Table of Contents
- 1. Was unterscheidet das chemische Blasformen von anderen Verfahren?
- 2. Arten von Chemikalienträgern und Volumenbereiche
- 3. Materialauswahl: HMWHDPE und mehr
- 4. Barrierstruktur für aggressive Chemikalien
- 5. Warum eine Akkukopfpumpe ab 30 Litern obligatorisch ist
- 6. Steuerung der Wandscheitelstärke
- 7. Apollo ABLD-Serie von 20 l bis 1500 l
- 8. Apollo ABLB Serie 200 ml bis 20 l
- 9. Formdesign für chemische Trommel
- 10. Kühlung und Zykluszeit
- 11. Zertifizierung und Prüfung durch die UN
- 12. Anforderung an den Modellauswahl-Leitfaden
- 13. Abflussgeräte für eine chemische Trommelproduktion
- 14. Häufige Fehler und Lösungen
- 15. Produktionswirtschaft des chemischen Druckgießvorgangs
- 16. Service und Support
- 17. Häufig gestellte Fragen
- 18. Schlussfolgerung
Die Wahl der besten EBM-Maschine für die chemische Tonderoherstellung ist keine Frage der Suche nach der größten verfügbaren Spannekraft oder der höchsten beworbenen Produktionsleistung. Es geht darum, von den Verpackungsanforderungen auszugehen. Eine chemische Tonne muss bei minus achtzehn Grad Celsius einen Sturz auf einen Betonboden überleben, während sie voll mit Flüssigkeit ist, jahrelang einer Spannungszerbrechung durch Tenside und Lösungsmittel standhalten, einen Stapel beladener Tonnen achtundzwanzig Tage lang halten, ohne zu verformen, und in vielen Fällen eine formelle Zustimmung der Vereinten Nationen bezüglich der Verpackung gefährlicher Güter erhalten haben, bevor eine einzelne Einheit das Werk legal verlassen kann. Jede dieser Anforderungen lässt sich auf eine bestimmte Maschinenkapazität zurückführen: Akkumulatorenkopfluft, Programmierungsauflösung beim Kegelaufbau, Spanndefinition, Ausspargeometrie, Kühlkapazität und Wiederholbarkeit des Spritzgewichts. Wenn die Maschine sich falsch wählt, kann keine Prozess-Einstellung die Zertifizierung wiederherstellen.
Apollo, eine Wanplas-Fabrik in Zhangjiagang nahe Shanghai, baut automatische Extrudierzusammenschlussmaschinen bereits mehr als zwanzig Jahre. Die Fabrik verfügt über eine Produktionsfläche von etwa 8.000 Quadratmetern, baut zehn Maschinenserien, die über 80 Modelle umfassen, und hat mehr als 4.000 Maschinen in über 90 Ländern installiert. Ein значиabler Teil dieses Ausrüstungsbestandes dient der industriellen und chemischen Verpackung, von fünf-Liter-Jerry-Kannen für agrochemische Konzentrate bis zu 1.000-Liter-Zwischenförderbehälter-Innenflaschen. Diese Anleitung führt zunächst durch den Prozess und die Materiallogik der chemischen Trommelblowformlösungen und zeigt diese dann für die Maschinenserien Apollo ABLD und ABLB auf, damit der Kunde mit Sicherheit eine Linie vorschreiben kann, anstatt nach Erkundigungen zu fragen.
Was macht das chemische Trommelblasformen anders
Das Blow-Forming von Chemieprodukten unterscheidet sich von der herkömmlichen Fertigung von Konsumchemikalien in vier grundlegenden Punkten: der Wandstärke, der Materialklasse, der Struktur des Extrusionskopfes und den Prüfungen zur Zertifizierung des fertigen Behälters. Jede dieser Unterschiede macht eine ganze Kategorie von Maschinen überflüssig, die sonst auf einem Spezifikationsblatt attraktiv erscheinen würden.
Unterschied eins: Die Wandstärke ist um eine Größenordnung höher
Eine Flasche mit einem Liter Shampoo hat typisch eine Wandstärke von 0,5 bis 0,9 Millimeter und wiegt 30 bis 45 Gramm. Ein 200-Liter-L-Ring-Drum hat eine Nominalschichtstärke von 2,8 bis 4,5 Millimeter im Körper und deutlich mehr an den Abringungs-und Aufrollsektionen, und wiegt zwischen 8,5 und 11 Kilogramm. Das ist etwa ein 250-facher Zunahme der Schussgewichts und eine Fünffachige Zunahme der Wanddicken. Dicke Wände verändern alles nach unten: Die Schmelze muss schnell genug geliefert werden, damit die Außenhaut nicht vor dem Schließen des Silos erstarrt, die Kühlzeit hängt stärker mit der Wandstärke in Quadratwurzeln ab als linear, und die inneren Belastungen, die in einem dicken Abschnitt festgelegten sind, äußern sich viel häufiger als Verkrümmungen oder versetztes Zerschmelzen.
Die quadratische Beziehung zwischen Wanddicke und Kühlzeit ist die wichtigste wirtschaftliche Tatsache beim Schwerwand-Produzieren. Eine Verdoppelung der Wanddicken von 2 auf 4 Millimeter verringert die Kühlzeit nicht um die Hälfte, sondern vergrößert sie ungefähr vierfach. Ein Maschinenbauer, der die Kühlwasserleitung, die Formenkühlkanäle und optional das interne Kühlsystem nicht entsprechend dieser Realität dimensioniert, liefert eine Maschine, deren theoretische Betriebstaktigkeit in der Produktion niemals erreicht wird.
Unterschied Nummer zwei: Das Material ist hochmolekulares HDPE und nicht Flaschenkunstharz.
Der Standard-Blauchgießverfahrens-HDPE für Haushaltsflaschen weist eine Schmelzfließrate von etwa 0,7 bis 1,2 Gramm pro zehn Minuten bei 190 Grad Celsius und einer Last von 2,16 Kilogramm auf. Chemische Trommelharz ist hochmolekulares HDPE, häufig abgekürzt als HMWHDPE, und erreicht bei demselben Test Werte zwischen 0,2 und 0,4 Gramm pro zehn Minuten. Dies ist eine dreifach bis fünffach steifer Schmelz. Eine steilere Schmelz hindert in der Tat das Abkrümmen, was für einen großen Paro genau das Richtige ist, verlangt aber auch ein weit höheres Drehmoment vom Schraubenschlüssel, einen höheren Kopfdruck, größere Formenräume und eine sorgfältige Temperaturprofilierung, um Scheitenwärmen und thermische Degradation zu vermeiden. Eine Maschine, die auf Haushaltsglas-Harz ausgelegt ist, wird einfach nicht HMWHDPE in kommerziellen Mengen verarbeiten können.
Unterschied drei: Ein Speicherkopf ist nicht optional
Die kontinuierliche Extrusion funktioniert, weil der Parison kurz ist und die Absackzeit unter Berücksichtigung der zu verarbeiteten Masse in einer Fraktion einer Sekunde gemessen wird. Sobald der Parison etwa ein bis eineinhalb Kilogramm überschreitet, wirkt die Schwerkraft auf die hängende Schmelze lange genug, sodass sich der obere Teil des Parison drastisch verdünnt, während der untere Teil aufgeht. Dies ist der Parison-Sack und ist kein Defekt, der allein durch die Wandstärke-Regelung programmiert werden könnte, da die Sackgeschwindigkeit selbst von der Dauer abhängt, die der Parison hängen geblieben ist. Der Aufprägungskopf löst das Problem dadurch, dass er eine vollständige Schussportion Schmelze in einem beheizten Reservoir speichert und sie dann durch eine Düse innerhalb einer kurzen Bewegung herausschiebt – üblicherweise zwischen 0,8 und 4 Sekunden, abhängig von der Schussgröße. Der Parison existiert für die kürzeste mögliche Zeit als freiberührender Körper.
Unterschiedspunkt vier: Die Zertifizierungstests sind destruktiv und unerbarmlich
Eine kosmetische Flasche, die einen Strichprüftest nicht besteht, stellt einen Qualitätsmangel dar. Eine Chemikalientonne, die einen Tropfprüftest nicht besteht, ist ein regelungsmäßiger Fehler, der die Auslieferung eines ganzen Verpackungsdesigns blockiert. Die Empfehlungen der Vereinten Nationen zum Transport gefährlicher Güter, die durch nationale und regionale Vorschriften umgesetzt werden, verlangen von Designtypprüfungen, die unter anderem eine Strichprüfung umfassen, die nach der Konditionierung des gefüllten Containers bei minus achtzehn Grad Celsius oder darunter durchgeführt wird, eine Stapelprüfung bei einer errechneten Last für vierundzwanzig Stunden oder vierundzwanzig Tage, abhängig von der Vorgehensweise, eine Versiegelungsprüfung bei definierter Innendruck, und bei Flüssigkeiten eine hydraulische Druckprüfung. Der Behälter muss alle diese Prüfungen bestehen, und die Designtypzertifizierung ist an ein bestimmtes Kunstharz, ein bestimmtes Gewicht und einen bestimmten Herstellungsprozess gebunden. Ändert man die Maschine, kann es erforderlich sein, die Zertifizierung erneut durchzuführen.
Gemeinsam definieren diese vier Unterschiede das Spezifikationsumfang. Die Maschine muss hartes Flüssigmetall bei hohem Durchsatz verarbeiten, es durch einen Akkumulationskopf mit programmierbarer Wandeinbringung liefern, einen Kasten verschließen und halten, der eine erhebliche interne Druckbildung über eine große Projektionsfläche generiert, und eine dicke Wand schnell genug abkühlen, damit die Wirtschaftlichkeit gewährleistet ist. Das ist eine andere Maschinenklasse als für Flaschenproduktionslinien. Die Kosten für eine Fehlentscheidung sind nicht in kosmetischen Abfüllfehlern, sondern eher in repetierten Zertifizierungsversuchen zu messen.
Chemische Trommelarten und Volumenbereiche
Die industrielle chemische Verpackung umfasst eine Vielzahl von Behälterformaten, und jedes Format verwehrt eine eigene Kombination aus Volumen, Wandstärke, Gewicht und Materialqualität. Das Verständnis, in welchem Bereich ein Zielprodukt sich innerhalb dieses Landschaftsbilds befindet, ist der erste konkrete Schritt bei der Auswahl einer Maschine, denn die Trägerschalengewicht bestimmt die Kapazität des Akkumulators und die Kapazität des Akkumulators wiederum bestimmt den Maschinengestell.
In der Tabelle unten werden die wichtigsten chemischen Behälterfamilien aufgelistet, die mit Extrusionsblowformmaschinen hergestellt werden, mit der typischen Wanddicke, dem Teilgewicht und der Resinqualität für jedes Modell. Die Zahlen sind repräsentativ für die gängige Branchenpraxis und können sich abhängig von der Markenspezifikation, der Stackhöhe und der bestimmten Klasse gefährlicher Güter, die verpackt werden, unterscheiden.
| Behältertyp | Volumenbereich | Typische Wandstärke | Typischer Teilgewicht | Typisches Material | Typische Inhalte |
|---|---|---|---|---|---|
| Kleine Chemieflasche | 200 ml bis 5 l | 0,8 bis 1,6 mm | 30 bis 260 g | HDPE, Blow-Grade, MFR 0,6 bis 1,0 | Reagenzien, Reiniger, Additive |
| Kanister, rechteckig | 5 bis 30 L | 1,6 bis 2,6 mm | 280 g bis 1,4 kg | HMWHDPE, MFR 0,3 bis 0,5 | Agrarchemikalien, Lösungsmittel, Schmierstoffe |
| Öffentlicher Behälter | 60 bis 220 L | 2,6 bis 4,2 mm | 3,2 bis 10,5 kg | HMWHDPE, MFR 0,2 bis 0,35 | Pulver, Pasten, viskose Chemikalien |
| L-Ring-Spundfass | 120 bis 250 L | 2,8 bis 4,5 mm | 7,5 bis 11,5 kg | HMWHDPE, MFR 0,2 bis 0,3 | Flüssige Gefahrgüter, Säuren, Basen |
| IBC-Innerbehälter | 640 bis 1250 L | 1,8 bis 3,0 mm | 14 bis 22 kg | HMWHDPE, MFR 0,2 bis 0,3 | Flüssigkeiten in großen Mengen in einer Stahlkäfige |
| Chemikalientank | 300 bis 1500 L | 4,0 bis 9,0 mm | 18 bis 55 kg | HMWHDPE, MFR 0,15 bis 0,25 | Statische Lagerung, Dosiertanks |
Die Tabelle als Maschinen-Spezifikation lesen
Die Säule zur Teilgewichtsangabe ist die am einfachsten auswählbare Zahl. Ein Stapelkopf muss in dem einen Zug den vollen Teilgewicht einschließlich der Blende aufnehmen und bereitstellen können. Blende bei einem Trommel mit dickem Wandmaterial ist nicht trivial: Spitze und Boden scheiden sich ab, der Griffbändenansatz sowie der Halsabschnitte erhöhen zusammen das fertige Teilgewicht üblicherweise um 18 bis 35 Prozent. Bei komplexeren Geometrien wie einer Jerrycan mit zwei Griffen kann der Anteil sogar über 40 Prozent betragen. Eine 10-Kilogram-L-Ring-Kurzwahltrommel benötigt also einen Schuss von rund 12 bis 13,5 Kilogramm, und der Stapelkopf muss entsprechend dimensioniert sein mit gewissen Spielrahmen.
Wenn das Schussgewicht in Akkumulationsvolumen umgerechnet wird, wird die Schmelzedichte von Polyethylen bei der Prozesstemperatur verwendet, die bei 190 bis 210 Grad Celsius etwa 0,76 Kilogramm pro Liter beträgt, nicht jedoch die 0,95 Kilogramm pro Liter des festen Harzes. Ein 13-Kilogramm-Schuss nimmt deshalb ungefähr 17 Liter Akkumulationsvolumen ein. Wenn eine Sicherheitsreserve hinzugefügt wird, damit der Akku nie bis zum Ende seiner Kraftrange geht, kann für dieses Produkt eine praktische Pumpenspitze in der 20-Liter-Klasse oder darüber ausgewählt werden. Deshalb können ein Programm für 200-Liter-Drums und ein Programm für 20-Liter-Eimer tatsächlich auf der gleichen Maschinenbasis ausgeführt werden, nicht jedoch ein Programm für 1.000-Liter-IBC-Einheiten.
Volumen versus Oberflächenfläche versus Kühllast
Für die Zykluszeit gilt ein zweites, weniger offensichtlich erscheinendes Verhältnis. Bei einem Verdoppelung des Behältervolumens steigert sich die Oberfläche nur um etwa 1,6-fache, aber wenn die Wanddicke ebenfalls steigt, nimmt die Kühlbelastung schneller zu als die zur Wärmeeinspeisung verfügbare Fläche. Das ist der technische Grund, warum große Trommeln bei sehr starken Maschinen relativ lange Zyklen haben, und es ist der Grund dafür, dass interne Kühlung ab einer Volumenkapazität von etwa 60 Liter wirtschaftlich sinnvoll wird. Abschnitt 10 beschreibt die Zahlen detailliert.
Materialauswahl: HMWHDPE und mehr
Hohemolekulares, hochdichtes Polyethylen ist der Standardmaterial für Chemiekannen, da es die Schmelzfestigkeit kombiniert, die für die Aufhängung großer Kannen erforderlich ist, und die Widerstandsfähigkeit gegen Umgebungsstressspannungen, die für die langfristige Aufbewahrung aggressiver Inhalte erforderlich ist. Die Auswahl des richtigen Mischungsgrades ist ein Balanceakt zwischen Verarbeitbarkeit, Steifigkeit und Kratzerbeständigkeit, und der Gleichgewichtspunkt bewegt sich mit der Größe der Behälter und dem Inhalt.
Molekulargewichtsverteilung und warum bimodale Qualitäten dominieren
Ein Polyethylen mit einer engen Molekulargewichtsverteilung verarbeitet sich glatt, jedoch mangelt es an Schmelzkraft, sodass der Vormischwand sich zusammenz legt. Ein Grad mit einer sehr breiten Verteilung hat eine ausgezeichnete Schmelzkraft, jedoch schlechte Oberflächenqualität und einen höheren Extrusionsdruck. Moderne Trommelharze sind bimodale: Sie werden in zwei Reaktorschritten polymerisiert, so dass das Material einen signifikanten Anteil an niedermolekularen Stoffen enthält, die den Fluss vermitteln und eine gute Verarbeitbarkeit ermöglichen, sowie einen signifikanten Anteil an hochmolekularen Stoffen, die die langen Ketten enthalten, die für die Schmelzkraft und die Beständigkeit gegenüber Spannungsspannrissen sorgen. Diese bimodale Architektur ermöglicht es einem Harz, bei der Schmelzfließprüfung 0,2 Gramm pro zehn Minuten zu erreichen und dennoch bei Produktionsraten sauber durch eine 200 Millimeter große Düse zu extrudieren.
Für den Maschinenkäufer bedeutet das praktische Ergebnis, dass der Extruder für den oberen Bereich der Viskositätsskala spezifiziert sein muss. Schraubendesigns für HMWHDPE verwenden ein geringeres Komprimierungsverhältnis als für allgemeine Zwecke, typischerweise zwischen 2,2:1 und 2,8:1, mit einer Barriere-Rennstrecke und einem Mischelement in der Dosierungszone, um die Temperatur zu homogenisieren, ohne übermäßige Scherbildung zu verursachen. Die Behälterlänge beträgt normalerweise 20:1 bis 24:1 bei kontinuierlichen Maschinen und kann bis 18:1 bis 20:1 bei sehr großen Sammelmaschinen sein, in denen die Aufenthaltszeitregelung wichtiger ist als die Mischlänge. Der Behälter und die Schraube sollten bimetallisch oder nitriert sein und eine ausreichende Härte aufweisen, da ein hoher Schmelzdruck in Kombination mit Pigmenten oder Füllstoffen den Verschleiß beschleunigt.
Wichtigste Zielobjekte für chemische Trommelsharze
| Eigenschaft | Typischer Zielbereich für chemische Trommelqualität | Testreferenz | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|---|
| Schmelzfließgeschwindigkeit | 0,2 bis 0,4 g/10 min, 190°C, 2,16 kg | ISO 1133 | Kontrolliert die Schmelzfestigkeit und die Stressbeständigkeit |
| Hochlast-Meltflow-Index | 5 bis 12 g/10 Min., 190 Grad C, 21,6 kg | ISO 1133 | Zeigt Schereinschenkung und Extraktierbarkeit an |
| Dichte | 0,945 bis 0,955 g/cm³ | ISO 1183 | Gesteht Härte gegen Kratzfestigkeit |
| Wetterfestigkeit und Rissbeständigkeit | größer als 1000 Stunden, F50, 10 Prozent Tensid | ASTM D1693 oder vollständige Kratzprobe | Verhindert verzögerte Rissbildung im Betrieb |
| Dehnfähigkeit der Bruchfestigkeit | 23 bis 28 MPa | ISO 527 | Beständigkeit gegen Stapelverformung |
| Biegsteifigkeit | 1000 bis 1350 MPa | ISO 178 | Stabilität des Paneels, Widerstand gegen Ausbiếnung |
| Eckschlagimpakt, niedrige Temperatur | kein brüchiger Scheitern bei minus 18 Grad Celsius | ISO 179 Charpy | Überlebensrate beim Kaltsturztest |
| Kohlenstoffschwarz oder UV-Paket | 2 bis 2,5 Prozent Ruß für Außenqualitäten | ISO 18553 Streuung | Lebensdauer im Freien |
Der Kompromiss zwischen Steifigkeit und Rissbeständigkeit
Dichte und Beständigkeit gegen Spannungsrissbildung ziehen in entgegengesetzte Richtungen. Höhere Dichte erhöht die Kristallinität, was Modul und Streckgrenze steigert, sodass das Fass Stapelverformung besser widersteht und mit dünnerer Wand gefertigt werden kann. Aber höhere Kristallinität konzentriert Spannung auch an den Grenzflächen zwischen kristallinen Lamellen – genau dort, wo ein Tensid oder Lösemittel einen Riss initiiert. Ein Granulat mit 0,960 Gramm pro Kubikzentimeter wird einen Stapeltest bequemer bestehen und einen Spannungsriss-Test früher nicht bestehen als ein Granulat mit 0,948 Gramm pro Kubikzentimeter.
Die Industrie hat sich für das Bereiche von 0,945 bis 0,955 bei chemischen Verpackungen entschieden, da es in der amorphen Phase genügend Bindemoleküle enthält, um eine Kratzerweiterung zu verhindern und dennoch eine akzeptable Steifheit des Panels zu erzielen. Der praktische Lösungsansatz, wenn der Kunde sowohl maximale Steifheit als auch maximale Kratzerbeständigkeit wünscht, liegt nicht im chemischen Bereich, sondern in der Geometrie: Fügen Sie Radianrollen hinzu, vertiefen Sie die Basisnische und erhöhen Sie die Wandzahl im Panelerstenzentrum, anstatt die Harzdichte zu erhöhen.
Wo Polypropylen und andere Harze eingesetzt werden
Polypropylen tritt in der Chemieverpackung auf, wenn der Inhalt heiß gefüllt wird, wenn der Behälter einem bestimmten Lösungsmittel standhalten muss, das Polyethylen angreift, oder wenn eine erhöhte Steifigkeit pro Gewichtseinheit erforderlich ist. Blasfolienqualität Polypropylen mit hoher Schmelzkraft ist auf der gleichen Maschinenklasse verarbeitbar, wenn die Schraube und das Temperaturprofil angepasst werden, aber seine geringere Stoßfestigkeit bei niedrigen Temperaturen erschwert die Durchführung der Minusachtentests erheblich. Wenn Polypropylen verwendet wird, müssen die Temperatur der Belastungsprüfung und das Behälterdesign gemeinsam validiert werden.
Bei Polyamiden, Polycarbonaten und anderen technischen Harzen wird gelegentlich das Blasformenverfahren verwendet für Spezialbehälter der Chemieindustrie und für Kraftstofftanks im Automotive-Sektor. Die Maschinen von Apollo verarbeiten PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU und PETG. Deshalb ist eine Anlage, die mit PE-Fässern beginnt und sich später auf technische Behälter ausweitet, nicht unbedingt eine andere Maschinenplattform erforderlich. Es reicht, um eine andere Schraube, einen anderen Kopf und eine andere Temperaturrezeptur zu verwenden.
Recycling und seine Grenzen in einer zertifizierten Trommel
Der auf Abriss und Rissbildung zurückbleibende Schmelzaufwand stellt beim Formen großer Wandscheiben einen großen Teil des Durchsatzes dar und seine Rückführung in den Prozess ist daher von wirtschaftlicher Bedeutung. Allerdings muss ein Behälter mit einer UN-Gefahrguttypzulassung aus einer definierten Materialzusammensetzung gefertigt werden, und die Verordnung beschränkt den Einsatz recycelten Materials für derartige Verpackungen. Als Standardverfahren wird interne Produktionsschrott aus demselben Kunststoff und demselben Herstellungsverfahren verwendet, und zwar in einem kontrollierten und deklarierten Prozentsatz. Typischerweise beträgt der Anteil des internen Regrinds für die Schicht des Körpers zwischen 15 und 35 Prozent, wobei der exakte Wert in den genehmigten Unterlagen für den Behältertyp festgesetzt ist. Nachkonsumentisches recyceltes Material wird in der Regel von Verpackungen für Gefahrgüter ausgeschlossen, es sei denn, dass eine spezifische Wiederherstellungs- oder Remanufacturierungszulassungsverfahrensstufe eingehalten wird.
Aus maschineller Sicht bedeutet das Regrinden die Angabe eines Mahlers, der für feuchte oder dichte Schüttung vorgesehen ist, einer Dosiereinheit, die ausschließlich gravimetrisch und nicht volumetrisch die Mischung von Jungausrüstungsmaterial und Regrind vornimmt, sowie einer Schraube, die die größeren Unterschiede in der Schüttaufnahme toleriert, die durch den zerkleinerten Schmelzstaub verursacht werden. Gravimetrisch Mischen ist für die Produktion in zertifizierten Trommeln dringend erforderlich, da die Konsistenz der Teilgewichtkomponenten Bestandteil der Zulassung ist.
Barrierekonstruktion für aggressive Chemikalien
Polyethylen ist chemisch inert gegenüber Säuren, Basen, Salzen, Alkoholen und den meisten Formulierungen auf Wasserbasis, jedoch durchlässig für nicht-polare organische Moleküle. Aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Lösungsmittel, viele agrochemische Trägermittel und Kraftstoffbestandteile lösen sich in der Polyethylenmatrix, diffundieren durch die Wand und verdamen von außen. Das Ergebnis ist das Verlust von Inhaltsstoffen, die Verkalkung der Platten durch den Erschöpfung des Vakuums im Behälter, Geruchsbeschwerden sowie in regulierten Märkten die Nichteinhaltung der Durchlässigkeitsgrenzwerte. Es gibt drei technische Wege, dieses Problem zu lösen, die sich hinreichend in ihren Kosten und Leistungsfähigkeit unterscheiden.
Route 1: Monolayer mit dicker Wand
Der einfachste Weg besteht darin, ein niedriges Manipulationstempo zu akzeptieren und durch Erhöhung der Wandstärke und Verwendung des stabilsten Harzes, das das Budget für die Rissbeständigkeit zulässt, zu kompensieren. Die Manipulationstemperatur ist umgekehrt proportional zur Wandstärke, sodass die Verdopplung der Wandstärke die Verlustrate halbiert. Dies funktioniert bei schwach aggressiven Inhalten, bei kurzen Lagereinen und für Produkte, bei denen der wirtschaftliche Wert des verloren gegangenen Inhalts gering ist. Es fällt jedoch bei regulierten Lösungsmittelverpackungen und bei Produkten, für die im Spezifikationsblatt eine Risslimitierung festgelegt ist, durch.
Weg zwei: Oberflächenfluorierung
Bei der Fluorierung wird die Polyethylenoberfläche mit elementarem Fluor, der in Stickstoff gelöst ist, behandelt, wodurch die äußersten molekularen Schichten in eine fluorierte Schutzschicht übergegangen sind, die für nicht-polare Moleküle deutlich geringere Löslichkeit aufweist. Es gibt zwei Varianten: Bei der In-Mold-Fluorierung wird die Mischung aus Fluor und Stickstoff als Blasgas eingeführt, sodass die Innenfläche während des Blasvorgangs selbst behandelt wird, und zwar ohne separaten Betrieb. Bei der Off-line-Fluorierung werden fertige Behälter in einer Batcheschale platziert und alle Oberflächen behandelt. Die In-Mold-Behandlung gliedert sich nahtlos in den Blaskäfigzyklus ein und benötigt keine zusätzliche Handhabung, weshalb sie für die Herstellung großer Volumina von Dose- und Trommelbehältern der bevorzugte Weg ist. Sie erfordert ein ausgereiftes Gaseinrichtungensystem, einen Abluftreiniger und spezielle Sicherheitstechniken, und die Maschine muss während der Konstrution dafür vorbereitet werden und nicht nachträglich installiert werden.
Route drei: coextrudierte EVOH-Barriere-Schicht
Die höchste Barriereleistung ergibt sich aus einer coextrudierten Struktur mit einer Ethylenvinylalkohol-Kopolymerschicht, die in der Wand verborgen ist. EVOH ist eine hervorragende Barriere gegen Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff, ist aber feuchtigkeitsempfindlich und nicht mit Polyethylen verbunden, sodass sie zwischen Klebebindungsschichten eingeschäumt und von Polyethylen-Hüllen auf beiden Seiten geschützt werden muss. Die klassische Architektur umfasst sechs Schichten: Außenes Polyethylen, Klebebindungsschicht, EVOH, Klebebindungsschicht, Regrind, Innenes Polyethylen. Die Regrindschicht ist der Hauptgrund, warum die Struktur wirtschaftlich sinnvoll ist, da die Flasche aus einem coextrudierten Trommel alle sechs Materialien enthält und nur in eine spezielle Regrindschicht zurückgeführt werden kann.
Ein sechs-Schicht-Extrusionskopf ist eine bedeutende Investition und eine erhebliche Erhöhung der Prozesskomplexität. Es erfordert mehrere Extruder mit unabhängiger Durchsatzsteuerung, ein Schichtverteilungssystem, das die EVOH-Schicht konsistent bei 2 bis 4 Prozent der Wanddicke über den gesamten Behälter verteilt, einschließlich der Ecken und des Tupfklemmens, und eine deutlich genauere Steuerung der Schmelztemperatur, da EVOH sich bei den Temperaturen zunutze macht, die Polyethylen bequem toleriert.
| Schutzbarriere | Relative Barriereebene | Kostenniveau der Ausrüstung | Prozesskomplexität | Geeignete Inhalte | Einschränkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Monolayer HMWHDPE | Basiswert | Low | Low | Säuren, Laugen, Salze, wässrige Formulierungen, Waschmittel | Inakzeptable Verluste bei aromatischen und chlorierten Lösungsmitteln |
| Einlagenteil plus dicke Wand | Leicht verbessert | Low | Low | Milde aggressive Inhalte, kurze Lagerung | Höherer Harzverbrauch, längeres Kühlen |
| Fluorierung der Oberflächen im Fertigteil | High | Medium | Medium | Kraftstoffe, aromatische Lösungsmittel, agrochemische Konzentrate, Xylen-Träger | Umgang mit Fluorgas und Wäsche erforderlich, nur Innenfläche |
| Abzeitiges Batch-Fluorieren | High | Medium | Medium | Ähnlich wie bei in-Mold-Systemen, mit der zusätzlichen Produktion kleiner oder gemischter Chargen | Mehrer Zusatzarbeiten, Batches, längerer Durchlaufzeit |
| Koextrudiertes EVOH, sechsschichtig | Sehr hoch | Premium | High | Aggressive aromatische und chlorierte Lösungsmittel, langfristiges Lagerung, Geruchskritische Produkte | Flash muss in eine dedizierte Rückschmelzschicht gehen, ein enges Temperaturfenster für EVOH |
| Koechtrahlte Polyamidschutzwand | High | High | High | Kohlenwasserstoffbrennstoffe, Anwendungen mit hoher Feuchtigkeitsbelastung | Niedrigere Oxydermittung als bei EVOH, höhere Verarbeitungstemperatur |
Die Wahl zwischen Fluorierung und Coextrusion
Die Entscheidung richtet sich meistens auf drei Fragen. Erstens, wie aggressiv sind die Inhalte, und wie lang ist die erforderliche Haltbarkeit? Die Fluorierung bewältigt die meisten agrochemischen und Kraftstoffanwendungen gut; coextrudiertes EVOH ist vorbehalten für die schwierigsten Fälle und für Produkte, bei denen die Geruchstransfer in ein Lager nicht akzeptabel ist. Zweitens, wie viele verschiedene Produkte laufen auf der Anlage? Die Fluorierung ist ein Prozesseinstellung, während die coextrusion eine physische Kopfkonfiguration ist, sodass eine Anlage mit vielen kurzen Läufen und gemischten Inhalten häufig die Fluorierung als flexibler erachtet. Drittens, welche Regranulationsstrategie verfolgt die Anlageneinrichtung? Eine monolayer-fluorierte Trommel erzeugt Flash, der sauber in den gleichen Materialstrom zurückfließt, während coextrudiertes Flash ein gemischtes Material ist, das nur in die dedizierte Regranulationsschicht passt, die den Regranulationsprozentsatz des Materials begrenzt, den die Struktur aufnehmen kann.
Apollo konfiguriert beide Routen. Das in-mold-Fluorierungs-Paket integriert die Gasmischung, Dosierung und Evakuierungsschritte in den Blow-Zyklus auf den Maschinen ABLD und ABLB, und die Option für den Mehrschicht-Kopf ermöglicht coextrudierte Strukturen, wenn die Anwendung das höchste Barrierelevel erfordert, das aus einem Polyethylenbehälter verfügbar ist.
Warum eine Akkumulatorkappe ab 30 Liter erforderlich ist
Die Kopfpresse der Blow-Molding-Maschine für Kunststoffbehälter ist die entscheidende Komponente. Über etwa 30 Liter Behältervolumen kann keine kontinuierliche Extrusionskopfpresse ein kommerziell akzeptables Produkt erzeugen, und die genaue Begründung hierfür hilft, kostbare Spezifikationsfehler zu vermeiden.
Die Physik des Vorformlingsdurchhangs
Ein vom Stempel hängender Probedampf ist ein viskoelastischer Schlauch unter seiner Eigengewicht. Die Schmelze oben trägt das Gewicht des gesamten Unterteils und erfährt daher die höchsten Zugspannungen, sodass sie sich herunterzieht und verdünnt. Die Schmelze unten trägt fast kein Gewicht und behält seine extrudierte Größe, und da der Schlauch sich auch beim Verlassen des Stempels quillt, kann der untere Abschnitt tatsächlich dicker sein als der Stempelspalt. Das Ergebnis ist ein Probedampf, dessen Wand sich entlang seiner Länge kontinuierlich verändert, wobei die Verkleinerung mit der Länge zunimmt.
Die Tiefe ist proportional zur Masse, die unter einem bestimmten Punkt hängt, und umgekehrt proportional zur Schmelzeviskosität. Bei einer kleinen Prallflasche mit einem Gewicht von 60 g und einer Hängezeit von 1,2 s ist der Effekt messbar, aber leicht durch das Programms zur Wandstärke ausgeglichen. Bei einem 12-Kilogramm-Prallstück würde, wenn es kontinuierlich bei einem realistischen Durchsatz von 400 Kilogramm pro Stunde extrudiert würde, die Extrusionszeit allein ungefähr 108 Sekunden betragen. In fast zwei Minuten Hängen würde der obere Teil des Prallstücks zu einem Bruchteil seiner beabsichtigten Wanddicke abschwächen und der untere würde sich schon lange vor der Schließung der Form unter seinem eigenen Gewicht abtrennen. Dies ist kein Tuning-Problem; es ist eine physikalische Unmöglichkeit.
Wie der Akkumulator das Problem löst
Der Akkumulationskopf separiert die Schmelzproduktion vom Gießprozess. Der Extruder arbeitet kontinuierlich bei seinem optimalen Durchsatz und füllt eine erhitze Akkumulationskammer. Wenn die Kammer voll ist, schiebt ein hydraulisch angetriebener Kolben die gesamte Ladung in einem einzigen schnellen Zug durch die Matrize. Ein 12-Kilogramm-Akter, der bei kontinuierlicher Extrusion 108 Sekunden dauern würde, wird in 2 bis 3,5 Sekunden geliefert. Zwar tritt auch während dieser Sekunden noch Weichzeit auf, aber es ist nun ein kleiner, wiederholbarer und programmierbarer Effekt, anstatt ein katastrophaler.
Es gibt zwei Hauptarchitekturen von Akkumulatoren. Der Ram-Akkumulator, manchmal auch Plunger-Akkumulator genannt, speichert die Schmelze in einem Kammer, die vom Dieschen bzw. in einem Ring um das Diamant verlagert ist, und bringt sie mit einem Plunger heraus. Der verzögerte erster-Eingang-erstes-Ausgang-Ringakkumulator speichert die Schmelze in einem Ringkammern um den Draht, sodass das Material, das zuerst eingang, auch zuerst ausgeht, und die Aufenthaltsdauer variiert minimal. Eine Gestaltung nach dem Prinzip erster-Eingang-erstes-Ausgang ist wichtig bei wärmeempfindlichen Materialien und bei coextrudierten Strukturen, bei denen eine stauende Zone die EVOH-Schicht verschlechtern würde, und sie erzeugt eine gleichmäßigere Temperatur der Schmelze entlang der Wandscheibe der Vorlage.
| Kriterium | Kontinuierliches Extrusionsköpfe | Accumulator head |
|---|---|---|
| Praktische Dachbelastungsgrenze | bis zu etwa 1,2 bis 1,5 kg | 2 kg bis mehr als 60 kg |
| Praktisches Behältervolumen | 200 ml bis etwa 30 Liter | 20 l bis 1500 l |
| Zeit für die Entstehungsphase des Probedampfs | gleich der Extrusionszeit, Sekunden bis Minuten | 0,8 bis 4 s unabhängig von der Bildgröße |
| Sag Empfindlichkeit | erhöht sich mit der Schussmasse | niedrig und wiederholbar |
| Uniformität der Schmelze-Wahltid | ausgezeichnet, keine Lagerung | gut mit First-in-First-Out-Design, mittel mit einfacher RAM-Architektur |
| Praktische Anzahl von Hohlräumen | bis zu 8 oder mehreren Teile für kleine Produkte | typischerweise 1 bis 4 |
| Typische Heizzusatzleistung | niedrig bis mittel | hoch, verteilt über den Akkumulatorkörper und das Werkzeug |
| Hydraulische Nachfrage | Befestigung und Stanzhebel nur | Klemmen, Blaskeil, zusätzliches Schubvermögen des Hochdruckspeichers |
| Am besten für | Flaschen, kleine Kanister, hoher Mehrkavitätsausstoß | Tanks, IBC-Innerbehälter, technische Komponenten |
Dimensionierung der Akkumulattür
Die Dimensionierung der Kopfpresse erfolgt nach einem einfachen Rechnungsverfahren. Beginnend mit dem Gewicht des fertigen Produkts müssen Sie den Inertierungsabzug hinzurechnen, der bei Behältern mit Abschluß am oberen und unteren Ende und einem gebogenen Hals üblicherweise 18 bis 35 Prozent beträgt. Die daraus resultierende Shotmasse wird in Volumen mit den Schmelzendichten umgerechnet, etwa 0,76 kg pro Liter für Polyethylen bei 200 °C. Anschließend wird ein Arbeitsspielraum von 15 bis 25 Prozent hinzugefügt, damit der Kolben nie ganz aufgebraucht wird und die Kopfpresse auch bei einem zukünftigen, schwereren Produkt besser funktionieren kann, ohne dass der Kopf ersetzt werden muss.
Rechtes Beispiel für ein 200-Liter-L-Ring-Fass: Fertiggewicht 9,5 Kilogramm, Gratzuschlag 25 Prozent ergibt einen Schuss von 11,9 Kilogramm, Schmelzevolumen 15,7 Liter, plus 25 Prozent Reserve ergibt 19,6 Liter. Ein 20-Liter-Speicherkopf ist die richtige Wahl. Derselbe Kopf, beim Fahren eines 20-Liter-Kanisters mit 1,1 Kilogramm Fertiggewicht, ist volumenseitig enorm überdimensioniert, aber der Schuss wird dennoch präzise abgegeben, sofern die Kolbenpositionsregelung ausreichende Auflösung hat – deshalb deckt eine Maschine mit gut geregeltem 20-Liter-Kopf den Bereich 20 bis 200 Liter tatsächlich ab.
Energieumlaufzeit des Akkus und deren Auswirkungen auf die Qualität
Schnelle Züge sind nicht immer besser. Ein sehr schneller Zug reißt die Schmelze, wenn sie das Scheibengap passiert, was zu einer Schmelzerwürmung, einer rauhen, mattgrünen Oberfläche, die manchmal als "Haihaut" beschrieben wird, und in extremen Fällen zu sichtbaren Strömungsspuren führt. Ein langsamer Zug erzeugt eine glatte Oberfläche, ermöglicht jedoch mehr Schräge und verlängert den Zyklus. Für eine große Trommel liegt das Praktikumsfenster zwischen 2 und 3,5 Sekunden. Es ist so eingestellt, dass der Parluxeben nur kurz vor dem Abschluss des Zyklus seine volle Länge erreicht, bevor der Formtrog in seine Position kommt. Bei Mehrschichtköpfen ist das Fenster jedoch schmaler, da die Schichtverteilung scherbezogen ist.
Steuerung der Wanddicken bei der Abgussinduktion
Die Programmierung von Bauteilen ist das leistungsfähigste Instrument, das zur Einhaltung der Spezifikationen für ein Falltest-Verhalten verfügbar ist, ohne das Gewicht des ganzen Behälters zu erhöhen. Eine korrekt programmierte Wand platziert Material an der Stelle, an der der Behälter belastet wird, und entfernt es von Strukturen, die nicht beansprucht werden.
Axiale Wandverteilungskontrolle
Die axiale Wandeinteilungssteuerung, auch AWDS bezeichnet oder einfach Parisonprogrammierung genannt, verändert die Werkzeugspalte kontinuierlich, während der Parison extrudiert wird. Ein Servo- oder hydraulisch angetriebener Mandrel bewegt sich axial innerhalb einer konischen Kammer und öffnet oderschließt die ringförmige Spalte. Das Steuerungssystem teilt die Parisonlänge in eine Anzahl programmierbarer Punkte auf, und der Betreiber stellt an jedem Punkt einen Spaltenwert ein. Während des Extrusionsvorgangs interpoliert das Steuerungssystem zwischen den Punkten und bewegt den Mandrel entsprechend.
Die Auflösung ist wichtig. Ein 20-Punkt-Programmierer ist ausreichend für eine einfache zylindrische Flasche. Ein 100-Punkt-Programmierer ist das praktische Mindestmaß für eine Chemie-Tonne, weil das Gefäß verschiedene Bereiche in seiner Höhe aufweist: den Hals, den oberen Kegel und den Verschließmechanismus, den oberen L-Ring, das Deckel, den unteren Rollring, den Grundradius und den unteren Verschließmechanismus. Ein 200-Punkt-Programmierer ermöglicht eine gleichmässigere Übergänge und ermöglicht die Feinjustierung lokaler dünner Stellen, die bei Drop-Tests entdeckt wurden. Bei komplexerer Geometrie, wie beispielsweise einer stapelbaren Kanister mit integriertem Haltegriff, reduziert die zusätzliche Auflösung direkt die Anzahl der Versuchslaufs, die erforderlich sind, um die Genehmigung zu erreichen.
Radiale Wanddickenverteilungsregelung
Die Axialsteuerung ändert die Spalte gleichmäßig über den gesamten Umfang. Sie kann einen Behälter, der an einer Seite dünn und an der anderen Seite dick ist, nicht korrigieren, was genau bei einem nicht rundem Behälter, wie z. B. einer rechteckigen Wasserflasche oder einem Drum mit einem Auswinkel, der nicht im Mittelpunkt befindet, der Fall ist. Die Radialsteuerung der Wanddichte, auch teileweise Wanddichtenkontrolle, löst dieses Problem, indem der Dienträger lokal deformiert wird. Eine Reihe von Aktoren, typisch vier, sechs oder acht um den Dienträger, bückt einen speziell konstruierten elastischen Dienträger, so dass die Spalte in einigen Bereichen vergrößert und in anderen verkleinert wird, und dieses Radialprofil kann entlang der gesamten Länge des Ausbaus variiert werden.
Bei einem rechteckigen Jerry-Can ist der Nutzen sofort sichtbar. Ohne Radialsteuerung ziehen die Ecken des Behälters mehr Material an als die flachen Seiten, so dass die Ecken dünn und die Panelerzeiche dünn ausgefallen sind. Die Ecken sind Orte, an denen sich die Druckenergie eines Falltests konzentriert. Bei Radialsteuerung wird zusätzlicher Material in die Sektoren gebracht, die die Ecken bilden, und die Panelerzeichen werden entlastet, was in der Regel eine Gewichtsreduzierung von 6 bis 12 Prozent bei gleichwertiger oder besserer Drophandling ermöglicht.
Streifenstrategie für chemische Kunststoffdrums
| Behälterzone | Wand-Zielwert relativ zum Nominalwert | Reason | Steuerungsmethode |
|---|---|---|---|
| Hals und Gewindeabschluss | 120 bis 150 Prozent | Drehmomentaufrechterhaltung, Verschlussdichtung, Undichtheitsprüfung | Achsenpunkte 1 bis 8 |
| Oberer Kuppelbereich und Schulter | 110 bis 130 Prozent | Stapelbiegung, Abwurf an der Oberkante | Axialer Plus Radial |
| Oberste Abschlüsseigel | 130 bis 170 Prozent lokal | Die Schweißlinie ist der schwächste Punkt bei einer Absturzprobe. | Axialer Spikel plus Formenlandgeometrie |
| L-Ring oder Walzring | 130 bis 160 Prozent | Der Wendering nimmt bei Einfahren und Rollen die gesamte Beladung auf. | Axialer Spik, in schmale Frequenzen optimiert |
| Paneel und Seitenwand | 100 Prozent, nominal | Referenzzone für die Stapelsteifigkeit. | Mittelpunkt der Achse |
| Ecken bei quadratischen Dosen | 115 bis 140 Prozent | Höchster Zugverhältnis und höchste Belastungsstärke bei einem Absturz | Radiale Sektoren |
| Grundradien | 125 bis 155 Prozent | Bodendruckfall: Testzone. | Axialer Spiker |
| Unterer Abschneidebereich | 140 bis 180 Prozent lokal | Häufigster Punkt der Versagung beim Fallprüfverfahren. | Axialer Spitzenknoten mit Quetschanlanddesign |
| Griffkante | 105 bis 125 Prozent | Widerstandsfähigkeit des Griffs, Schweißqualität im Webbereich | Radiale Sektoren plus axial |
Schließkreis-Wegkontrolle
Die Parisonprogrammierung legt die Form der Wandverteilung fest; die Closed-Loop-Gewichtssteuerung hält das absolute Niveau vor Driften sicher. Ein Kontrollwaage, der nach dem Abflachen installiert wird, misst jedes Teil oder einen probenartigen Teil, vergleicht das Ergebnis mit dem Zielwert und füttert eine Korrektur an den Parisonprogrammierer als globale Offset zurück. Über einen langen Produktionslauf kompensiert dies für Lackabweichungen, Drift der Umgebungstemperatur, Verschleiß der Schrauben und Schwankungen des Rehaltenverhältnisses. Für eine zertifizierte Trommel hat der genehmigte Entwurfstyp eine Nominale Masse mit einer erlaubten Toleranz, sodass eine automatische Gewichtskontrolle nicht nur eine Annehmlichkeit, sondern ein Compliance-Werkzeug darstellt. Praktische Steuerbänder von plus oder minus 1,5 Prozent bei einer 10-Kilogram-Trommel sind mit einem gut eingestellten Kreislauf erzielbar.
Apollo ABLD-Serie von 20 bis 1500 l.
Die ABLD-Reihe ist die Apollo-Maschinenreihe, die speziell für Produkte mit großen Hohlräumen entwickelt wurde. Sie ist der optimale Ausgangspunkt für jedes Programm für chemische Behälter mit einem Füllvolumen über 20 Liter. Alle ABLD-Modelle basieren auf einem hydraulisch angetriebenem Speicherkopf, einer robusten Spannungseinheit und einem Extruder, der für Harze mit hohem Molekulargewicht bei hohem Druck ausgelegt ist. Die Serie umfasst drei Maschinengrößen, die von 20-Liter-Jerry-Cans über 200-Liter-L-Ring-Drums bis hin zu 1.500-Liter-Speicherbehältern reichen.
Die Designphilosophie der Serie ist ein kontinuierlicher Betrieb. Eine Chemie-Behälteranlage läuft typischerweise in drei Schichten und ein schwerwandiger Zyklus bedeutet, dass die Klemme, der Akkumulatorstößel und das hydraulische Pack alle unter konstant hoher Belastung betrieben werden, nicht aber nur intermittierend, wie das der Fall bei einer Flaschenlinie ist. Die Führungskolonnen, die Plattenstärke, das Klemmseil, die hydraulische Kühlkapazität und die Pumpengröße der ABLD wurden im Hinblick auf diesen Betriebszyklus festgelegt.
| Spezifikation | ABLD | ABLD 150 | ABLD 200 |
|---|---|---|---|
| Container volume range | 20 bis 200 l | 100 bis 500 L | 200 bis 1500 L |
| Kapazität des Akkukopfes | 20 L | 40 l. | 80 L |
| Clamping force | 220 kN | 400 kN | 4. 4. 600 kN.. |
| Screw diameter | 120 mm | 150 mm | 200 mm |
| Screw L/D ratio | 20:1 | 20:1 | 18:1 |
| Maximaler Treffgewichts | ca. 15 kg | rund 30 kg. | ca. 60 kg |
| Installed power | etwa 90 kW | etwa 160 kW | etwa 280 kW. |
| Machine weight | ungefähr 16 t | ca. 26 t | etwa 42 t |
| Führungssystem für Platten | Verstärkt, 2 Führungsstangen | Verstärkt, 2 Führungsstangen | Schwerer, 4 Führungssäulen |
| Kontrolle der Wandstärke | 100 oder 200 axial-/radialen Punkten, optional | 100 oder 200 axial-/radialen Punkten, optional | 200 Punkte axial, radial optional |
| Typischer Zyklus, Referenzprodukt | etwa 60 bis 90 Zyklen pro Stunde bei 20 L | etwa 25 bis 40 Zyklen pro Stunde für 200 L. | ungefähr 8 bis 15 Umdrehungen pro Stunde für 1000 l |
ABLD: der vielseitige Werkzeug für chemische Trommeln
Die ABLD ist die Maschine, die die meisten Verpackungswerke für Chemikalien tatsächlich brauchen. Ihr 20-Liter-Speicherkopf und ihre 220-kN-Klemmung decken das gesamte kommerzielle Band von 20-Liter-Kanistern über 60-Liter-Offenfass-Fässer bis zu 200-Liter-L-Ring-Fässern ab – dort, wo der überwiegende Teil des Gefahrgutverpackungsvolumens liegt. Die 120-Millimeter-Schnecke mit 20:1 liefert das Drehmoment und die Verweilzeit, um HMWHDPE mit 0,2 Schmelzeindex ohne übermäßige Schererwärmung zu plastifizieren, und die Kopfdruckfähigkeit unterstützt die kleinen Werkzeugspalte, die für regulierte Wanddickenverteilung nötig sind.
ABLD 150: Zwischenlagertanks und Gebinddärme
Das ABLD 150 steigt auf einen 40-Liter-Akkumulator und eine 400 kN-Straßseilklemme um und bringt 1000-Liter-IBC-Innentanks sowie chemische Tanks mit großem Durchmesser und Dosieranlagen in den Bereich. Die 150-mm-Schraube ermöglicht den höheren Durchsatz, der zur Füllung eines 40-Liter-Akkuumulators in einem angemessenen Arbeitszyklus erforderlich ist. Anlagen, die IBC-Flaschen produzieren, bestellen in der Regel genau diese Größe, da der IBC-Innentank trotz seines großen Volumens eine relativ dünne 2 bis 3 mm dicke Wand hat und daher ein Schussgewicht von 16 bis 22 kg aufweist, das problemlos in den 40-Liter-Akkumulator passt.
ABLD 200: Behälter für Granulat und die größten Schiffe
Die ABLD 200 mit ihrem 80-Liter-Augenkopf, dem 600-kN-Dämpfer und der Vier-Stützplatten-Führung eignet sich für die schwersten Produkte: chemische Aufbewahrungsbehälter mit einem Volumen von 1000 bis 1500 Litern, dickwandige Prozessbehälter und große technische Bauteile. Bei einem maximalen Spritzgewicht von 60 Kilogramm arbeitet der Maschinen mit der oberen Grenze, was die Extrusionsblasformung wirtschaftlich herstellen kann. Die Zyklusdauer liegt im Bereich von vier bis sieben Minuten. Vier-Stüzpltatten-Führung ist in dieser Größe wichtig, weil eine Verdrehung der Platten über eine größere Projektionfläche sonst das Verklebungsgebilde öffnet und eine schwache Schweissnaht erzeugt.
Gemeinsame technische Merkmale in der gesamten Serie.
Alle ABLD-Maschinen nutzen eine gemeinsame Steuerungsarchitektur mit einem PLC-basiertem System, einer Touchscreen-Human-Machine-Interface, Rezeptmanagement, sodass bei einem Wechsel des Produkts der komplette Parameter Satz recallt wird, und Datenerfassung zur Nachverfolgung. Die Temperaturregelung erfolgt in Zonen über die Kolben, den Adapter, den Akkumulatorkörper und die Matrizenkopplung, wobei in jeder Zone unabhängige geschlossene Kreisläufe verwendet werden, da ein Temperaturgradient über einen großen Akkumulator sich direkt in einen Wanddickengradient um die Vorbearbeitung verwandelt. Die hydraulischen Systeme verwenden proportionale Ventile für die Hubbewegung des Akkumulators und die Klampenbewegung, sodass Beschleunigungs- und Verlangsammungsprofile gestaltet werden können, was zu geringeren mechanischen Schocks und einer erhöhten Wiederholbarkeit des Abstießprozesses der Vorbearbeitung führt.
Apollo ABLB-Serie 200 ML bis 20 l
Nicht jeder chemische Behälter ist eine Trommel. Ein großer Teil des Marktes für chemische und landwirtschaftliche Verpackungen liegt unter 20 Litern, in kleinen Lösungsmittelflaschen, einen Liter Reagentinständern, 5 Liter Konzentratbehältern und etwa 10 bis 20 Liter quadratischen Jerry-Beuteln. Für dieses Segment ist die ABLB-Reihe die richtige Maschine, die mit kontinuierlicher Extrusion mit Mehrhöhllaufformen arbeitet und eine wesentlich höhere Produktivität pro Einheit erzielt als eine Speicherpressmaschine.
Die ABLB-Serie umfasst acht Maschinentypen, die Container von 200 Milliliter bis 20 Liter umfassen. Die Maschinen dieser Serie können als Einzel- oder Doppelstation mit zwei, vier, sechs oder mehr Kavitäten konfiguriert werden, abhängig von der Containergröße, sowie mit der gleichen Parisonprogrammierklasse wie die größeren Maschinen. Für die chemische Verpackung sind die wichtigen Konfigurationselemente eine robustere Schraube, die für Harze mit höherem Molekulargewicht geeignet ist, Bereitstellung für die in-Form-Fluorierung sowie ein Steuerkopf mit ausreichender Programmierungsgenauigkeit, um Material in die Griffzone und die Ecken eines Jerrycans zu bringen.
| Spezifikation | ABLB 55 | ABLB 65 | ABLB 75 | ABLB 90 |
|---|---|---|---|---|
| Container volume range | 200 ML bis 1 L | 500 ml bis 5 l | 1 bis 10 l | 5 bis 20 l. |
| Clamping force | 60 kN | 85 kN | 110 kN | 160 kN.. |
| Screw diameter | 55 mm | 65 mm | 75 mm | 90 mm |
| Screw L/D ratio | 24:1 | 24:1 | 24:1 | 22:1 |
| Trockenzykluszeit | rund 2,4 Sekunden. | etwa 2,8 s | etwa 3,2 s | etwa 4,0 s |
| Stationen. | Einkanal oder Doppelkanal | Einkanal oder Doppelkanal | Einkanal oder Doppelkanal | Einkanal oder Doppelkanal |
| Typische Hohlräume, chemische Behälter | 4 bis 8 | 2 bis 6 | 2 bis 4 | 1 bis 2 |
| Installed power | ca. 26 kW | etwa 34 kW. | etwa 45 kW | etwa 62 kW |
| Kontrolle der Wandstärke | 100 Punkte axial | 100 Punkte axial | 100 radial- und axiale Punkte, optional. | 100 oder 200 axial-/radialen Punkten, optional |
Wenn die Bereiche des ABLB und des ABLD sich überlappen
Die 10 bis 20 Liter großen Produkte lassen sich sowohl mit einem ABLB 90, der kontinuierliche Extrusion durchführt, als auch mit einem ABLD mit einem Speicherkopf herstellen, und die richtige Wahl hängt vollständig vom Volumen und der Wandstärke ab. Wenn das Produkt eine 20 Liter-Behälterdose mit einer Standardwand und einem Gewicht von 900 Gramm ist und die Anlage ein hohes jährliches Auslastungspotenzial hat, produziert der ABLB 90 mit Doppel-Stationen.konfiguration mehr Behälter pro Stunde bei weniger Energie pro Teil. Wenn die gleiche nominale 20 Liter-Dosabehälter eine Wandstärke von 2,6 Millimeter aufweisen muss, um eine anspruchsvolle Packgruppe der UN zu erfüllen, und bei einem Gewicht von 1,4 Kilogramm liegt, nähert sich das Parison der Dehngrenze kontinuierlicher Extrusion, und der ABLD wird zu der sichereren Spezifikation. Die Trennlinie im tatsächlichen Einsatz liegt bei 1,2 Kilogramm Schrotgewicht.
Anwendungsbranchen für die Apollo-Palette
Die Apollo-Maschinen werden in acht Hauptanwendungssektoren eingesetzt: Lebensmittel und Getränke, tägliche Chemieprodukte, chemische Industrie, Baustoffe, Medizin und Pharmazie, Automobilproduktion, Transport und kulturelle und Sportartikel. Insbesondere im Chemieindustrie Sektor umfasst die installierte Basis Konzentrat-Jerry-Cans mit fluorierten Innenflächen, Behälter für Schmierstoffe und Motoröle von einem bis zu zwanzig Litern, Industrialdünger- und Surfactan-Drums, Säurbedarftungsbehälter für Wasseraufbereitungsanlagen, L-Ring-Drums für die Verteilung von Lösungsmitteln, IBC-Innerflaschen für die flüssige Chemlogistik und Dosiertanks für die sachgemäße Behandlung von chemischen Stoffen. In der Bauindustrie produziert die gleiche Maschinenklasse Verarbeitungskanister für Kleber und Zuschläge, im Transportbereich außerdem Kraftstoffbehälter und Flüssigkeitsreservoire.
Formdesign für chemische Trommeln
Ein chemischer Tontopf ist ein anderes Ingenieursobjekt als eine Flaschenform. Er verarbeitet viel mehr Hitze, er muss eine strukturell einwandfreie Schweißung bei der Zusammenfügung schaffen und er arbeitet bei hoher Spannenlast für längere Zeiträume. Entscheidungen bei der Gestaltung der Form bestimmen, ob der Behälter seinen Falltest besteht, im gleichen Maße wie die Maschineneinstellungen.
Auswahlmöglichkeiten für Formenmaterial
Zweige Duroplastdämmmaterialien vorherrschen. Aluminiumlegierungen der 7075-Klasse bieten eine Wärmeleitfähigkeit, die etwa vier- bis fünffach höher ist als die von Werkzeugstählen, was die Abkühlzeit bei Teilen mit dicken Wänden erheblich verkürzt. Zudem ist Aluminium viel einfacher zu bearbeiten, wodurch sich die Vorlauf- und Herstellungskosten reduzieren. Allerdings belastet die Oberflächenhärte. Aluminium abreibt sich an den Verdrehflächen und an allen Gleitflächen. Unter Wiederholungsbelastungen kann es sich bei stark zulässiger Spannenbewegung deformieren, wenn das Werkzeug nicht ausreichend gestützt wird.
P20 vorgehärteter Werkzeugstahl bietet dauerhafte Haltbarkeit und präzise Aufrechterhaltung der Geometrie der Sammelschuhe auch bei sehr langen Produktionsdurchläufen, zu Lasten einer längeren Abkühlung und höherem Formengewicht. Die gängige Branchenlösung ist ein Hybrid: ein Aluminiumformkörper für eine gute Abkühlung mit gehärteten Stahlinlays in den Sammelschuhflächen, im Schalsaal und bei allen beweglichen Elementen. Für die Herstellung von chemischen Trümmern, bei denen die Sammelnaht die kritische Qualitätsmerkmale darstellt und bei denen die Form z. B. mehrere Jahre ununterbrochen verwendet werden kann, sind Stahlinlays an den Sammelschuhflächen stark empfohlen, unabhängig vom Formkörpermaterial.
| Formenkonstruktion | Relative Külleistung | Relativer Haltbarkeit. | Relativer Kostenaufwand | Beste Anwendungsmöglichkeit. |
|---|---|---|---|---|
| 7075-Aluminium, vollständiger Körper | Sehr hoch | Medium | Niedrig bis mittel | Kurz-und mittelständische Fertigungsaufträge, Prototyp- und Testwerkzeuge, Teile mit dicker Wand |
| 7075-Aluminium mit Stahl-Klemmeinsätzen | High | High | Medium | Standardmöglichkeit für chemische Tontöpfe und Trinkdosen |
| P20-Stahl, vollständiges Gehäuse | Medium | Sehr hoch | High | Lange Produktionsläufe, komplexe Gleitungen, hochgenaue Halse. |
| Inserate aus Berylliumfreiem Kupferlegierung | Sehr hoch, lokalisiert | Medium | High | Kühlung von Hotspots wie Henkelstegen und dicken Radien |
Layout der Kühlkanäle.
Die Kühlung ist der dominierende Faktor für die Zykluszeit bei dicken Wänden. Daher verdient die Kanalgestaltung eine gründliche Analyse anstatt eine standardmäßige Bohrungsreihe. Die Leitprinzipien sind konsistent: Der Kanal verfügt normalerweise über einen Durchmesser von 10 bis 14 Millimetern bei Trommelformen, der Abstand von der Kanalmitte bis zur Hohlraumfläche liegt zwischen einem und eineinhalb Mal dem Kanaldurchmesser und der Kanalbereichsabstand beträgt zwischen zwei und drei Mal den Durchmesser. Ein dichteres Layout führt zu einer schnelleren und gleichmäßigeren Kühlung, schwächt jedoch die Formstruktur und erhöht die Bearbeitungskosten.
Um Wärme effizient zu transportieren, muss der Fluss turbulent sein. Der laminare Fluss in einem Kühlkanal leitet nur einen Bruchteil der Wärme ab, den der turbulente Fluss. Daher muss der Kreislauf für ein Reynolds-Zahlungsvolumen über etwa 4000 bei der vorgesehenen Fließgeschwindigkeit ausgelegt werden, und langwierige seriell ablaufende Kreisläufe müssen in parallele Schleifen aufgeteilt werden, damit die Temperaturerhöhung von Einlauf zu Auslauf auf zwei bis drei Grade Celsius begrenzt bleibt. Ein Kreislauf, der entlang seiner Länge um acht Grad erwärmt, erzeugt ein Gefäß, das ungleichmäßig abkühlt und sich verzahnt.
Besondere Aufmerksamkeit gilt dem Abschneidebereich und jedem dicken Radius. Diese Zonen halten das meiste Material und kühlen zuletzt, und wenn sie nicht aktiv gekühlt werden, muss der Bediener den ganzen Zyklus verlängern, um eine lokale Heißstelle aufzunehmen. Dedizierte Kühlkreisläufe nahe den Abschneideeinsätzen und leitfähige Einsätze unter dicken Radien amortisieren sich schnell.
Klemmfreie Geometrie: der wichtigste Aspekt
Bei der Verengung werden die beiden Hälften des Vormaterials zusammengedrückt und bei der Schließung der Form verschweißt. Bei einem Falltüstprobel wird diese Schweißnaht fast immer als erstes defekt. Drei geometrische Parameter bestimmen die Schweißqualität.
Das Zusammenfügungsstück ist der flache Bereich, der die Schmelze tatsächlich verdichtet. Ein viel zu breites Stück kühlt die Schmelze, bevor diese vernähen kann, was zu einer kühlen Schweißung mit einer sichtbaren Linie und geringer Festigkeit führt. Ein zu enes Stück schneidet die Schmelze durch und erzeugt einen dünnen, schwachen Verbund. Die praktische Landbreite hängt von der Wandstärke ab: etwa 0,6 bis 1,2 Millimeter für eine 2-Millimeter-Wand und 1,2 bis 2,2 Millimeter für eine 4-Millimeter-Wand.
Der Wölbungwinkel hinter dem Verklebungsauslass bestimmt, wie sich das verschobene Material in die Strahlbecher leitet. Ein typischer einschlägiger Winkel zwischen 15 und 30 Grad ermöglicht es, den Überschuss an Schmelze sauber loslaufen zu lassen, während ausreichend Druckverlust im Auslass erzeugt wird, um die beiden Schmelzflächen zusammenleiten zu lassen. Zu steil und die Strahl wird reißen; zu flach ist die Schweissnaht zu schwach.
Die Tieftdicke des Ausschiebebeutels muss den verschobenen Volumen bewältigen, ohne dass der Werkzeughälften an der Ausschiebekante aufliegt, anstatt an der Trennlinie. Wenn der Beutel zu klein ausfallt, wird die effektive Klemmkraft vom Eindrücken des Schmierstoffes anstatt des Beseitigen der Zugfläche verschwendet. Die Schweißnaht wird während eines Produktionslaufs mit zunehmender Wärmeentwicklung der Werkzeuge schrittweise schlechter, da sich anstatt an der Trennlinie an der Ausschiebekante das Werkzeug verschmiert.
Entlüftung
Der Luft, die zwischen dem Prallchen und der Hohlwand eingeschlossen ist, verhindert, dass die Schmelze die Formoberfläche nachahmt, was zu einem mattem, bemalten oder welligen Erscheinungsbild führt und noch schlimmer noch zu einem lokalen nachlassenden Kontakt zwischen der Wand und der Schmelze, was das Abkühlen verlangsamt. Behältermoulde werden über gesinterte, poröse Einbauten in flachen Panelen, durch feine Schlitze an der Trennlinie (typischerweise 0,02 bis 0,05 Millimeter tief), durch Ventnähte an den tiefsten Stellen präziser Logos und Schriftzügen sowie durch den Basiseitbereich, in dem der letzte Luftaer überströmt wird, entlüftet. Da ein Behälter große, flache Panelen aufweist, sind üblicherweise Sinterungsluftentlüftungseinbauten in den Panelzentren erforderlich; purerogent Entlüftung durch die Trennlinie allein kann den mittigen Bereich eines großen flachen Panels nicht entlüften.
Formen des L-Rings und Walzen der Wulstringe
Der L-Ring auf einem Festapposhüttelkörper und die rollenden Guhrringe auf dem Gehäuse sind keine dekorativen Elemente. Der L-Ring ist das Schnittstelleninterface für automatisierte Handeinstellgeräte und nimmt bei der Aufheben des Trägervolumes das gesamte Lastgewicht des Shüttelkörpers auf. Die rollenden Guhrringe tragen den Shüttelkörper, wenn dieser gekippt und gerollt wird, und verleihen dem Gehäuse Stabilität gegen Verformungen unter der Belastung beim Stauchen.
Für eine gute Verformung erfordert dies eine Kombination aus drei Maßnahmen. Zum einen eine axiale Wanddicken-Spitze, damit mehr Material an die Ringposition gelangt. Zum anderen großzügige Radien im Werkzeug, damit die Schmelze in die Ringsektion fließen kann, ohne dass es zu einer übermäßigen lokalen Verdünnung kommt, da ein scharfer Innenwinkel stets dünn wird. Zum dritten genügend Kühlung in der Ringsektion, da es sich dort um einen dicken Bereich handelt, der sonst den Zyklus dominieren würde. Bei der Konzeption ist es möglich, einen leicht asymmetrischen Ringprofil mit einem größeren Radius auf der Zugseite zu wählen, was die Materialverteilung deutlich verbessert.
Kühlung und Zykluszeit
Beim Kühlen werden die Wirtschaftlichkeit des Dickwand-Blasformens gewonnen oder verloren. In einem 200-Liter-Fasszyklus macht die Kühlung typischerweise 65 bis 80 Prozent der Gesamtzykluszeit aus, daher übersetzt sich eine 30-prozentige Verkürzung der Kühlzeit fast direkt in eine 20- bis 25-prozentige Steigerung der Werksausbringung mit derselben Maschine und derselben Fläche.
Warum die Kühlung mit der Wanddicken² zusammenhängt
Die Wärmeleitung aus einer Kunststoffwand folgt einem Diffusionsverhältnis, bei dem die Zeit für das Erreichen einer bestimmten Kerntemperatur proportional zur Quadratwurzel der Wanddicke dividiert durch die Wärmeleitzahl des Materials ist. Polyethylen besitzt bei Prozessbedingungen eine Wärmeleitzahl von etwa 0,15 bis 0,22 Quadratmillimeter pro Sekunde, was im Vergleich zu Metallen sehr niedrig ist. Die praktische Konsequenz ist eindeutig: Eine 1-mm-Bottendeckelwand erreicht die Ausstoßtemperatur in nur wenigen Sekunden, eine 2-mm-Wand braucht etwa viermal so lang, und eine 4-mm-Trommelfrontwand benötigt ungefähr sechzehnmal so lange. Keine Menge kalteres Gusswasser verändert den Exponenten, sondern nur den Koeffizienten.
Äußere Kühlung: Was der formenfüllende Wasser kann und nicht kann
Externe Kühlung entfernt Wärme nur über die Außenfläche, da die Innenfläche des Behelfers mit dem Luftstoff für die Blasformung gefüllt ist und stille Luft ein ausgezeichneter Isolator ist. Die Wasser-Temperatur im Formbau für die Produktion von chemischen Tankbehältern wird normalerweise zwischen 8 und 12 Grad Celsius gehalten. Kälter ist möglich, aber schnell führt es zu Kondenswasser auf den Formbauplatten und auf dem Maschinenrahmen, was zu Oberflächendeformationsfehlern und Korrosion führt, und der marginale Zyklusgewinn sinkt, da der begrenzte Widerstand die Wärmeleitung durch das Kunststoff und nicht die Konvektion an der Formverklebung verursacht.
Die Kühlanlage muss für den tatsächlichen Wärmebedarf dimensioniert sein. Ein nützlicher Faustregel lautet, dass jedes in einer Stunde verarbeitete Kilogramm Polyethylen rund 0,6 bis 0,8 Kilowatt Kühlleistung erfordert, um die Unterschiedsenthalpie zwischen Schmelztemperatur und Ausstoßtemperatur zu eliminieren, plus einen Aufschlag für die Kühlung des Hydrauliköls. Eine Linie, die 400 kg/h verarbeitet, benötigt also grob gesagt 240 bis 320 Kilowatt Prozesskühlung nur für den Werkzeugkreislauf. Die Unterdimensionierung der Kühlanlage ist eine der häufigsten Ursachen dafür, dass eine neue Anlage die angegebene Produktionsleistung nicht erreicht.
Internes Kühlsystem: die größte Verbesserung eines einzelnen Zyklus
Die interne Kühlung ersetzt die staute Luft im Behälter durch einen kontinuierlichen Luftstrom, der kalt, trocken und konditioniert ist. Kälte luft fließt durch die Ventnilte, streift die Innensfäre und entzieht sich über einen zweiten Anschluss. Da die Innenfläche nun auch an der Wärmeabfuhr beteiligt ist, halbiert sich die effektive Kühlungspfadlänge: Die Wärme wird anstatt in der ganzen Wandstärke nach außen in die Form hindurch transportiert, sondern von der Mittellinie in eine Richtung und in die andere Richtung.
Der gemessene Nutzen bei schweren Behältern beträgt eine Zyklusreduzierung zwischen 25 und 40 Prozent, wobei die höchsten Zahlen bei den dicken Wänden erreicht werden, wo der quadratische Strafeeffekt am größten ist. Das System benötigt einen Komprimierlufttrockner mit einem niedrigen Taupunkt, typischerweise minus 30 bis minus 40 Grad Celsius, da die Kondensierung von Feuchtigkeit innerhalb des Behälters das Produkt beeinträchtigen und den Blow-Pin korrodieren könnte. Es benötigt auch einen Wärmetauscher oder einen Wirbelkanal zur Absenkung der Luft auf die Arbeits-Temperatur, zusätzliche Portierungen für die Blow-Pinne sowie ein Abgaszirkulationssystem, das den Druck bei gleichzeitiger Durchströmung aufrechterhält.
Homogene Flüssigkeitskühlung ist in der Regel nicht wirtschaftlich unter etwa 30 Liter, wird zwischen 30 und 60 Liter für wirtschaftliche Anwendungen interessant, und ist für Anlagen ab Platzbedarf von 100 Liter nahebei zwingend. Ein sekundärer Vorteil ist die niedrigere Nachmould-Shrinkage und Wölbung, da das Gefäß das Werkzeug mit einer einheitlicheren Temperatur durch die Wand verlässt und nicht mit einem heißen Kern, der nach dem Ausführen weiter schrumpft.
| Container | Nominelle Wand | Teilegewicht | Zyklus, nur externe Kühlung | Zyklus mit internem Kühlen | Typische Maschine |
|---|---|---|---|---|---|
| 5-L jerry-Kanister | 1,6 mm | 280 g | ca. 22 Sekunden | etwa 18 s | ABLB 75 |
| 20-L-Jerrycan | 2,2 mm | 950 g | etwa 48 s | ca. 36 s | ABLB 90 oder ABLD |
| 60 L-Open-Top-Tonne | 3,0 mm | 3,6 kg | ca. 105 Sekunden | ungefähr 72 s | ABLD |
| 120-L-L-Ring-Fass | 3,4 mm | 6,4 kg | ca. 135 s | etwa 92 s | ABLD |
| 200 L L-Ring-Drumpf | 3,8 mm | 9,5 kg | ca. 165 Sek. | etwa 110 s | ABLD oder ABLD 150 |
| 1000 L IBC-Innenbehälter | 2,4 mm | 17,5 kg | ungefähr 195 s | ca. 135 s | ABLD 150 |
| 1500-L-Speichertank | 6,5 mm | 48 kg | etwa 420 s | ca. 280 s | ABLD 200 |
Die oben genannten Zahlen sind für HMWH-DHPE bei 8 bis 12 Grad gewordenem-Wassertemperatur mit einem gut konzipierten Kühlungssystem nur eine Orientierung. Die tatsächlichen Zyklen hängen von der Formqualität, der Resinart, den Umgebungsbedingungen und der Ejectionstemperatur ab, die von der nachlaufenden Verarbeitung toleriert werden kann. Sie werden hier so angegeben, dass der Käufer eine sinnvolle Überprüfung der Output-Kalkulation durchführen kann, bevor er sich zu einer Kapazitätsgarantie verpflichtet.
Auswurfstemperatur und Nachformhandel
Ein Behälter kann vor seinem vollständigen Abkühlen aus dem Formstein geworfen werden, sofern die äußere Hülle ausreichend steif ist, um ihre Form zu halten, und die Förderausrüstung sie nicht deformiert. Eine praktische Ejektierung bei einer Oberflächentemperatur von etwa 55 bis 65 Grad Celsius ist häufig anzutreffen, während der Kern noch deutlich heißer ist. Der Kompromiss besteht in einer Schrumpfung der Formmasse nach dem Abkühlen und einer möglichen Verformung der Platten während der Weiterbeförderung. Für ein zertifiziertes Fass, dessen Abmessungen Teil der Zulassung sind, ist eine zu frühe Ejektierung unrentabel, und eine Abkühlvorrichtung oder ein kontrollierter Abkühlungsförderband sind eine bessere Lösung als das fortschreitende Entleeren der Formmasse.
Zertifizierung und Prüfung durch die UN
Eine Kunststofftonne für Gefahrengüter muss eine UN-Typgenehmigung haben. Diese Genehmigung wird für ein bestimmtes Design erteilt: eine bestimmte Harzkomponente, ein bestimmtes Nenngewicht, eine bestimmte Geometrie und ein bestimmtes Herstellungsprozess. Der Hersteller stellt Probenbehälter her, ein akkreditiertes Labor führt die vorgeschriebenen Tests durch, und das Genehmigungszertifikat erlaubt eine UN-Marke auf dem Behälter. Nur wenn man versteht, welche Teilprüfungen für welche Phase des Herstellungsprozesses durchgeführt worden sind, kann ein Formgestalter einen Behälter entwerfen, der beim ersten Mal die Prüfung besteht.
Abstufintest
Der Fallsicherheitstest ist die strengsten Anforderung und die häufigste Ursache für Fehlschläge. Die Behälter werden bis zum angegebenen Grad befüllt, auf minus 18 Grad Celsius oder darunter für Polyethylen-Verpackungen gekühlt und auf eine steife, nicht elastische, flache, horizontale Fläche fallen gelassen. Die Fallhöhe hängt von der Verpackungsgruppe ab: Für die Verpackungsgruppe I beträgt die höchste Fallhöhe die höchsten Fallhöhe, für die Verpackungsgruppe II eine mittlere Fallhöhe, für die Verpackungsgruppe III die niedrigste Fallhöhe, wobei die genauen Höhen auch von der relativen Dichte des Inhalts abhängen. Mehrere Orientierungen sind erforderlich, und für eine Trommel sind die kritischen Orientierungen ein flacher Fall auf dem Boden, ein Fall auf der Klinge oder dem empfindlichsten Punkt der oberen Oberfläche und ein diagonaler Fall auf die Bodenklinge.
Die Kühlkonditionierung macht den Test so schwierig. Polyethylen wird mit sinkender Temperatur zunehmend weniger duktile und eine Schweißnaht, die bei Raumtemperatur duktil reagiert, kann bei minus achtzehn Grad brüchig brechen. Deshalb bestimmt die Schweißqualität der Drosselnaht die Ergebnisse des Falltestes, und daher erhalten die Prozessparameter, die die Schweißqualität bestimmen, also die Schmelztemperatur am Drosselstock, die Schließgeschwindigkeit des Werkzeugs und die Geometrie des Drosselstocks, so viel Aufmerksamkeit.
Der Stapeltest
Der Stapeltest verifiziert, dass eine Trommel am unteren Rand einer Lagerpallet nicht zusammenfällt. Die angewendete Belastung errechnet sich aus der Gesamtmasse identischer Pakete, die auf bis zu drei Meter stapelbar sind, und wird auf die Spitze des Testbehälters angewendet. Der Test kann entweder durch Auflegen der berechneten Last für 24 Stunden oder mittels einer dynamischen Kompressionsversuchsmaschine durchgeführt werden. Bei Kunststoff-Verpackungen wird eine 28-tägige Prüfung bei Raumtemperatur, die nicht unter 40 Grad Celsius liegt, empfohlen, um den Reibverschleiß zu berücksichtigen. Polyethylen reibt sich ab, so dass eine Aufbewahrungsbehälter, der einen Kurzzeitbelastungsversuch bestanden hat, sich dennoch innerhalb von Wochen deformieren kann.
Die Stapelstabilität ist ein Festigkeitsproblem, das zu einem Geometrie- und Wandverteilungsproblem führt. Die Lastpfad verläuft von oben nach unten bis in den Stützboden. Die roternten Felder wirken als umlaufende Verstärkungen, die verhindern, dass das Panel nach außen buckelt. Eine Wand eines Blocks, die aufgrund einer Migration von Material aus dem Stützboden während der Federbläse zu dünn wurde, wird aufgeweicht. Aufweichen ist der Ausfallsmechanismus, der am häufigsten im Laufe des vierundzwanzig-tägigen Tests nach dem vierzehnten Tag zu beobachten ist.
Dichteprüfungen und hydraulische Drucktests
Die Dichtheitsprüfung wendet internes Luftdruck an, solange der Behälter untertaucht ist oder anders überwacht wird, und erfordert, dass kein Leckung auftritt. Die Druckwerte hängen von der Packgruppierung ab, wobei der strengsten Ebene die Packgruppierung I unterliegt. Die hydraulische internen Druckprüfung setzt ein höheres Flüssigkeitsdruck für eine definierte Zeitspanne ein, typischerweise fünf oder dreißig Minuten abhängig von der angewandten Methode, und auch in diesem Fall hängt der Wert von der Packgruppierung und dem Dampfdruck des vorgesehenen Inhalts ab. Bei beiden Tests wird die Verschlusszone, die Halsabschnitte-Geometrie und jedes Loch oder dünne Stelle in der Schweißnaht überprüft.
| Test | Was es betont | Dominanter Fehlermodus | Prozessregelpunkt | Erfordertes Maschinenpotenzial |
|---|---|---|---|---|
| Fälltest bei minus 18 Grad Celsius | Splittungsschweiß, Basiskurve, Ecken | Sprödbruch entlang der Bodennaht | Schmelztemperatur beim Knickbereich, Verschlussgeschwindigkeit der Matrize, lokaler Wandspitze | Akku-Kopf mit schnellem Schwenk, 100 bis 200 Punkte-Schleifprogrammierung, proportionaler Klemmungskontroll |
| Stapelfestigkeitsprüfung, 24 h oder 28 Tage | Steifigkeit des Bauteils, Klang, Boden | Panel-Wölbung und progressives Kratzen | Konsistenz der Panelwände, Definition des Walzenringes | Stabile Schussgewichte, Closed-Loop-Gewichtsregelung, Radiale Wandkontrolle bei nicht runden Formen |
| Dichtheitsprüfung | Prägnanfschnittstelle, Schweißintegrität | Pinhole beim Abringen, Verformung des Gewindes | Kalibrierung des Nackens, Druck und Taktung des Blasens | Präziser Halskalibrier-Blasdorn, reproduzierbares Blasdruckprofil |
| Hydraulischer Innendrucktest | Ganzes Wandsegment, Schweißen, Hals | Schmelztrennung, Wandausbeute | Mindestens Dicke in der dünnsten Zone | Programmierresolution bei der Vormfassung, Überprüfung der Wandstärke |
| Chemische Kompatibilität und Durchdringung | Material und Barrierenschicht | Gewichtsverlust, Spannungsrisse, Panelbildung | Kunstharzqualität, Barrierenführung, Schichtdicke | Fluorierungsverpackung im Framemould oder Mehrschichtsextrusionskopf |
| Vibrationsprüfung | Verschluss, Falz, Henkel | Lockern, Ermüdungsriss an der Handgriffeinlage | Optimierung der Schweißqualität im Web | Radialwandsregelung am Band, gesteuerte Pressenteilung |
Produktionskontrolle nach der Zulassung
Die Typgenehmigung ist nur der Anfang. Der Hersteller muss ein Qualitätssicherungsprogramm betreiben, das sicherstellt, dass jedes Produktionsrohr dem genehmigten Typ entspricht. In der Praxis bedeutet dies die dokumentierte Kontrolle des Harzgrades und des Herstellers, kontrolliertes und registriertes Anteil an Rückfüllmaterial, kontinuierliche Überwachung des Teilgewichts mit definierten Handlungsgrenzen, periodische Messung der Wanddicken an definierten Stellen mit Ultraschall-Gewichten oder Schnittstabilisationsmessungen, routinemäßige Dichtheitsprüfungen und periodische Wiederprüfung von Produktionsproben. Eine Maschine, die ihre eigenen Parameter und Teilgewichte dokumentiert, erleichtert diese Dokumentationslast erheblich, was ein realer und oft übersehener Grund dafür ist, auf einer Drumlinie eine Datenerfassung vorzusehen.
Forderung zum Modellauswahlleitfaden
Die folgende Tabelle ordnet die konkreten Produktionsanforderungen den Maschinenmodellen von Apollo zu. Sie berücksichtigt das Behältervolumen, den Zielproduktionstag sowie die Anforderungen an die Barriere und empfiehlt ein passendes Modell und die entsprechende Konfiguration. Die Tagesproduktion basiert auf einem Dreischichtbetrieb mit rund 20 produktiven Stunden pro Tag bei realistischen Umrüst-und Wartungszeiten.
| Container | Tägliche Zielproduktion | Barrierenvorgabe | Empfohlener Modell | Empfohlene Konfiguration |
|---|---|---|---|---|
| 5-L jerry-Kanister | bis zu 8.000 Stück | Keine, in Wasser basierte Inhalte | ABLB 75 | Doppelstation, 2 Kanäle, 100-Punkt-Achsersteuerung |
| 5-L jerry-Kanister | bis zu 8.000 Stück | Solventbarriere erforderlich | ABLB 75 | Doppelstation, 2 Hohlräume, Baugruppen mit chemischer Fluorierung |
| 20-L-Kannentank, Standardwand | bis zu 3.500 Stück | Keine | ABLB 90 | Doppelstation, 1 oder 2 Kavitäten, radiale Wandregelung für Ecken |
| 20-L-Jerrycan, UN-Verpackungsgruppe II | bis zu 1.600 Stück | Fluorierung | ABLD | Speicherkopf, 200 Punkte axial plus radial, Fluorierung, innere Kühlung |
| 60 L-Open-Top-Tonne | bis zu 1.000 St. | Keine Fluorierung | ABLD | 20 L-Gehäuse, internes Kühlsystem, Entflaschen-Station, undichtechnischer Tester |
| 120-L-L-Ring-Fass | bis zu 780 Stk. | Fluorierung | ABLD | 20 L Behälter, interne Kühlung, inline Wiegen, Herausnahmrobot |
| 200 L L-Ring-Drumpf | bis zu 650 Stück | Fluorierung | ABLD | 20 L-Tank bei maximaler Kapazität, interne Kühlung obligatorisch, Schließkreisgewichtsregelung |
| 200 L L-Ring-Drumpf | bis zu 650 Stück | Coextrudiertes EVOH | ABLD 150 | Sechs-Schicht-Koextrusionshäufchen, dedizierter Rücktreibextruder, inneres Kühlsystem |
| 200 L-Behälter, hoher Fördervolumen | über 900 Stücken | Beliebig | Zwei ABLD-Leitungen | Parallele Maschinen gewährleisten Redundanz und Formflexibilität im Vergleich zu einer größeren Anlage |
| 1000 L IBC-Innenbehälter | bis zu 500 Stück | Keine Fluorierung | ABLD 150 | 40-L-Kopf, interne Kühlung, axialer Kontrollpunkt mit 200 Messpunkten, schwere Entnahme |
| 1000 L IBC-Innenbehälter | bis zu 500 Stück | Coextrudiertes EVOH | ABLD 150 | Sechslagige Kopf, strenge Kontrolle der Schmelztemperatur, spezielle Auflaufschicht |
| Speicher- Tank mit einer Kapazität von 1000 bis 1500 l | bis zu 250 Stück | Keine | ABLD 200 | 80-L-Kopf, 4-Säulen-Plattenführung, Innenkühlung, Schwerlast-Handhabung |
| Mischprogramm von 5 bis 200 l | variable | Gemischt | ABLD plus ABLB 75 | Eine Akkumulatorstraße für Trommeln, eine kontinuierliche Linie für kleine Behälter |
So verwenden Sie diese Tabelle in einem realen Projekt
Beginnen Sie mit dem größten und schwersten Behälter im vorgesehenen Programm, denn das bestimmt den Maschinenrahmen. Prüfen Sie dann, ob der kleinste Behälter im Programm auf demselben Gerät effizient betrieben werden kann; wenn das kleinste Produkt nur eine kleine Fraktion der Kapazität des Akkumulators nutzen würde und einen großen Teil des Volumens ausmacht, ist eine zweite kleinere Maschine in der Regel wirtschaftlicher als die Übertragung aller Produkte durch ein großes Gerät. Schließlich entscheiden Sie vor der Bestellung des Gehäuses über die Wegführung, denn die Umrüstung eines Einlagsgehäuses auf Koextrudieren ist nach der Lieferung nicht einfach durchzuführen.
Nachfolgende Ausrüstung für eine Produktion von Chemiebehältern
Eine chemische Trommelblowmoldingmaschine ist nur das Zentrum einer Produktionszelle. Die nachgeschaltete Ausrüstung bestimmt, ob die Anlage den theoretischen Produktionsausstoß mit gleichbleibender, zertifizierbarer Qualität erreicht, und bei schweren Bauteilen ist das Handling-Gerät oft der praktische Flaschenhals und nicht das Formwerkzeug.
Robot und Teilebehandlung für Take-out.
Ein 10-Kilogramm-Druckbehälter, der bei 60 Grad Celsius aus der Form entnommen wird, kann bei Produktionsraten nicht mehr manuell gehandhabt werden, und ein weicher, heißer Behälter ist leicht zu verformen. Ein Servo-Entnahme-Roboter greift den Teil, in der Regel am Hals und an der Flanschtülle, hebt ihn aus dem Bereich der Querspäne und legt ihn auf einen Transportband oder direkt in eine Entflanschen-Einheit. Bei großen Teilen ist eine Zwei- oder Drei-Achsen-Einheit mit Vakuum- oder mechanischem Greifer standardmäßig, und der Greifer muss so konzipiert sein, dass er die noch weicheren Panelflächen nicht berührt.
Die Roboterzykluszeit muss kürzer sein als das Öffnungspersen der Schale, andernfalls verlängert sich der Zyklus. Bei Maschinen von ABLD wird die Abzahlnäpfinfolge in der Maschinensteuerung mit dem Verschlussschritt abgestimmt, sodass der Roboter seine Anfahrung beginnt, sobald die Schale geöffnet wird, nicht erst nach vollständigem Öffnen.
Entflaschen
Beim Deflashen werden der obere und untere Einpresskammern, der Griffstab und der Halsschluss entfernt. Dafür werden drei Methoden eingesetzt. Manuelles Deflashen mit einem Messer ist nur bei sehr kleinen Produktionsmengen praktikabel und führt zu unregelmäßigen Kanten. Halbgau- gebene Stanzen verwenden einen pneumatischen oder hydraulischen Pressapparat mit einer geformten Stanzglocke, mit der der Abrieb in einem Schlag abgeschnitten wird. Dies ist die Standardmethode für die Fertigung von Trommeln mit mittlerem Produktionsvolumen. Vollautomatisches inline- Entflaschen integriert die Stanzglocke in den Entnahmeweg, so dass das Teil bereits abgeschnitten die Zelle verlässt.
Das Deflitzen, während sich der Teil noch heiß ist, führt zu einem saubererer Brechen und zu niedrigerer Stanzkraft. Bei einer zu hohen Temperatur jedoch fließt der Fluß statt zu schneiden rauchartig aus und hinterläßt scharfe Ärmel. Das praktische Temperaturfenster liegt bei ca. 45 bis 60 Grad Celsius. Der zurückgewonnene Fluß wird direkt in eine Scheibe geleitet, die neben der Zelle positioniert ist, um Verunreinigungen und Handhabungsprobleme zu vermeiden. Das geschliffene Material wird dann in den Gravimetriemixer zurückgeleitet.
Inline-Wägung
Ein Gewichtsmesser im Teilpfad erfüllt zwei Funktionen: Er verwirft einen Behälter, dessen Gewicht außerhalb der zugelassenen Gewichtstoleranz liegt, was ein Zertifizierungsanforderung ist, und er nutzt die Closed-Loop-Controlle, die zuvor beschrieben wurde. Bei einem zertifizierten Trommel sollten die Messer in der Lage sein, mindestens 0,2 Prozent der nominellen Masse zu ermitteln und jede Messung mit einem Zeitstempel und einer Maschinenidentifikation für die Rückverfolgung zu protokollieren.
Lecktestung
Jeder Behälter für flüssige Inhalte sollte auf undichte Stellen überprüft werden, und bei Verpackungen für Gefahrengut ist Hunderprozentige Testerprobung die Norm an Stelle von Stichproben. Die gängige Methode ist die Druckabsenkung: Der Behälter ist am Henkel verschlossen, mit Luft auf einen definierten Prüfdruck aufgepumpelt, darf sich stabilisieren und wird dann im festgelegten Intervall auf Druckabfall kontrolliert. Der Prüfdruck und die Dauer sind so eingestellt, dass ein Defekt, der eine Leckage im Einsatzbereich verursachen kann, zuverlässig erkannt wird, ohne falsche Abfuhr durch thermische Effekte.
Zwei praktische Einzelheiten zählen: zunächst muss der Behälter vor der Prüfung thermisch stabil sein, weil bei einem Teil, das sich noch abkühlt, sich ein Druckfall aufgrund der Gaskontraktion zeigt, der einem Leck ähnelt. Ein Durchlaufband zwischen der Entraffage und der Dichtheitsprüfung löst dies. Zum anderen muss das Dichtungsgerät den Hals ohne dessen Verformung greifen, sonst entsteht die Defekte, die während der Prüfung gesucht werden.
Oberflächenbehandlung und Dekoration
Polyethylen hat eine geringe Oberflächenenergie und akzeptiert ohne Behandlung nicht zuverlässig Drucktinte oder Klebebeschriftungen. Durch Flammenbehandlung oder Corona-Beleuchtung wird die Oberflächenenergie auf das für eine gute Stoffhaftung erforderliche Spannungsintervall von 38 bis 44 dyn pro Zentimeter erhöht. Die Flammenbehandlung ist die häufigere Wahl für dreidimensionale Behälter, da sie den Umriss besser folgt als ein Corona-Elektrodensystem. Die Behandlung sollte kurz vor dem Drucken oder Etikettieren erfolgen, da der Effekt mit den Tagen nachlässt.
Zum Direktverzierung werden Sieb-und Tamplanddrucktechniken verwendet, und es ist möglich, in der Form zu beschriften; bei schweren Trommeln ist dies jedoch weniger üblich als bei Flaschen. Bei gefährlichen Gütern wird die UN-Markierung selbst in die Form geprägt, sodass sie nicht entfernt werden kann, und die Gruppenzu- und Dateneingabe erfolgt mittels einer Tintenstrahldrucker oder Lasercoder in einer Linie.
Kühlung nach der Form und Palettierung
Behälter, die heiß ausgepresst wurden, ziehen weiter zusammen. Ihr sofortiges stapeln kann Verformungen festsetzen. Ein Kühlband oder ein gesteuerter Aufbewahrungsbereich ermöglicht es, dass sich das Teil ausgleicht, bevor es auf Paletten beladen wird. Bei großen Trommeln werden Nestefeststellgeräte und automatisierte Palettenisierung zur Vereinfachung des Menschaufwands und zur Verhinderung von Beschädigungen am L-Ring (bearbeitbarkeitseingesetzte Oberfläche), der nicht kassiert oder deformiert werden darf, verwendet.
Gängige Fehler und Lösungen
Der Fehlerkatalog für schwere Chemikalienbehälter ist zwar kurz, aber jede einzelne Komponente hat mehrere mögliche Ursachen. Die untenstehende Tabelle ordnet die häufigsten Probleme nach Symptom, wahrscheinlicher Ursache und Korrekturmaßnahmen, wobei die Häufigkeit in einem neuen Trommelprogramm die Reihenfolge bestimmt.
| Fehler | Wahrscheinliche Ursache | Korrigierende Maßnahmen |
|---|---|---|
| Abweichung der Wanddicke entlang der Länge | Stossende Geräusch während eines langen Ladungszustromes; Parisonprogramm entspricht nicht dem tatsächlichen Auszugsverhältnis; Klemmen- oder Drehstabstemperaturgradient | Verkürzen der Stöhrungszeit, Profilierung des axialen Programms mit mehr Punkten in den Übergangszonen, Ausgleich der Temperaturen in der Düse-halszone, Überprüfung der Kenterung der Wälzachse |
| Abweichung der Wanddicke um die Umfang | Die Matrizen und die Walze sind nicht konzentrisch; unebiges Aufheizen der Kopfplatte; ungleichmäßiges Abziehen des Behälters | Stellen Sie die Matrize mit einer statischen Prüffigur wieder in die Mitte, korrigieren Sie Ungleichgewichte in der Heizzone und fügen Sie eine Radialwandsteuerung für nicht runde Formen hinzu. |
| Versagen der Abquetschnaht im Falltest | Die Schmelze ist zu kalt am Pressland; das Pressland ist zu breit; die lokale Wand ist nicht ausreichend stark; der zustandsgerechten Schließvorgang für die Form ist zu langsam; die Flash-Kammer ist zu lahm. | Erhöhen Sie die Zone-Temperatur um 5 bis 10 Grad, verkleinern Sie das Drosselland, fügen Sie einen axialen Dicken-Spitz bei der Schweissposition hinzu, erhöhen Sie die Schließgeschwindigkeit der Form im letzten Verlauf und vertiefen Sie die Flußkammer. |
| Brüchiges Riss am Basisradius bei Kaltfalltest | Dünner Bodenradius durch übermäßigen Abzug; Granulat mit unzureichender Tieftemperatur-Schlagzähigkeit; zu kalte Form in der Bodenzone | Fügen Sie eine Wandähre in der Basiszone hinzu, erhöhen Sie den Basisradius im Formwerkzeug, überprüfen Sie die Daten zum Einfluss von Harz bei niedrigen Temperaturen und sorgen Sie für eine moderate Auskühlung der Basis. |
| Krümmung und Formfehler | Unregelmäßige Kühlung zwischen den Gießhälfte oder zwischen den Bereichen; zu frühes Ausfertigen; ungleichmäßige Wand, die zu unterschiedlichem Schrumpfen führt | Gleichen Ausgleich von Kühlschritten und Überprüfung gleicher Fördergeschwindigkeiten, Erhöhung der Kühlzeit oder zusätzliche interne Kühlung, Korrektur der Wandverteilung, Einbau einer Nachformkühlung |
| Panelausbulge beim Stapeltest | Die Panelwand liegt unterhalb des Zielwerts; der Rullende Ring ist stärker ausgeformt; die Harz-Dichte oder Modul ist zu niedrig | Erhöhen Sie die Paneelwand im Programm, schärfen Sie die Ringdefinition im Formwerkzeug und fügen Sie einen lokalen Schichtstärkespitz zu, überprüfen Sie die Harzqualität für einen höheren Biegungsmodul. |
| Orangenhaut-Oberfläche oder matte Flecken | Die Schmelze sprengt bei starkem Verschleißen während eines schnellen Schritts; angesammelte Luft durch mangelhafte Entlüftung; Oberflächen der Form sind zu kalt; Druck beim Abblasen zu niedrig. | Verlangsamen Sie den Schlittenstoss leicht, erhöhen Sie die Schmelztemperatur, setzen Sie gesinterte Entlüftungsstellen in den Mitte der Platten, erhöhen Sie die Oberflächentemperatur des Glasmolds lokal, erhöhen Sie den Druck und überprüfen Sie die Druckanstiegsrate. |
| Fluktuation des Teilgewichts | Regranulatverhältnis driftet bei volumetrischer Dosierung; inkonsistente Regranulat-Schüttdichte; Drift der Speicherkolbenposition; Schneckenverschleiß | Wechseln Sie zum gravimetrischen Mischverfahren, steuern Sie die Teilchengröße des Rückmahlens, kalibrieren Sie die Rückmeldung der Stempelposition, aktivieren Sie die geschlossenere Gewichtsregelung, untersuchen Sie die Spaltweite zwischen Schraube und Trommel |
| Schwarze Flocken und Streifen | Abgetragene Schmelze in den Totzonen des Sammelgeräts; kontaminiertes Refill; überheizte Druckzone | Spülen des Speichers auf stagnierende Bereiche, bevorzugte Konstruktion mit "in- und auslaufender" Kopf, Reinigung und Screening der Rückgewinnung, Verringerung der Temperatur in der Düselzone und der Aufenthaltsdauer |
| Verformung des Nackengewindes und Leckages beim Verschließen | Uneinigkeit der Kalibrierung des Blowpins; der Nabel ist bei der Kalibrierung zu heiß, die Nabelswand ist unzureichend | Prüfen Sie die Abgießstiftmaße im Vergleich mit den Spezifikationen des Verschlusses, fügen Sie Kühlung des Halses hinzu, erhöhen Sie die Halswand im Parisanschaltprogramm |
| Henkelrissbildung | Unzureichender Material an der Webfläche, schlechte Schweissverbindung am Griff, scharfe Formgeometrie | Benutzen Sie die Radialwandsteuerung zum Fördern des Websektors, erhöhen Sie den Bodenkontakt des Webes bei der Überschneidung und fügen Sie Radien am Übergangsbereich des Webs hinzu |
| Inhaltsverlust und Panelung im Service | Permeation unpolarer Inhalte durch eine einschichtige Wand | Fügen Sie eine In-Mold-Flourierung hinzu oder wechseln Sie zu einer coextrudierten EVOH-Struktur, überprüfen Sie die Kontinuität der Barrierefolie an Ecken und Auslässe. |
Disziplinierter Ansatz beim Beheben von Fehlern
Die Versuchung, bei einem neuen Trommelprogramm gleich mehrere Parameter zu ändern, ist groß. Das zerstört aber den Informationsgehalt des Experiments. Die disziplinierte Reihenfolge lautet, zuerst die mechanischen Grundwerte zu überprüfen, d. h. das Zentrieren, die Ausrichtung der Form, die Parallelität der Spannungsschleifen und das Kühlungstemperaturverhältnis, dann einen stabilen Temperaturzustand zu erzielen, indem das System lange genug läuft, bis Kopf und Form sich ausgeglichen haben, und schließlich einen Parameter nach dem anderen zu verstellen mit genügend Teilen zwischen den Änderungen, um einen wirklichen Effekt zu erkennen. Bei einem Zyklus von 150 Sekunden ist Geduld teuer, aber spekulieren ist noch teurer.
Produktionsökonomie bei der Verarbeitung von Chemiebehältern
Die Wirtschaftlichkeit der Produktion von chemischen Tanks wird von drei Faktoren bestimmt: Materialausschöpfung, Energieverbrauch pro kg und Arbeitsaufwand pro produzierte Einheit. Da in diesem Leitfaden keine konkreten Währungszahlen angegeben werden, verwendet die nachfolgende Analyse eine Indexbasis, bei der eine konventionelle hydraulische Monolayer-Anlage zur Herstellung von 200-liter-Tanks mit nur externer Kühlung als Basis von 100 Indexpunkten angenommen wird, und bei der andere Konfigurationen im Verhältnis zu dieser definiert werden.
Materialverwendung
Das Material ist bei der Herstellung von schweren Sonderformen der bisher größte Einzelinvestitionsfaktor. Eine 200-Liter-Einwegtonne mit einem Endgewicht von 9,5 kg und 25 % Spülrückstand verursacht 2,4 kg Spülrückstand pro Zyklus. Wenn der Spülrückstand vollständig genutzt wird, liegt die effektive Materialkosten pro Tonne nahe dem Endgewicht; wenn er als Schrott verkauft wird, steigt der effektive Verbrauch auf etwa 11,9 kg pro Tonne, was eine Absenkung der Betriebskosten um etwa 25% bedeutet, und das ist der größte Kostenposten im Prozess. Diese einfachste Tatsache rechtfertigt in fast allen Fällen ein gut konzipiertes Spülrückstandsaschaffungssystem.
Drei Hebel verbessern die Materialausnutzung. Erstens, die Programmiergenauigkeit des Parisons: Ein 200-Punkts-Achsenprogramm mit radialer Steuerung führt regelmäßig zu einer Gewichtsreduzierung von 5 bis 10 Prozent bei gleichem Leistungsniveau im Vergleich zu einem groben 20-Punkte-Programm, da das Material nicht mehr überall als Sicherheitsmarge verteilt wird, sondern dort platziert wird, wo es benötigt wird. Zweitens, die Closed-Loop-Gewichtssteuerung eliminiert die vorsätzliche Übergewicht, die Betreiber bei Gewichtsabweichungen anwenden, die üblicherweise 2 bis 4 Prozent betragen. Drittens, die Flash-Geometrienoptimierung im Formwerkzeug reduziert den Flash-Anteil selbst, und zwar oft um mehrere Punkte.
Energiedichte pro Kilogramm
Der spezifische Energieverbrauch für das Extrusionsblasformen von Polyethylen mit dicken Wänden liegt typischerweise zwischen 0,45 und 0,85 Kilowattstunden pro Kilogramm verarbeiteter Kunststoffmasse, was die Extrusion, die Hydraulik, die Spannung, die Blasluft und die Prozesskühlung umspannt. Die Spanne ist groß, da sie stark von der Design-Ausgestaltung des Hydrauliksystems, von der Art des Extrudierantriebs (ein festgelegtes Motorgeschwindigkeit mit Drosselung oder ein Servo- oder Inverterantrieb, der der Nachfrage angepasst ist) und von der effizienten Betreibung des Kälteturm abhängt.
Die größte Einzelverbesserung, die auf einer hydraulischen Maschine möglich ist, ist eine Servo-gesteuerte Hydraulikpumpe, die den Druck je nach Bedarf bereitstellt, anstatt mit voller Leistung zu arbeiten und überschüssige Energie über ein Entlastungsventil abzulassen. Bei einer Trommelmaschine mit langen Kühlphasen, in denen die Hydraulik nahezu inaktiv ist, reduziert dies normalerweise den Gesamtenergieverbrauch um 20 bis 35 Prozent. Die interne Kühlung erhöht die Druckluftenergie, verkürzt jedoch die Produktionszyklen so sehr, dass die Energie pro Kilogramm trotz der zusätzlichen Last in der Regel sinkt.
| Konfiguration | Relativer Ausgabewert. | Relativer Energie pro Teilindex | Relativer Materialindex pro Teil | Relative Arbeitsaufwand pro Teil | Investitionsniveau für die Ausrüstung |
|---|---|---|---|---|---|
| Standardsituation: konventionelle hydraulische Maschine, externe Kühlung, 20-Punkte-Programm, manuelle Plattenentsafterung | 100 | 100 | 100 | 100 | Low |
| 200 Punkte axiale plus radiale Wandkontrolle ergänzen | 102 | 95 | 92 | 100 | Medium |
| Innere Kühlung ergänzen | 145 | 78 | 100 | 70 | Medium |
| Hinzufügen von Servoschaltventil-Pumpendrehungen | 100 | 72 | 100 | 100 | Medium |
| Fügen Sie Roboterentnahme, automatische Entflaching und Inline-Wiegung hinzu | 108 | 101 | 97 | 45 | Mittel bis hoch |
| Vollständige Konfiguration: all das obenstehende zusammengefasst | 158 | 56 | 89 | 42 | High |
| Vollständige Konfiguration plus sechsschichtige Coextrusionsbarriere | 150 | 62 | 96 | 44 | Premium |
Die Tabelle liest man so: Ein Leistungsindex von über 100 bedeutet mehr Teile pro Tag aus derselben Maschine, während Energie-, Material- und Arbeitsleistungswerte unter 100 eine geringere Verbräuung pro Teil implizieren, also ist in diesen drei Spalten das niedrigere Niveau besser. Die vollständige Konfiguration erzeugt grob 58 Prozent mehr Teile pro Tag, verbraucht dabei aber etwa 44 Prozent weniger Energie pro Teil und beansprucht ebenfalls nur noch gut die Hälfte der direkten Arbeitskraft, wobei die Investitionskosten höher liegen. Für eine Anlage, die eine Schicht mit einem speziellen und nur geringen Anteil betreibt, mag die Ausgangskonfiguration immer noch die richtige kommerzielle Lösung sein; für einen Betrieb mit drei Schichten zum Verpacken von Gefahrgut ist die vollständige Konfiguration aber fast immer gerechtfertigt.
Labor und Personalausstattung
Bei einer manuell deflasierten Trommellinie sind für das Umhandeln, Beschneiden, Stapeln und Qualitätsprüfungen in der Regel zwei bis drei Mitarbeiter je Arbeitsdienst erforderlich. Durch den Einsatz eines Roboters bei der Entnahme und eine automatische Deflaschung sinkt dies in der Regel auf einen Mitarbeiter, der die Zelle überwacht, und einen Materialeinhänger, der auf mehreren Maschinen eingesetzt wird. Bei einem Betrieb mit drei Arbeitsdiensten spart die Automatisierung Arbeit und verbessert auch die Konsistenz, weil das manuelle Beschneiden eine wichtige Ursache für Abweichungen in Maße und Form bei Hals und Ring ist.
Ausschuss- und Qualitätskosten
Der versteckte Kostenpost bei der zertifizierten Trommelproduktion ist qualitätsbedingtes Ausschuss. Ein Behälter, der bei der Dichtheitsprüfung abgelehnt wird, hat bereits sein gesamtes Material, seine gesamte Energie und seine gesamte Durchlaufzeit verbraucht. Das Ausschussmaterial nach einem Formenwechsel ist bei langen Durchlaufzeiten ebenfalls sehr hoch, da Kopf und Form viele Durchläufe benötigen, um das Wärmegleichgewicht zu erreichen. Rezeptmanagement, das einen erprobten Parametersatz holt, und die Wärmevorbereitung der Form vor dem ersten Durchlauf reduzieren das Ausschussmaterial nach dem Start erheblich. Ein realistischer Ziel für eine gut gehende Hochwandlinie ist eine Gesamtabweisrate von unter 2 Prozent einschließlich des Startausschusses. Jeder Punkt darüber schmälert die Wirtschaftlichkeit schneller als jede Energiemaßnahme ausgleichen kann.
Service und Support
Eine chemische Trommelanlage ist eine langfristige Investitionsanlage, die über mehrere Jahre einen zertifizierten Prozess aufrecht erhalten muss. Daher hat das Begleitpaket hinter der Maschine genauso große Bedeutung wie der technischen Datenblatt. Apollo als Fabrik der Firma Wanplas wendet den Dienstleistungsstandard der Gruppe auf jede Maschine an, die es ausliefert.
Jede Maschine wird vor dem Versand in der Fabriken geprüft und getestet, und dort wird das eigenes Werkzeug des Kunden benutzt, das von Apollo geliefert wird, so dass das Verfahrensfenster bereits vor Absendung der Ausrüstung von Zhangjiagang festgelegt ist und nicht erst auf dem Kundengelände entdeckt wird. Ingenieure fahren zur Kundenstandort für die Installation und Inbetriebnahme, wobei Grundstellungs- und Infrastrukturchöre, mechanische und hydraulische Einrichtung, elektrische Verbindungen, die Produktion der ersten Produkte und die Übergabe an den Bedienungsablauf berücksichtigt werden. Eine Anpassung der Maschine an die Vorlieben des Käufers ist möglich, sowohl was das Werkzeug als auch die für die lokale Spannungs- und Frequenzstandards betrifft, was für eine Maschine dieser Größe von Bedeutung ist, wobei das Antriebspaket zum lokalen Netz angepasst sein muss.
Die Ersatzteilpolitik sieht 500 USD an kostenlosen Ersatzteilen pro Jahr vor, ein Wanplas-Engagement auf Unternehmens-Ebene, das die üblichen Verschleißartikel umfasst, die eine Blasformmaschine verbraucht. Die laufende Unterstützung umfasst die Überwachung der Verwendung, fernzugriffliche Unterstützung für das Steuersystem und regelmäßige Kundenvoranfragen. Käufer sind herzlich willkommen, die Fabrik zu besuchen, um unter Bau befindliche Maschinen zu inspizieren, eine Stichprobenproduktion mit ihren eigenen Formen zu verfolgen und die Bauqualität vor der Fertigstellung zu überprüfen. Apollo bietet zudem eine Garantie für die Produktionskapazität und eine Garantie für die Qualitätsstandards als Teil des kaufmännischen Pakets.
Frequently Asked Questions
Was ist das kleinste Behältervolumen, das tatsächlich einen Speicherkopf benötigt?
Der Schwellenwert ist der Schussgewicht und nicht die Volumenmenge. Er liegt bei etwa 1,2 bis 1,5 Kilogramm. Wenn dieser Wert unterschritten wird, erzeugt die kontinuierliche Extrusion den Parison schnell genug, sodass die Federn nicht mehr auflaufen, und die höhere Kavitation einer kontinuierlichen Maschine sorgt für eine bessere Ausbeute. Wenn dieser Wert überschritten wird, wird die Federnwölbung das größte Fehlermuster in der Wanddicke, und ein Akkumulator-Extruder ist die richtige Wahl. Für eine typische Jerryschen 2,2-mm-Wand-Dose liegt dieser Schwellenwert bei etwa 25 bis 30 Litern. Aus diesem Grund ist das Band zwischen 20 und 30 Litern die wahre Übergangszone zwischen den Bereichen ABLB und ABLD.
Kann eine Maschine 20-Liter-Kanister und 200-Liter-Fässer abdecken?
Ja. Die ABLD mit ihrem 20-Liter-Akkukopf und einer 220 kN-Klemme deckt das gesamte Band ab, und diese Konfiguration ist eine der am häufigsten verwendeten für eine chemische Verpackungsanlage. Die praktischen Einschränkungen sind die Umgestaltungszeit für die Form, die bei einer Maschine dieser Größe in Stunden und nicht in Minuten gemessen wird, sowie der Fakt, dass die Arbeit eines kleinen Produktes mit einem großen Kopf bedeutet, dass der Kolben nur einen kurzen Teil seiner Schwerkraftbewegung durchläuft, so dass die Auflösung der Positionsrückmeldung entsprechend hoch sein muss. Wenn eine Anlage beide Produkte in hoher Menge verarbeitet, schlagen zwei dedizierte Produktionslinien in der Regel eine gemeinsame Linie bei der Gesamtleistung und den Wechselverlusten ein.
Ist Fluorierung oder coextrudiertes EVOH die bessere Barriere?
Für die meisten Anwendungen in der Agrarchemie, im Kraftstoff- und Lösungsmittelbereich ist in-Mold-Fluorierung das Mittel zur Schaffung der erforderlichen Barriere zu überdurchschnittlichen Kosten für Geräte und Verfahren. Sie vereinfacht auch die Rückgewinnung von Flash, da der Behälter nur aus einem Schichtmaterial besteht. Die coextrudierte EVOH-Scheibe bietet eine erheblich höhere Barriere und ist die richtige Wahl für die aggressivsten aromatischen und klorhaltigen Inhaltsstoffe, für sehr lange Lagerdauer und wenn der Geruchtransfer unzumutbar ist. Die wesentlichen Nachteile von Coextrusion sind der hohe Preis der benötigten Anlagen, das engere Schmelztemperaturfenster und der Fakt, dass Flash nur in eine dedizierte Neuveredeteilschicht zurückkehren kann.
Wie viel Regranulat darf in einem UN-zertifizierten Chemikalienfass verwendet werden?
Verpackungen für gefährliche Güter müssen nach einer definierten und genehmigten Materialzusammensetzung hergestellt werden. Die Vorschriften begrenzen den Einsatz recycelten Materials. Im Allgemeinen wird nur schwebendes Material aus derselben Harzform und demselben Herstellungsverfahren verwendet. Das Anteil an schwebendem Material liegt im allgemein üblichen Bereich von 15 bis 35 %, wie in der genehmigten Typenbezeichnung angegeben. Post-consumer recyceltes Material wird in den meisten Fällen ausgeschlossen, es sei denn, eine bestimmte Genehmigungsroute ist eingehalten worden. Die gravimetrische Mischung und die dokumentierte Kontrolle des Regranulatanteils sind unerlässlich, weil die Zertifizierung an der tatsächlich verwendeten Zusammensetzung angelehnt wird.
Wie viel Zykluszeit spart die interne Kühlung tatsächlich?
Bei Gebinden mit dicken Wänden beträgt die gemessene Reduktion zwischen 25 und 40 Prozent, wobei die größten Werte auf den dicksten Wänden zu verzeichnen sind. Bei einer 200-Liter-Drum beträgt eine typische 165-Sekunden-Zykluszeit mit ausschließlich externer Kühlung etwa 110 Sekunden mit internem Kühlung, was einer Energiesparung von 33 Prozent entspricht und sich in einer täglichen Produktionssteigerung von 50 Prozent manifestiert. Das System benötigt einen Kondenswasserablaufrestdruck von minus 30 bis minus 40 Grad, eine Klimaanlage zur Einstellung auf die Arbeitszeitemperatur, Luftanschlüsse für die Zuluft und die Abluft und die dazugehörigen Steuerelemente.
Was ist die häufigste Ursache für Abpralltest-Fehler und wie können sie behoben werden?
Die überwiegende Mehrheit der Fehler bei der Kaltausfüllungstests ereignen sich im Bereich der unteren Aushärtungsschweißung. Die Ursachen dafür sind ein zu kühles Metall in der Aushärtungszone, wenn die Form sich schließt, eine zu breite Aushärtungszone, wodurch das Metall vor der Verknetung erstarrt, undurchsichtige Stauzonen, zu geringes Wanddickes am Schwelstellenort und zu tiefe Ausbrüche, wodurch die Klemmkraft durch Kompression des Ausbrückens absorbiert wird. Die entsprechenden Abhilfevorschläge bestehen darin, die Temperatur im Werkraumzone um 5 bis 10 Grad zu erhöhen, die Aushärtungszone zu verengen, an der Schwelstellenposition eine Vertikalwandspitze hinzuzufügen, die Schließgeschwindigkeit der Form im letzten Bauweg zu erhöhen und die Ausbruchsnische zu verdicken.
Wie hoch sollte ich den Schmelzfluß für chemisches Trommelharz angeben?
Für Behälter über etwa 30 Liter sollte HDPE mit hohem Molekulargewicht verwendet werden, dessen Schmelzdynamik bei 190 Grad Celsius unter einer Last von 2,16 Kilogramm zwischen 0,2 und 0,4 Gramm pro zehn Minuten liegt, die Dichte im Bereich von 0,945 bis 0,955 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt und eine dokumentierte Reißfestigkeit gegenüber Umwelteinflüssen nachgewiesen ist. Für Jerrykannen im 5- bis 20-Liter-Bereich ist in der Regel eine etwas leichter fließende Sorte mit einem Wert von 0,3 bis 0,5 akzeptabel und verbessert die Oberflächenqualität und die Durchlaufzeit. Bei Behältern, die einen Gefälletest bei minus 18 Grad überstehen müssen, sollte die Performance bei niedrigeren Temperaturen mit Zähnen getestet werden.
Wie lange dauert der Formwechsel an einer großen Speicherkopfmaschine?
Realistisch betrachtet dauert die Austauschung eines Formschleifers auf einer Maschine der ABLD-Klasse zwischen zwei und fünf Stunden, je nach Gewicht des Schleifers, ob die Matrize und der Spanndrall auch gewechselt werden und wie gut die Anlage mit Schnellwechselklemmen, vorgewärmten Formen und der Aufwärtsbewegung ausgestattet ist. Schnellwechselplatten, standardisierte Kühlverbindungen sowie das Erwärmen der zuinstallierenden Form auf Betriebstemperatur, bevor diese im Aggregat eingesetzt wird, sind die drei Maßnahmen mit dem größten Effekt. Das Rezepten-Management in der Maschinensteuerung entfallt die Parameter-Eingabe und verkürzt die Zeit bis zum ersten fehlerfreien Produkt.
Sollte ich eine große Maschine oder zwei kleinere kaufen, um die gleiche Leistung zu erzielen?
Zweimal kleinere Maschinen sind in der Regel eine bessere Wahl hinsichtlich der flexiblen und risikobehafteten Betriebsweise. Sie ermöglichen es, zwei Produkte gleichzeitig zu produzieren, halten die Hälfte des Ausstoßes während eines Formenwechselns oder einer Wartungsunterbrechung aufrecht, und sie ermöglichen der Anlage, die Maschinengröße an die Produktgröße anzupassen, statt alles auf einem überdimensionierten Rahmen zu produzieren. Eine große Maschine bietet die Vorteile in Bezug auf den Platzbedarf, die Anzahl der erforderlichen Mitarbeiter und die Produktivität pro Einheit, wenn das gesamte Programm aus einem einzigen großen Produkt mit stündlicher stetiger Nachfrage besteht. Für eine chemische Verpackungsanlage, die mehreren Kunden mit unterschiedlichen Trommelmaßeinstellungen bedient, ist die Konfiguration mit zwei Maschinen in der Regel die bessere kommerzielle Entscheidung.
Welche Versorgungen braucht eine 200-Liter-Fasslinie?
Planen Sie für die dreiphasige Stromversorgung eine Installationslast von etwa 90 Kilowatt für eine ABLD mit einem tatsächlichen durchschnittlichen Verbrauch, der deutlich niedriger als die installierte Leistung liegt. Die Prozesskühlung erfordert einen Kältegewinner im Bereich von 240 bis 320 Kilowatt für eine Produktionslinie, die ca. 400 Kilogramm pro Stunde verarbeitet und Wasser mit einer Temperatur von 8 bis 12 Grad Celsius liefert. Für die Produktionsanlage werden Druckluft bei Stossdruck mit ausreichendem Volumen für den Stoss- und Abblaspfad sowie eine getrocknete Lieferung für die interne Kühlung benötigt. Hinzu kommen Abblasklimaanlagen sowie, falls Fluorierung eingesetzt wird, die dedizierten Gasspeicher, das Abschwächungssystem und die Sicherheitsanlagen, die die Produktion erfordert.
Conclusion
Die Wahl der besten EBM-Maschine für die Produktion von Chemikalientrommeln ist ein Vorgang, bei dem man von den Packungsdarstellungen ausgehend auf die Maschinenparameter zurückrechnet. Der Fallhöhe-Test bei minus achtzehn Grad zeigt, dass die Bohrschweißqualität von entscheidender Bedeutung ist, und das wiederum sagt, dass man eine schnelle Beschleunigergabe, eine präzise, axiale Wandprogrammierung am Bohrpositionen und einen Werkzeug mit korrekt konstruierter Geometrie für den Bohrgang benötigt. Der Staubtürtest zeigt, dass die Konsistenz der Paneelwände wichtig ist, was wiederum bedeutet, dass eine geschlossene Gewichtsregelung und eine radiale Wandverteilung keine Extravielchen sind. Die Anforderung hinsichtlich der chemischen Kompatibilität sagt Ihnen, ob Sie ein Florierungsmodul oder ein Sechs-Lagen-Koextrusionskopf benötigen, und diese Entscheidung muss schon vor der Baueinleitung getroffen werden. Und die Kosten eines dicken Wandprofils verraten, dass die Wärmeentwicklung in der Inneren Wärmeleitleistung bestimmt.
Auf die Apollo-Reihe projiziert, ergibt sich die Logik klar. Bei einem Schussgewicht von unter etwa 1,2 kg ist die ABLB-Serie mit kontinuierlicher Extrusion und Mehrkammerkopfsystemen die beste Wahl für kleine chemische Flaschen und Dosen bis zu 20 Liter. Für Volumina von 20 bis 200 Litern, dem Bereich, in dem die meisten Verpackungen für gefährliche Güter genutzt werden, ist die ABLD mit ihrem 20-Liter-Akkumulatorkopf und ihrer 220 kN Klammer die ideale Lösung. Für 1.000-Liter-IBC-Innenbehälter und große Trommeln ist die ABLD 150 mit einem 40-Liter-Kopf und einer 400 kN Klammer die richtige Wahl. Für Behälter für die Lagerung großer Mengen bis zu 1.500 Litern sorgt die ABLD 200 mit ihrem 80-Liter-Kopf, einer Klammer mit einer Traglast von 4. 600 kN. und einer Führung für die Plattenscheiben mit vier St\u00fcnzen. Hinter diesen Maschinen steht eine Wanplas-Fabrik mit mehr als 20 Jahren Erfahrung, dreitausend Maschinen, die in mehr als 90 L\u00e4ndern zum Einsatz kommen, und einem Service-Standard mit der Fabrikprüfung, der Inbetriebnahme vor Ort und der Politik von 500 kostenlosen Ersatzteilen pro Jahr.
Wenn Sie ein Programm für chemische Trommeln planen, ist der nächstlogischste Schritt, die konkreten Spezifikationen zu teilen: Behältervolumen und Geometrie, gewünschte Wandstärke und Bauteilgewicht, Harzkonzentration und Schmelzfließgeschwindigkeit, Inhalt und Angriffsrate, UN-Verpackungsgruppe, die erfüllt werden muss, sowie die tägliche Produktionsmenge, die im Geschäftsplan vorgesehen ist. Mit diesen Informationen können Apollo-Ingenieure eine spezifische Maschinengröße, Akkumulatorkapazität, Konfiguration der Wandsicherheitskontrolle, Sperrianlage und den Abfallbereich vorschlagen und eine Probefahrt mit Ihrem Werkzeug im Werk durchführen, damit Sie das Behälter und die Ergebnisse des Tests vor dem Schiffsverkehr kennen lernen können. Käufer sind herzlich eingeladen, die Produktionsstätte zu besuchen, den Bau zu inspizieren und die Probefahrt persönlich zu erleben.
