktzahlen und radialer PWDS verfügbar.
- vollständig elektrische Serien, von 200 ml bis 20 lVolldigitale Antriebe ohne Hydraulikanlage, gedacht für Anwendungen, bei denen Energieverbrauch, ölfreier Betrieb und Präzision der Spannunsjustierung ausschlaggebend sind.
Apollo-Maschinen verarbeiten PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU und PETG und werden in der Nahrungs- und Getränkeindustrie, in der täglichen Chemie, in der Chemische Industrie, im Baustoff-, medizinischen und pharmazeutischen Bereich, in der Automobilproduktion, im Transportverkehr sowie in der Kultur- und Sportindustrie eingesetzt. Einkaufsentscheider vergleichen üblicherweise auch europäische Großserien-Spezialisten wie Kautex Maschinenbau und Bekum mit regionalen Herstellern. Die praktische Positionierung liegt darin, dass Apollo das breite industrielle Segment von Trommeln, Behältern und Keilröhrchen anspricht, bei dem die mechanische Robustheit, die Reaktionsfähigkeit des Service und die Konfigurierbarkeit wichtiger sind als das allerletzte Inkrement der Parameterkontrolle von Automotive-Grad.
Spezifikationskontrollliste vor der Erstellung eines Angebots
| Artikel | Was erforderlich ist | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| Teilzeichnung und Volumen. | 3D-Modell oder dimensionierter Zeichnung, nominaler und blasenfüllter Volumen | Bestimmt Projektplattenausmessungen, Spannkraft und Formgröße. |
| Zielgewicht des Bauteils und Mindestwandstärke | Nenngewicht plus Mindestwanddicke in jeder kritischen Zone. | der Antriebe regulieren die Speichergröße und die WDS-Auflösung |
| Harzqualität. | Lieferantendatenblatt mit Schmelzindex und Dichte | Einstellung des Schraubendesigns, Antriebsleistung und Druckvorlage |
| Nötige Ausgabe | Teile pro Stunde oder pro Schicht sowie geplante Betriebsstunden | Bestimmt, ob eine interne Kühlung oder ein größerer Extruder gerechtfertigt ist |
| Zertifizierungsziel. | UN-Verpackungsklasse, Lebensmittelkontakt, Trinkwasser, Kraftfahrzeuge | Wird von Toleranzzonen, Dokumentation und Prüfgeräten abhängen. |
| Abflussanforderungen | Entflachearbeiten, Dichtheitsprüfungen, Eindichtung, Fördermittel, Palettierung. | große Teile erfordern Robot- oder Gantrysysteme; der Zelltarif sollte frühzeitig festgelegt werden |
| Infrastrukturanlagen der Anlage. | Spannung, Frequenz, Kühllagercapazität und-temperatur, Luftdruck | Apollo passt Spannung und Formen an; Unterdimensionierung des Kühlsystems ist ein häufiges Problem bei der Inbetriebnahme. |
| Future Varianten | Andere Teile, die auf derselben Maschine innerhalb von 3 bis 5 Jahren geplant sind | Das Akkuvolumen und die Halterung für Tagsicht lassen sich später nur noch schwer erhöhen |
Das Servicepaket von Apollo ist auf die realen Gegebenheiten beim Installieren großer Maschinen abgestimmt: Maschinen werden vor dem Verlassen des Werkes inspiziert und getestet, Ingenieure reisen für die Installation und Inbetriebnahme vor Ort aus, der Nutzungsstatus wird nach der Übergabe überwacht, und regelmäßige Besuche der Kunden werden während der Lebenszeit der Maschine geplant. Als Einsatz von Wanplas-Markencompliance-Ansprüchen gilt eine jährliche kostenfreie Ersatzteilvergütung, beschädigte Teile werden innerhalb der Gewährleistungszeit kostenfrei ersetzt, der Transport ist garantiert, die Produktionsleistung wird gegenüber der vereinbarten Spezifikation garantiert, und eine Qualitätsstandardsgarantie umfasst eine Rückerstattung plus zusätzliche Entschädigung, falls die Qualitätsansprüche nicht erfüllt werden. Wanplas verfolgt zudem eine offene Fabrikpolitik, sodass potenzielle Käufer eine vergleichbare ABLD-Maschine in Betrieb sehen können, bevor sie eine Rücksprache einleiten.
Fehlerbehebung und präventive Wartung
Defekte an Beschickungsmaschinen treten in vier Bereichen auf: Verschlussring des Kolbens und Wiederholbarkeit der Beschickung, Verschlechterung der Schmelze durch übermäßiges Aufenthaltsvermögen, Instabilität des Formblokks bei hohen Beschickungsgeschwindigkeiten und Verschleiss bei Vorschaumuttern.Ein strukturiertes Wartungsprogramm, das sich auf diese vier Bereiche konzentriert, verhindert die Mehrheit der unverschuldeten Stillstände auf großen Einzelteilenebenen.
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache. | diagnostischer Schritt | Korrigierende Maßnahmen |
|---|---|---|---|
| Schussgewicht, das sich während einer Schicht nach unten bewegt | Verschleiße des Stempelkegels, der ein Überströmen der Schmelze ermöglicht. | Trendkurve des Gewichtes und der Schlauffenendposition über 100 Zyklen | Wechseln Sie die Pumpendichtungen aus und untersuchen Sie das Kammerloch auf Beschädigungen |
| Schwarzflecken und Streifen im Teil | Veränderte Schmelze aus einer Stagnationszone. | Verschlusskopf abnehmen und Strömungsweg prüfen; Schmelzeaufenthaltzeit berechnen | Polfen oder Neugroßformatierung der Durchflussflächen; Reduzierung der Standzeit durch Anpassung der Extruderleistung an die Schussmenge |
| Klemmung oder Einknicken während des Abrutschens | Ungleichmäßige Temperatur oder Fehler in der Zentrierung. | Messung der Düsenwärme an vier Stellen; Kontrolle der Auftriebszentrierung | Austausch des defekten Heizbandes; Neue Zentrierung der Matrize durch die Anpassungsschrauben an ein kaltes Prozedere. |
| Schmelzriss oder Haihaut auf der Oberfläche des Rohmaterials | Die Scherhastigkeit am Werkzeug ist für das Harz zu hoch. | Berechnen der scheinbaren Wandscherwahrscheinlichkeit bei der eingegebenen Schussgeschwindigkeit | Verringerung der Spritzgeschwindigkeiten, Erhöhung des Werkzeugspaltes oder Anhebung der Landtemperatur um 5 bis 10°C |
| Schwache oder aufgesplitterte Grundverschweißung | Beschränkungsland ist geschlammt oder zu breit; die Schmelze ist beim Beschränkungsprozess zu kalt. | Bodenbreite messen; Schweißteil im Schnitt unterteilen und interne Beule überprüfen | Wechseln Sie das Abknick-Inserat, erhöhen Sie die Schmelztemperatur und verlangsamen Sie die Verschlussbewegung am Ende der Andruckphase |
| Biegen der Teile nach der Ausspritzung | Ungleichmäßige Kühlung oder vorzeitige Ejection. | thermische Untersuchung der Teileoberfläche sofort nach dem Ausstoßen | Wiederausrichtung der Kühlschläuche des Formschmelzers; Vergrößerung der Kühlkapazität; Installation eines neuen Kühltanks. |
| Übermäßige Blende im Zentrum der Trennlinie | Verformung der Klammer oder unzureichende Kraft. | Einbinden eines Drucksicherungsfilms über die Trennlinie. | Verstärken der Klemmkraft; Kontrollieren des Zustands der Befestigungsschiene und der Platine; Hinzufügen von Formabstützplatten |
| Wand ist nur an den Teilenden zu dünn | Lokales Aufblähungsverhältnis ist zu hoch, keine radiale Kompensation. | Teil im Schnitt unterteilen und Wand gegen Vergrößerungsverhältnis abgleichen | Anwenden von radialem PWDS; Hinzufügen von WDS-Punkten auf der betroffenen Höhe; Überarbeiten des Eckradius im Formwerkzeug |
Plan für die vorbeugende Wartung
- Jede Schicht.Notieren Sie die Gewichtsmessung des produzierten Kunstholzes, die Zyklusdauer, die Schmelztemperatur und den Schmelzdruck. Überprüfen Sie die Kunstholzmischungen optisch auf Oberflächenfehler und die Flash-Zusammensetzung. Prüfen Sie die Temperatur und den Füllstand des hydraulischen Öls.
- wöchentlich.Überprüfen Sie alle Heizbänder und Thermoelemente am Kopf und dem Extruder. Prüfen Sie die Zentralität mit einem kalten Prober. Kontrollieren Sie, ob die Eindüseinsätze abgenutzt oder beschädigt sind. Reinigen Sie die Gussöffnungen.
- Monatlich.Überprüfen des hydraulischen Differenzdrucks des Filters und gegebenenfalls ändern. Abziehen von Hydraulikölproben zur Bestimmung der Partikelzahl und des Wassergehalts. Klemmstangen und die Schmiersysteme untersuchen. Sicherheitsmechanismen, Lichtschutzwände und Notstopfen prüfen.
- Jede 2.000 bis 3.000 Stunden.Überprüfen Sie den Durchflusspfad im Akkumulatorkopf, ersetzen Sie die Kolbendichtungen. Überprüfen Sie Schraube und Kolben auf Verschleiß durch Messung der Fluglücke. Kalibrieren Sie die Rückmeldung zur Position des WDS-Aktuators.
- Jährlich.Komplette Überprüfung der Klemmgeometrie einschließlich Parallelität der Platten unter Belastung. Wärmebildaufnahmen des gesamten Heißabschnitts. Überprüfung und Wiederaufstellung aller gespeicherten Vergleichsprofile im Vergleich zu den aktuellen Messdaten der Teilewand.
Die Sicherheit verdient eine ausdrückliche Erwähnung. Großformatige Akkumulatoren-Maschinen verbinden hohe Druckhydraulik, mehrere Tonnen Klemmschwerpunkt sowie Erhitzung über 200 Grad Celsius in einem Bereich, in dem Dutzende von Kilogramm Abbindegehalt vorliegen. Für Arbeiten im Bereich der Klemmen ist eine vollständige Sperre von hydraulischer und elektrischer Energie sowie mechanische Sicherheitsvorrichtungen erforderlich. Versuchen Sie niemals, einen Anbearbeitungskopf zu klären oder eine Matrize zu verstellen, sobald der Akku geladen und heiß ist, und stehen Sie niemals im Droppath des sich abdunkelnden Präparats während eines Testgeschosses. Die Funktionalität der Maschinensicherung, der Verriegelungen und der Notbremsung sollte nach der für den jeweiligen Sicherheitsstandard geltenden Norm — CE-Kennzeichnungserfordernisse für den europäischen Markt — im Rahmen der routinemäßigen Wartung überprüft werden, nicht erst bei der Inbetriebnahme.
Häufig gestellte Fragen
Bei welcher Behältergröße wird das Extrusionsblowmoulden mit Akkumulatorenkopf erforderlich?
Der praktische Kreuzungswert für Polyethylen liegt bei 10 bis 20 Litern oder einem Schussgewicht von etwa 2 bis 3 Kilogramm. Unter dieser Grenze produziert die kontinuierliche Extrudierung mit einem Servoformkopf den Partofix so schnell, dass ein Einklinken leicht kontrolliert werden kann, und der Betrieb mit mehreren Hohlräumen bietet eine weitaus höhere Produktivität. Darüber hinaus wird die Aufenthaltzeit des Partofix im kontinuierlichen Betrieb lang genug, sodass die Schwerkraft den Wandverteilung so stark verändert, dass der Formkopf dies nicht mehr kompensieren kann. Ein Akkumulatorsystem ist dabei die einzige zuverlässige Option.
Wie wird der Verbrauch der Kunststoffverdichtungsanlage berechnet?
Bei einem fertigen Partikelgewicht wird die Schmelze z.B. 20 bis 45 Prozent verändert, je nach Geometrie. Anschließend wird ein Buffer von 15 bis 25 Prozent hinzugefügt, damit der Kolben nie an seine mechanischen Grenzen gelangt. Diese Masse wird in Volumen umgerechnet, ohne Feststoffdichte zu berücksichtigen – der flüssige HDPE hat bei Prozess-temperatur etwa 0,74 bis 0,78 g pro Kubikzentimeter. Ein 12 kg Heimer braucht daher etwa 15 bis 16 Liter Akkumulationskapazität.
Was ist FIFO in einem Akkumulierungskopf und warum ist es wichtig?
FIFO heißt first-in-first-out-Schmelzfluß: Material, das als erstes in die Kammer gelangt, muss zuerst wieder herauskommen. Ohne FIFO bleibt ein Teil der Schmelze in Ecken oder hinter Schultern für viele Einbuchtenden hängen und oxidiert und vernetzt. Das sichtbare Ergebnis sind schwarze Flecken und Gelen; das unsichtbare Ergebnis ist das lokal härtere Material an Schweißstellen, das Monate später bei einem Fallenstest scheitert. FIFO wird durch eine gestraffte Kammergeometrie, eine abgestimmte Stempelfläche, großzügige Rundungen und polierte beschichtete Oberflächen erreicht.
Warum ist die Abkühlzeit bei dicken Wänden so viel länger?
Die Wärme muss durch die Kunststoffwand abführen, und die Zeit für diese Abführung hängt ungefähr quadratisch von der Wandstärke ab. Ein Verdopplung der Wand von 2 auf 4 Millimeter verlängert die Abkühlzeit etwa um den Faktor vier. Da Polyethylen ein schlechter Wärmeleiter ist, macht die Abkühlung traditionell 70 bis 85 Prozent des Zyklus bei großen Teilen aus. Deshalb ist die interne Kühlung − Luftaustausch, kühlendes Trockenluft oder kryogene Injektion − eine der rentabelsten Optionen, die auf großen Akkumulatoren verfügbar ist.
Kann ein Akkumulatorkopf mehrere Schichten produzieren?
Ja. Mehrschichtige, dreischichtige und darüber hinausgehende Strukturen werden auf Akkumulatorköpfen hergestellt, und zwar am häufigsten für Kraftstoff-und Dampfsysteme in der Automobilindustrie und für große chemische Behälter, die eine Kohlenwasserstoffbarriere benötigen. Die Schichten werden vor oder innerhalb des Akkumulators gebildet, so dass die stratifizierte Struktur den Akkumulations-und Schusszyklus überlebt. Ringleitungen in Akkumulatorköpfen werden leichter als seitlich zuführende Zylinderkonstruktionen in Mehrschicht umgewandelt, weil zusätzliche Schmelzbahnen konzentrisch übereinander angeordnet werden können.
Wie viel Regranulat kann in großen Blasformteilen verwendet werden?
Normale Werte liegen zwischen zwanzig und vierzig Prozent. Die Shortflasche, die bei großen Teilen entsteht, macht den Zyklus wirtschaftlich wichtig. Als praktische Grenzen gelten die Verschlechterung des ESCR nach wiederholten Temperaturverläufen und nicht die Reduktion der mechanischen Eigenschaften bei einem einzelnen Durchlauf. Für UN-zertifizierte Verpackungen von Gefahrgut gilt ferner die im Zertifizierungsdokument deklarierte Regranulatzusammensetzung, die nicht überschritten werden darf, ohne dass ein Neuzertifizierungsverfahren durchgeführt wird. Überwachen Sie den Zustand des Granulators und die Größe der Siebe, um eine Feinverunreinigung zu verhindern, und spezifizieren Sie eine Antioxidantienzusammensetzung, die an die erreichten Temperaturverläufe angepasst ist.
Was ist der Unterschied zwischen WDS und PWDS?
Das WDS (Wandverteilungssystem) steuert die Staudichte axial durch das vertikale Verstellen des Mandrels während der Spritzguss, wobei ein Profil von typischerweise 100 bis 200 Punkten abgedeckt wird. Das WDS kompensiert für die Variation des Dimensionierfaktors entlang der Höhe des Teiles. Das PZDS (teilweises Wandverteilungssystem) gestaltet die Staudichte zusätzlich um ihren Umfang, indem es mehrere Aktuatoren auf einem elastischen Formring verwendet. Das PZDS ist für ovale, rechteckige und asymmetrische Teile unerlässlich, bei denen Ecken sonst viel dünner ausfallen würden als eine ebene Fläche.
Wie lang dauert die Inbetriebnahme einer großen Kunststoffverdichtungsanlage üblicherweise?
Planen Sie zunächst die mechanische Installation und den Anschluss an das Stromnetz, dann die Trockenschleifen und die Sicherheitsprüfung, gefolgt von ersten Schüssen und der Entwicklung des Profils des Präparats. Die Profilentwicklung ist normalerweise die längste Phase, da sie 4 bis 8 Iterationen von Formung, Schneiden und Messtechnik pro Teil erfordert. Das Einarbeiten der Routine für das Schneiden und das Messen in den Plan von Anfang an, statt sie als Nachdenken zu behandeln, ist der einzige effektivste Weg, um die Überfahrt hin zu einer kommerziell produzierten Komponente zu verkürzen.
Fazit
Die Extrusionsblasformung mit Akkumulatorkopf ist der Prozess, der massive, dicke Wandhohlplastikprodukte möglich macht. Seine zentrale Idee ist eine einfache: Die Schmelze sammeln und diese dann schnell genug ausgeben, um der Schwerkraft keine Zeit zu geben, den Vorform den Formen zu verformen. Die Auslegung, die sich aus dieser Idee entwickelt, erstreckt sich jedoch bis in jeden Subsystem der Maschine. Der Akkumulatordurchsatz muss gemäß der Schmelzedichte einschließlich der Entzündung und der Reserve bestimmt werden. Die Kopfgeometrie muss den FIFO-Flow (First-In First-Out, in Deutsch: »erst-angespitzte-erst-abgeführte«) garantieren oder die Schmelze verringert sich. Der Extruder-Austritt muss an das Schussgewicht in Abhängigkeit von der Zyklusdauer angepasst werden, damit die Aufenthaltszeit minimal gehalten wird. Die Programmierung der Vorform muss empirisch gegen eine gemessene Wandabbildung entwickelt werden, nicht davon ausgegangen werden. Und das Klemmverriegelungssystem muss für die zeitliche Ablaufzeit des Aushebels bestimmt werden, und nicht lediglich für den Blasen-Druck auf der projizierten Fläche.
Post-industrieller Regrind – der definitionsgemäß Barriereharz und eine Verbindungsschicht enthält und daher gesetzlich nicht für den Kontakt mit Lebensmitteln verwendbar ist – wird in der äußeren Hülle oder einer speziellen Regrind-Schicht begraben, während eine ursprünglich übrig gebliebene Hülle den Einhaltung der Anforderungen für den Kontakt mit Lebensmitteln gewährleistet.
Apollo, ein Wanplas-Werk mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung in Extrusions-Blow-Moulding, einer 8.000 m² großen Anlage in Zhangjiagang und über 4.000 Maschinen, die in mehr als 90 Ländern installiert sind, baut die ABLD-Akkusserien im Bereich von 20 Litern bis 1.500 Litern, die kontinuierliche ABLB-Serie unter 20 Litern und eine voll elektrisch angetriebene Plattform für energiekritische Anwendungen. Käufer, die sich in 2026 an ein Großprojekt heranwagen, sollten mit der Teilgeometrie, dem Zielgewicht und der Mindestwanddicke, der Resinqualität, dem benötigten Ausstoß und dem Zertifizierungsziel ausgestattet eintreffen – wenn diese fünf Eingaben festgelegt sind, folgt direkt die Akkusgrößenberechnung, die Klemmungsspezifikation und die Kühlstrategie. Der offene Werkbetrieb von Wanplas, die Fabrikvorausprüfung, die Inbetriebnahme vor Ort sowie die Kapazitäts- und Qualitätsgarantien bieten den Käufern die Möglichkeit, die Konfiguration in Betrieb zu überprüfen, bevor sie das Werk verlässt – was bei einer Maschine dieser Größenordnung die wertvollste Form der Sorgfalt darstellt, die zur Verfügung steht.
