Уменьшение вспышек во время экструзионного литья под давлением (EBM) является одним из самых быстрых и наименее рискованных способов сокращения производственных затрат и увеличения показателя использования материала на линии изделий с порожними частями. При EBM полковер изготавливается в виде полого трубки, сжимается в двухсекционной форме, надувается против стенки полости, охлаждается и отбрасывается. Этот процесс неизбежно приводит к образованию тонкого превышения полимера на линии съема и в области горловины и хвоста. Если этого не контролировать, этот зазор может потреблять удивительно большую долю смолы, за которую платите вы. Для производителей бутылок из ПВХ, контейнеров из ПП, косметических контейнеров из ПЕТГ или промышленных барабанов устранение зазора и подстройка профиля толщины стенки напрямую улучшают использование, снижают спрос на неизменную смолу и уменьшают энергию, заложенную в каждую отторгнутую грамм.
В этом руководстве объясняется, откуда берутся отходы при ЕСФ, какие параметры машины и пресс-формы контролируют этот процесс, как выбор сорта материала влияет на так называемое вспышку, и как измерять результат с помощью показателей таких, как доля брака, коэффициент использования материала, показатель ОЭЕ и безразмерный индекс стоимости. Мы обращаемся к компании «Apollo Machinery», заводу Wanplas и специалисту в области машин для экструзионного формования с более чем 20-летним опытом, более чем 80 моделями в десяти сериях и более 4000 работающих машин в более чем 90 странах. Независимо от того, управляете ли вы машину ABLB для 200-миллилитровых или 20-литровых контейнеров, линию ABLD для промышленных деталей от 20 литров до 1 500 литров или полностью электрическую систему ЕСФ, применяются одни и те же рычаги. В итоге вы получите практический контрольный список для сокращения вспышки, повышения использования и поддержания качества в соответствии с спецификациями для контейнеров в тепличной, фармацевтической и промышленной сферах.
Понимание Flash и использования материала в ОВП.
Фазовый всплеск представляет собой тонкую, часто непрерывную полоску полимера, выталкиваемую из полости формы при замыкании двух половин формы вместе с прототипом. Он образуется по линии расстаивания и на местах выпрессовки, где сварюются дно и, в случае контейнеров с горлом или рукояткой, верх изделия. В хорошо отладилованном ячейке ЭБМ фазовый всплеск является самым крупным прогнозируемым потоком отходов, и его регулирование наиболее удобно. Сухие отходы, напротив, относятся к более широкому понятию: к ним относятся фазовый всплеск, подающая и очистная воду при начале работы, изделия, не соответствующие нормам, обрезанные горлышки, отверстия для ручек, произведенные в ходе пробивного запечатывания, а также все смеси, которые не подлежат повторной переработке. Создание программы по снижению фазового всплеска начинается с сокращения вырабатываемых количеств, поскольку флазс образуется на каждом хорошем изделии, в то время как сухие отходы являются периодичными явлениями и обычно являются следствием проблемы качества, а не встроенной конструкции.
Скорость использования материала — это метрика, которая связывает сокращение вспышки с итоговым результатом. Эта величина выражается как отношение веса продаваемой части к общему количеству использованного смола, умноженного на 100 процентов. Линия, потребляющая 1 150 граммов смолы для изготовления бутылки весом 1 000 грамм, имеет скорость использования 87 процентов. При повышении показателя до 94 процентов можно устранить примерно половину избегаемого отхода, не меняя продукции. Поскольку EBM по природе своей создает отпуски, которые больше, чем окончательная часть, реалистичная, хорошо управляемая линия обычно находится в диапазоне от 80 до 90 процентов в зависимости от геометрии контейнера, материала и сложности машины. Разрыв между плохо настроенной линией и настроенной составляет часто 8-15 процентных пунктов использования, поэтому инженеры рассматривают вспышки как переменную расходов первого класса, а не как досадное явление.
Физика флаша проста, но не пощадит. Форма должна полностью закрыться и сжать пьезофор, прежде чем давление выдувания раздует его; вся смола, которая не помещается внутри стенки полости, выбрасывается в виде флаша. Если профиль толщины стенки консервативный, пьезофор прибывает слишком толстым повсеместно, поэтому форма выжимает больше материала, чем необходимо. Если прижимная сила небольшая, линия разлома открывается под воздействием давления выдувания, и флаш увеличивается. Если поверхность опускания изношена или плохо спроектирована, ровность разреза несовершенна, а флаш более тяжелый и сложнее удалить. Каждый из этих вариантов неудачи имеет решение с такой или иной стороны машинки или формы, и большая часть этой статьи организована вокруг этих решений.
То, что отличает EBM от инжекционного или натяжного литьевого формования, — это непрерывный характер полуфабриката и преобладание выброса, вызванного сжимаемостью. При литье под пресс порог и плавильник являются отходами; при натяжном формовании преформа получается практически из формы и образовавшийся отход минимален. EBM уникален по тому, что полуфабрикат преднамеренно перевыпускается, а затем обрезается, поэтому сам процесс обрезания является частью процесса. Это хорошая новость: поскольку нагрев является структурным элементом процесса, его можно уменьшить с помощью правильного зуба, пресса и стратегии управления, а не просто пытаться ограничить его посыпку.
Стоит отметить экономическую рациональность не приводя примеров в валюте. Сокращение флага улучшает три независимых параметра стоимости, таких как расход сырого полимера (доля, составляющая среднюю или высокую часть всей стоимости для большинства преобразователей), снижение потребления энергии на 1000 готовых деталей за счет загревания и охлаждения меньшей массы и снижение разгрузки последующих единиц, поскольку меньшее количество флага необходимо измельчать или захоронить на свалку. Когда вы объединяете эти эффекты в одном измерении, программа по снижению уровня флага, которая повышает эффективность на десять пунктов, обычно сильно улучшает показатели, которые не пропорциональны инженерным усилиям.
С какой машиной отходы поступают: анатомия потоков отхода, образующихся в процессе выемки
Для сокращения отходов вам необходимо сначала оценить его объем. На типичной линии по переработке отходов нет одного крупного образования, а несколько различных потоков, каждый из которых имеет свои причины и свое решение. Выполнение их как одного показателя скрывает возможности. В приведенной ниже таблице секция линии по переработке бутылок из ПЭХД разбита на компонентные потоки отходов, чтобы вы могли увидеть, куда на самом деле попадает смола.
Дробление потока отходов по исходному материалу.
| Поток отходов. | Где формируется этот сигнал. | Типичная доля зазора (без настройки) | Первичное средство решения проблемы |
|---|---|---|---|
| Фазовый всплеск | Половинки формы сжимают заготовку по периметру полости. | 6-18% | Реорганизация выброса, настройка нажимного уплотнения |
| Соединение звона и хвоста бутылки | Верхний край полуфабриката и начало/край экструзии | От 3% до 10% | Управление длиной противоидной массы и синхронизация фрез. |
| Превышение нормы толщины стены. | Консервативный профиль стенки против тонких участков. | от 4 до 12 процентов | Программирование толщины стенки полуфабриката |
| Рукоятка/отверстие для входа | После отжига ручек или носиков заготовки прессуют. | 1-5% | Различное формирование в прессе, цикл повторного измельчения |
| Очистка и проверка заводской настройки | Смена цвета, нагрев, отбор неисправных изделий | От 1% до 4% | Стабильное управление, быстрое переключение сортамента. |
Первые три строки являются основой снижения вспучивания. Вспучивание на линии разъема и примыкание в подлоге и хвосте является механическим и повторяющимся явлением, характерным для каждого цикла. Превышение нормы толщины стены более скрыто: это смола, которую вам пришлось расплавить и охладить, но в которой никогда не было необходимости, и которая добавляется, поскольку при однородной толщине раствора не удастся выдержать форму бутылки с толстыми плечами и тонкой стенкой. Программирование раствора преследует одну единственную цель – устранение этого превышения. Течение обрамления и ручки имеет значение в основном для сложных деталей, а процедура чистки при запуске – это скорее вопрос оперативного контроля, а не конструирования оборудования.
Обратите внимание на величину. На ненастроенной линии три потока, связанных с вспышками, могут составлять 13-40% выстрела. Даже консервативная настроенная линия обычно сохраняет 9-20% неизбежных вспышек плюс торчащих концевых участков, а агрессивная оптимизация простых геометрий может повлиять на контролируемый участок вниз к низким цифрам. Суть не в том, чтобы преследовать нулевый уровень вспышек, что не экономично и не нужно, а в том, чтобы переместить контролируемый диапазон вниз до тех пор, пока малые инженерные затраты будут равны небольшому объему сэкономленного полимера.
Специфические для материала соображения для различных термопластов
Machine-Side Levers: Extruder, Die Head, Управление моделированием, Clamping
Машина для производства изделий из полимеров является первоисточником вспучивания или препятствует его возникновению. Главными являются четыре подсистемы: экструдер, который пластифицирует расплавленное вещество; головка пресс-форма, которая моделирует полуфабрикат; система управления толщиной стенки полуфабриката; и узел механического зажима, который держит пресс-форму закрытой. У каждой из них есть прямым и измеримым влиянием на долю вспучивания.
Экструдер: диаметр винта, L/D и однородность расплава
Экструдер должен обеспечивать однородную, одинаковопressureной расплавленный полет со стабильной скоростью. Диаметр шнека определяет доступный выход; при линиях ОВП Apollo50 мм шнек используется для малых контейнеров ABLB, а шнеки диаметром 90-120 мм обеспечивают подачу для больших барабанов ABLD. Отношение длины к диаметру, или L / D, имеет большее значение, чем многие покупатели предполагают. Короткое L / D (менее 20) перемешивает и нагревает меньше, что приводит к колебаниям температуры и вязкости, вынуждающим операторов пересыпать паризон для обеспечения безопасности, что увеличивает flash. Соотношение L / D в диапазоне 24-28 обеспечивает стабильный, предсказуемый расплав, который поддерживает более тонкие и равномерные паризоны и, следовательно, меньше flash.
Равномерность плавления также зависит от провисания. Парисон с неравномерной температурой привысаживается неравномерно, образуя толстую нижнюю часть и тонкую верхнюю часть. Чтобы избежать отказа с тонким верхом, оператор утяжеляет весь профиль, и эта переослабленность становится вспышкой в нижней части. Комбинация винта и цилиндра с хорошим перемешиванием и постоянным поперечным натовбом поддерживает равномерность парисона, поэтому программатор может следовать узкому профилю, а не среднему значению.
The Die Head: Streamlined Flow and Residence Time
Головка экструдера определяет, как выходить расплав и сколько материала застаивается в пути следования. Хорошо спроектированная головка EBM использует низкое давление плавного потока с реологически сбалансированным распределением спирали или паутины, таким образом, что стена шихты ровная по периметру. Слоистые участки и точки высокого давления приводят к неравномерному потоку, швам и локализованному переизбытку материала. Для теплочувствительных материалов, таких как ПВХ и ПЕТГ, время пребывания в головке необходимо, чтобы избежать деградации, которая приводит к появлению бракованных заготовок и изменения цвета. Головка, спроектированная для снижения времени пребывания, защищает эффективность использования методом отсечения потока бракованных заготовок вместо потока вспомогательной смеси.
Parison Контроль толщины стенки: The Core Flash Lever
Конструкция заголовка и манжелки для равномерного течения расплава
Количество контрольных точек определяет разрешение. Системы ввода предлагают 20-32 точки, что достаточно для простых круглых бутылок. Среднереновые системы обеспечивают 64-128 точек для контурных или обработанных деталей. Продвинутые системы достигают 200-256 точек, что позволяет программисту следить за сложной геометрией практически непрерывно. В таблице ниже показана карта количества точек по приложению, поэтому вы можете указать нужную глубину контроля.
| Точки управления | Обычный контейнер. | Качество сцепления стен | Повышение эффективности использования |
|---|---|---|---|
| От 20 до 32 | Круглая бутылка, обычный сосуд. | хорошее качество | Средний уровень |
| От 48 до | Оваловидные бутылки, небольшие ручки | Лучше | Medium-High |
| От 100 до 128 | Работал с кани, с изогнутыми формами | Высокая степень очистки | Высокая степень очистки |
| 200–256 | Крупные автомобильные и промышленные детали. | Очень высокая степень жесткости | Очень высокая степень жесткости |
Программирование – это не менее квалифицированная работа, чем работа с оборудованием. Компетентный специалист измеряет компонент, определяет тонкие и толстые зоны по весу сечения, и корректирует профиль для обеспечения равномерного прогнетверждения. Современные системы управления Apollo позволяют хранить множество профилей на каждой форме, поэтому линия, в которой используется несколько вариантов продукции (SKU), переключает программы в течение секунд, вместо корректировки с нуля, что позволяет обеспечить высокую нагрузочность во время переключения с одного продукта на другой.
Сила зажима: достаточная, но не чрезмерная
Узел зажимного устройства должен удерживать стыкующиеся поверхности форм под давлением вздутия. Необходимое натяжение равняется проектированной площади детали, увеличенной на площадь лежащей между стенками полосы, помноженной на атмосферное давление, с запасом прочности. В процессе ЕБП атмосферное давление незначительно – обычно 0,6-1,0 МПа (от 6 до 10 бар), поэтому зажимные устройства в ЕБП имеют меньшую массу, и для небольших бутылок они обычно изменяются в диапазоне от нескольких тонн до более чем 100 тонн для крупных промышленных баковых емкостей.
Но чем больше плечо зажима, тем лучше. Избыточная сила зажима повышает расход энергии, ускоряет износ форм и прижимных балок и может исказить участок софрицовки, в результате чего самотёк становится хуже, а подрезы — неряшливыми. Традиционный технический ответ заключается в том, чтобы подсчитать необходимое значение и выбрать машину с скромным, целенаправленным запасом. Серии ABLB и ABLD компании Apollo рассчитаны так, чтобы диапазон зажима покрывал реалистичную прогнозируемую величину их номинальным объемом контейнера, что позволяет поддерживать рабочий режим в эффективном диапазоне, а не в пределах предельного значений.
Детли форму-бокса: конструкция торможения, обезкотовка и отверстия для вентиляции
Если машина задает тепловой режим, то форма определяет, насколько чисто будет вырезан деталь. Выключатель для подогрева, способ отмывания и стратегия проветривания — это рычаги с составляющей изделия, которые превращают упитанную деталь в безвспывающую с минимальными потерями.
Геометрия пола зажима
Тонкая кромка — это сплавляющийся край, где две половинки пресс-формы сращиваются и отрывают упорядоченный пресс-шаблон. Его геометрия, ширина рифления, угол рельефа и радиус кромки определяют как прочность дна сварочного шва, так и вес вспучивания. Острый, надежно держащийся риф разрывает чисто и оставляет минимальную шихтную оболочку. Изношенный, округлый или слишком широкий риф выдавливает толстую, разорванную кромку, которую трудно отодрать и которая в весе значительно превышает необходимый показатель. Уступ позади риф должен давать уход полимеру при смещении, не заделывая его обратно на деталь.
Дизайн с замыканием также взаимодействует с материалом. Мягкие полимеры с высокой температурой плавления, например HDPE, легко свариваются и поддаются резанию, допуская незначительное увеличение ширины полоски. Жёсткие полимеры с низким температурным коэффициентом, например PETG, требуют более узкой полоски, чтобы избежать неясного или неполного соединения, которое затем требует более мощного обвивки для гарантии герметичности. Инструменты Apollo для пищевых и косметических растворов создаются с учётом особенностей материала, поэтому один штамп позволяет выполнять вертикальное формование на нескольких видах полученных полимеров.
Удаление пузырей внутри формы (ВИП) по сравнению с удалением пузырей после формирования (ППТ)
Удаление вспенки — это процесс удаления вспенки и горловины. Внутреннее удаление вспенки позволяет сформировать режущую кромку в форме, чтобы деталь выбрасывалась без остатков вспенки, а отходы попадали в канал для грануляции. Послемодное удаление вспенки осуществляется с помощью отдельной машинки для обрезки, вращающего ножа или станка для выбивания. Внутреннее удаление вспенки предпочтительнее для сокращения количества вспенки, поскольку оно интегрирует разрез в цикл формования, избегает второй стадии обработки и позволяет сохранять отходы в виде чистой и однородной потока, который легко поддается дальнейшей переработке. Послемодовая обрезка неизбежна в случаях сложных отверстий, ручек и носиков, но ее следует сводить к минимуму, поскольку любой дополнительный разрез является дополнительной возможностью возникновения отходов, не соответствующих норме, и дополнительного потока отходов, которым необходимо управлять.
Вентиляция и фиксация воздуха
Вентилизацию легко упустить из виду, а игнорировать ее дорого. По мере того, как пресс-форма надувается, воздух между пресс-формой и стенкой полости должен выходить по путям вентиляции. Недостаточная вентилизация задерживает воздух, в результате чего образуются короткие наполнения, тонкие панели и дефекты поверхности, которые операторы компенсируют, увеличивая толщину пресс-формы, в результате чего образуется вспучивание. Достаточные, правильно расположенные вентиляционные отверстия позволяют пресс-форме полностью прижиматься к стенке с заданной толщиной, поэтому программист может держать торец тонким и равномерным, не опасаясь недостаточного наполнения. Вентилирование и программирование пресс-формы — это партнерство: хорошие вентиляционные отверстия позволяют доверять тонкому профилю.
Дисциплина обслуживания форм
Устаревающая детализация участков. После сотен тысяч циклов краевая кромка тупится, достигает оголенной металла, а доля использования снижается, хотя настройки не менялись. Плановые сроки технического обслуживания, предполагающие обдирку, перематывание или замена деталей детализации, позволяют поддерживать высокий уровень использования. Поскольку детализация в большинстве случаев является отдельной деталью, ее замена дешева и быстра, что делает индекс стоимости выгодным в сравнении с эксплуатацией изношенной формы и приемом лома.
Выбор материала и его влияние на нагрев и использование
Узел зажимного устройства должен держать поверхности форм между собой под воздействием давления. Необходимая сила зажима равна проектированной площади изделия, увеличенной на площадь проточной полосы, умноженной на давление, с учетом запаса прочности. Давление в процессе ЕПВ невелико – обычно 0,6-1,0 МПа (от 6 до 10 бар), что значительно ниже, чем при литье под давлением, поэтому зажимные устройства в ЕПВ имеют более низкую массу, и для небольших бутылок они обычно колеблются в диапазоне от нескольких тонн до более чем 100 тонн для крупных промышленных баковых емкостей. Недостаточный зажим позволяет разному по плотности материалу части и налету образовываться между литьевыми стенками, в результате чего образуются состарения. Выбор машины с зажимным устройством, которое способно надежно удерживать детали, исключает такую неисправность.
Сравнение характеристик через общие типичные резины.
| Смола. | Плотность (г / см 3) | Типичный МFI (г/10 мин) | Температурная прочность плавления | Тенденция к переизбытку освещения и использования |
|---|---|---|---|---|
| HDPE (категория по удалению вспенки) | 0,945–0,965 | 0,2-1,2 | Высокая степень очистки | Самое низкое прогнетверждение, наибольшая нагрузка |
| PP (случайный/блок) | 0,900-0,910. Категория смолы – это не просто решение, влияющее на качество, а мгновенное решение. Прочность расплава, индекс течения расплава, плотность и термическая стабильность – все эти параметры влияют на то, насколько тонким и однородным может быть полуфабрикат, т.е. на то, насколько неизбежен появление состарения. | 0,5 — 3,0 растворных цилиндров. | Средний уровень | 3. Низкий вспышка, преимущество по плотности. |
| PETG | примерно 1,27 | Низкий показатель (в соответствии с данными по характеристикам) | Уменьшение объема | Более высокая вспенка, чувствительная к нагреву |
| ПКМЭ. | около 1,20 | Низкий показатель (в соответствии с данными по характеристикам) | Уменьшение объема | Высокое прогнетверждение, необходим температурный режим |
HDPE является эталоном по использованию. Его высокая прочность плавления позволяет дисску храпировать без значительного провисания, поэтому можно получить тонкий, однородный профиль, а большая толерантность к переприготовлению означает, что flash может возвращаться в бункер. PP близок по этим параметрам, и его меньшая плотность означает, что определенный вес детали потребляет меньший объем материала, что является небольшим, но реальным преимуществом в облегчении. PETG и PC более требовательны: низкая прочность плавления делает диску более трудным для контроля, а их чувствительность к теплу требует более короткого срока пребывания головки и более тесных температурных окон, что повышает риск брака и образования flash, если машина не рассчитана соответствующим образом.
Индекс плавного течения, или MFI, отражает этот баланс. Более низкий MFI означает больший молекулярный вес и большую прочность расплава, что улучшает свойства тонких изделий и уменьшает их деформацию, но также повышает потребность в крутящем моменте и температуре расплава. Категория HDPE для экструзии под давлением в диапазоне от 0,3 до 0,8 г/10 мин является оптимальным выбором: достаточная прочность для минимизации деформации, достаточно низкий крутящий момент для эффективной работы. Выбор класса на противоположном конце диапазона MFI требует большего размера заготовки для обеспечения безопасности процесса, а такая плотность приводит к появлению эффекта брызг.
Товарный рециклируемый материал и регрind также входят в это. Введение контролируемого количества чистого внутреннего регрinda сдвигает средний МФИ незначительно и может незначительно изменять прочность расплава, поэтому программа для паризонов может потребовать небольшой перестройки. При выполнении в рамках руководства поставщика материала это безопасно и именно так flash становится положительным по отношению к ценности, а не отрицательным. При слепом выполнении это дестабилизирует расплав и обменивает экономию flash на рост отходов, поэтому регрind должен быть управляемым потоком, а не недополем.
Оптимизация параметров процесса для снижения объема бракованной продукции.
Когда машина, форма и материал правильно выбранные, то конечный результат также зависит от рабочего окна. В таблице ниже показано влияние ключевых параметров процесса на вспучивание и использование материала, а также риск перекорректировки.
Parameter Optimization Matrix
| Параметр | Направление для уменьшения вспучивания | Влияние на отход | Риск чрезмерного коррекции |
|---|---|---|---|
| Масса точек профиля парисона | Тонкий слой там, где это допускают условия нагрузки | высоко положительный | Отказ тонкокристаллического листа, ударный порыв |
| Температура плавления | Оптимальное, а не максимальное | Среда с положительным значением. | Ухудшение, уменьшение, высокое содержание энергии. |
| Давление дозирования | Минимальный показатель, при котором затёк происходит заполнения полости | Средний уровень | Короткое заполнение, слабые углы |
| Clamp force | Выше рассчитанной требуемой величины | Высокая вкратце | Износ, энергия и деформация земной поверхности |
| цикл/время охлаждения | Достаточная установка компонента | Средний уровень | Измерение, диагностика дефектов и управление уровнем |
Температура плавления является классической ловушкой. Рост температуры делает напыление проще и склоняет операторов к уменьшению толщины стенок. Однако слишком высокая температура разрушает прочность расплава, снижает сопротивляемость усадке и может привести к ухудшению качества чувствительных к теплу сортов, что, в свою очередь, приводит к росту количества отходов в других формах. Правильной целью является минимальная температура, обеспечивающая чистое наполнение, а не максимальная, которую смогит выдержать смола. Машины Apollo с стабильным зонным управлением температурого бака и головы облегчают постоянное поддержание минимальной температуры, поэтому контроль качества имеет большее значение, чем абсолютная установленная точка.
Давление воздуха является еще одним рычагом, имеющим низкую планку. Необходимо достаточное давление, чтобы втолкнуть паризон в каждый угол формовой полости, но за пределами этой планки большее давление не влияет на пропитку и только усиливает нагрузку на форму и кляйм. Удержание давления воздуха на минимально эффективном уровне снижает напряжение в зоне разделки и способствует более тесному сужении кляйма, что косвенно защищает от роста отходов. Пульти управления воздушным потоком и сервоприводные системы на современных линиях позволяют задавать это значение для каждого шаблона, а не глобально.
Время цикла связывает вспучивание с производительностью. При снижении времени охлаждения с целью увеличения объема производства деталь иногда выходит слишком мягкой, что приводит к ее деформация и неравномерному разрыву вспученной области. Это также может привести к заторы оборудования ниже по потоку. Подходящее время охлаждения – это наименьшее время, при котором деталь сохраняет размерную стабильность, и сокращение продолжительности короче этого показателя влечет снижение извлечения в пользу отходов. ОБЁ управляет таким балансом, поскольку отражает доступность, производительность и качество в одном числе, обнаруживая прирост производительности, который оказывает скрытое разрушительное действие на качество продукции.
Восстановление, переплавка и управление материалами в замкнутом цикле.
Существует две составляющие, связанные с уменьшением объёма: уменьшение количества отходов и повторное использование накопления. Система замкнутого кругооборота перерабатывает неизбежное плавление и отходы в исходный материал, что позволяет сокращать расход исходного полимера. Для многих конвертирующих предприятий это собственно и является определяющим экономическим фактором, поскольку повторная переработка позволяет заменять исходный полимер отходами, полученными за небольшую часть затрат, при этом не снижая производительность элемента.
Механика в принципе проста. Flash и отрезанные отходы попадают в гранулятор, измельчаются до одинаковых кусочков и снова подаются в бункер экструдера через смесительную установку совместно с первичным гранулятом. Искусство заключается в соотношении и чистоте. Для HDPE и PP допустимое соотношение рециклина в диапазоне от низкого до среднего в пределах нескольких десятых процента обычно совместимо со спецификациями исходного материала, а в собственном цикле содержится намного больше чистоты, чем в послеконсумционном рециклируемом материале, так как он никогда не покидает завод. Для PETG и PC соотношение должно быть ниже, а тепловая история тщательно контролироваться, чтобы избежать потери свойств и пояра.
Закрытый цикл также кардинально меняет целевой показатель оптимизации: вам необходимо сокращать отходы и минимизировать использование энергии и рабочего цикла, тогда как повторная переработка захватывает остальные объёмы. Сочетание уменьшения отходов и высокой степени повторной переработки — это то, что способствует наибольшему снижению показателя безразмерной стоимости.
Положение компании «Apollo» в рамках бренда «Wanplas» в данном случае является полезным, поскольку обработка отходов редко ограничивается одной машиной. В заводах, которые также производят смеси или перерабатывают отходы, завод Wanplas «Kerke» поставляет приводные двойные экструдеры, а завод Wanplas «Polyretec» — линии для мойки и гранулирования, что позволяет отправлять нестандартный или переплавленный шлак в обширный поток переработки, а не размещать его на свалках. Такая производительность на разных предприятиях позволяет конвертеру разработать стратегию использования материалов вместо внесения корректировок в настройках отдельных машин.
Осторожно: мелкодисперсный наполнитель ни в коем случае не должен использоваться как свободный по качеству. Каждый проход через экструдер добавляет термический и измерительный фактор. Без установленных отношений и характеристик размера частиц расплав становится шумным, а программирование паразита затрудненным, а степень утилизации – снова увеличивается. Суть заключается в том, чтобы обращаться к реграну как к контролируемому компоненту со своими собовыми характеристиками, а не к методу утилизации.
Измерение успеха: ключевые показатели эффективности, отметки сравнения и индекс затрат.
Вы не можете улучшить то, что не измеряете, а программы самообучения не справляются, если их оценивают лишь по ощущениям. Небольшой набор ключевых показателей, отслеживаемых вместе, показывает, помогли ли изменения действительно или просто перенесли отходы из одной корзины в другую.
основные показатели эффективности для уменьшения вспучивания
| KPI (ключевые показатели производительности) | Определение | Здоровая цель (простая бутылка из HDPE). |
|---|---|---|
| Процент обрезки. | Массу отходов делим на общее количество расходуемого смола. | От 10% до 19% |
| Коэффициент использования материала | Масса полезной части, разделенная на расход полимера | Высокие значения содержания лужаек от 80% до 90% |
| Индекс результативности производства (OEE). | Доступность, производительность и качество | середина 70-х до высоких 80-х годов % |
| Специфическая мощность | кВтч на 1000 частей | Отслеживание и снижение уровня. |
| Индекс стоимости. | Безразмерная смесь смолы, энергии и реграфтуры. | Установите отчётный показатель в 1,00, нажмите «Медленно» |
Коэффициент отхода и коэффициент использования представляют собой два аспекта одного и того же баланса массы, поэтому отслеживайте оба показателя, т.к. каждый из них обнаруживает разные ошибки. Коэффициент использования маскирует проблему, если уровень отсортированных отходов низкий, но частота разгерметизации высока; коэффициент отхода скрывает проблему, если частота разгерметизации низкая, а отсортированные отходы высоки. При их совмещении получим объективную картину. Показатель ОЕЕ добавляет измерение времени и качества: программа с тонкими стенами, из-за которой подогрев смолы снижается, но количество отсортированных отходов улучшается, показывает немедленно снижение качества.
Конкретная энергия в кВт·ч на 1000 частей является защитой от энергетического незнания при оптимизации. Изменение, которое позволяет сэкономить смолу, но увеличивает энергопотребление нагревателя или захватывающих инструментов, может все еще иметь значение, но вы должны знать, насколько. Бесперечный коэффициент расхода является окончательным обобщением: он нормализует массу смолы, энергопотребление и соотношение регрануляции в единное число, чтобы разные рецепты и машины могли быть сравниваемы по одной оси. Настройка ориентировочного значения 1,00 в начале программы флаш-сушки и наблюдение за снижением этого индекса — лучший способ определить, что программа работает.
Бенчмарки должны учитывать геометрию. Сравнение бутылки объемом 200 мл с барабаном вместимостью 10 л с одной и той же целью полезного использования является обманчивым; барабан имеет более длинную периферию и более тяжелую заднюю часть по ряду конструктивных причин. Практичным методом является изучение характеристик каждой единицы товара отдельно, а затем сравнение каждой единицы товара с собственной лучшей зарегистрированной производительностью, а не со средней по заводу. Это позволяет команде оставаться сосредоточенной на достижимом максимуме для каждого типа упаковки.
Выбор правильного аппарата Apollo EBM для производства с низким количеством отходов.
Выбор машины – здесь быстрая производительность фиксируется до начала создания первого компонента. Компания Apollo, располагающаяся на заводе Wanplas, производит более десяти серий с более чем восьмьюдесятью моделями экструзионных машин, и логика выбора для низкого показателя утилизации основывается на уже обсужденных принципах: соответствующие захвата, эффективная система контроля за паразитом, однородная траектория расплава и инструменты, рассчитанные на целевую смолу.
Подбор серии в соответствии с назначением
| серия Apollo | Диапазон контейнеров | Прогнетверждение, обеспечивающее необходимую прочность | Оптимально подходящий смола |
|---|---|---|---|
| Программируемый контроллер толщины стенки парсона, известный также как программирование парсона или PWTC, является самым мощным инструментом для снижения вспенивания на машине EBM. Манжет, управляемая сервоприводом, или движущееся кольцо заголовка изменяют кольцевой зазор по мере выталкивания парсона, следуя заранее сконфигурированному профилю дискретных точек. Когда в конечной части необходима толстая секция, профиль расширяет зазор; когда он нуждается в тонком панели, зазор закрывается. Вместо трубки с постоянной толщиной вы получаете паризон, местная толщина которого соответствует части, поэтому линейка пресс-формы практически не нажимает лишнее. | 200 мл на 20 л. | Гибкое программирование процесса изготовления первичной форми, многокамерная форма. | HDPE, PP, PETG |
| Серия ABLD | от 20 л до 1,500 л | Усиленная фиксационная зажимная пластина, присоединительная головка для крупных пар сменных частиц | HDPE, PP, крупные промышленные матрицы. |
| Полностью электрическая серия | 200 мл на 20 л. | повторяющееся управление зажимом и пресс-форми, без гидравлики | HDPE, PP, PETG, использование чистых помещений |
Серия ABLB охватывает сегмент высокодозных бутылок и контейнеров, где всплеск наиболее чувствителен к программированию парединя и балансу многокамерных размеров. Программируемый контроль толщины стенки позволяет одной машине работать с множеством SKU с заданными профилями, поэтому коэффициент использования остается высоким во время смены производства. Серия ABLD предназначена для крупных промышленных деталей, где головка аккумулятора должна обеспечивать массивную парендию с контролируемым распределением толщины стенки; здесь надежность захватов и конструкция головки преобладают в результате всплеска. Полностью электрическая серия исключает гидравлическую вариабельность в захватах и перемещениях, что повышает повторяемость сжатия и профиля стенки, что является реальным преимуществом при изготовлении тонкостенных деталей и строго специфицированных предметов.
Список критериев выбора для линии с низким уровнем отходов:
- Вычислите необходимый кляйм по расчетной площади и давлению воздуха; выберите устройство с умеренным запасом, а не с минимально допустимым.
- Укажите количество контрольных точек программирования первичной формы, соответствующее сложности детали; не покупайте меньше, чем нужно, если речь идет об использовании сложной или непростой геометрической конфигурации.
- Подтвердите параметры L/D и смесивания для получения однородного расплава, устойчивого к провисанию.
- Выберите инструменты с конкретными высечными площадками и проверенным отводом воздуха.
- Провести дефлашку в месте вхождения в форму, при этом геометрия должна допускать использование операций грануляции и переработки с диапазоном параметров, соответствующим ожидаемой массе флаша.
- Подтвердите, что система управления хранит программы для каждого пресса, что позволяет защитить эксплуатацию во время смены оборудования.
Модель обслуживания Apollo поддерживает это с пуско-наладкой на месте станка инженерами, осмотром станка на заводе и ежегодным бесплатным запасом запасных частей, который всегда включает расходные материалы, что является именно той дисциплиной в области обслуживания, которая обеспечивает рост эффективности производства с течением времени. Являясь заводом Wanplas, Apollo также выполняет обязательства по гарантии стандартов качества группы, поэтому улучшения эффективности производства носят документированный характер, а не заключаются в устных обещаниях.
Оптимизация параметров процесса для равномерных стенок
Часто задаваемые вопросы
в чем разница между вспучиванием и браком в экструзии литья под давлением?
Отходы представляют собой тонкую выступающую в стороны полоску излишнего полимера, которая выдавливается из формы вдоль линии рассечения и отрезается в области горла и хвоста во время закрытия формы. Отходы — более широкий класс, включающий отходы плюс стартовое очищение, отсеянные отвергнутые материалы и избыточное переработанное сырье. Отходы образуются в процессе производства по заранее разработанным технологическим процедурам; отдельные непригодные для продажи изделия образуются в ходе производства. Программа сокращения отходов играет ключевую роль в операциях, основанных на повторении, т.к. отходы образовываются в процессе на каждом цикле, в то время как отдельные окольцуя одинакового размера детали широко используются в качестве отдельной проблемы качества.
Сколько контрольных точек толщины стенки потребуется для уменьшения всплеска?
Для простых круглых бутылок достаточно профиля с 20-32 точками, в то время как профили с контуром, с ручками или асимметричные контейнера лучше использовать с системами с 64-256 точками. Более количество точек позволяет программисту настроить толщину стенки в соответствии с местными нагрузками и геометрией, удаляя избыточное запасное значение, которое является основной причиной появления всплесков. Купете количество точек, соответствующих вашему наиболее сложному SKU, а затем сохраните более простоту профили для остальных, поскольку программное оборудование является единожатным решением, что служит рамкой для любой будущей оптимизации.
Можно ли повторно использовать отходы от процесса экструзии EBM в одной и той же линии?
Да. HDPE и PP flash могут быть гранулированы и введены обратно в процесс в контролируемом соотношении, обычно в диапазоне от низкого до среднего двоичного процента без потери краткосрочных механических свойств. Материалы, чувствительные к теплу, такие как PVC и PETG, требуют строгого контроля разрушения и более низкого, тщательно отслеживаемого соотношения перемеления. Относите перемеление, как контролируемый ингредиент с ограниченным соотношением и постоянным размером флета, а не как свободное избавление от отходов, или расплав станет шумящим, а отходы начнут возвращаться.
Обязательно ли повышенная сила прижимания всегда приводит к уменьшению вспышки?
Нельзя. Флюкс при недостаточном усилии зажима исчезает, как только зажим превысит требуемый риск, однако избыточное усилие увеличивает расход энергии, ускоряет износ пресс-форм и может искажать плоскость нарезания деталей. Правильный подход заключается в расчете необходимой силы зажима по диаметру предполагаемого контейнера и давлению пистолета, а затем в подборе машины с умеренной запасов. На машинах Apollo ABLB и ABLD диапазон регулировки зажима рассчитан на номинальный объем контейнера, поэтому рабочее положение исключено из опасной зоны и находится в эффективном диапазоне.
Используйте точно такой же формат: «1. » на одну строку, ничего больше.
HDPE обычно обеспечивает наиболее высокую производительность, поскольку его высокая плавящаяся прочность поддерживает тонкие и равномерные слои с малым усадкой и большим допуском на переработку. Неподалеку за ним следует PP с небольшим преимуществом по плотности. PETG и ПВХ более требовательны: меньшая плавящаяся прочность и чувствительность к теплу повышают риск брака и снижают достижимую производительность. При выборе необходимо учитывать соотношение производительности и нужд в барьерных, прозрачных и заглушающих свойствах окончательной упаковки.
Как полностью электрический станок EBM влияет на отходы и эффективность производства?
Полностью электрические средства контроля зажима и парасима исключают гидравлические вариации, поэтому стабильность повторяемости и профиля толщины стенок от цикла к циклу остается неизменной. Такая стабильность приводит к существенно более низкой частоте брака и более высокому и предсказуемому показателю использования материала, особенно при производстве деталей с тонкой стенкой или многоячеистых деталей с целью снижения массы. Однако способствует этому повышение показателя собственных затрат, который быстро окупается при производстве высококачественных, строго специфицированных или экологически чистых изделий.
какие показатели эффективности я должен отслеживать, чтобы управлять уменьшением вспучивания?
Отслеживайте процент доли отходов, скорость использования материала, OEE, количество энергии в кВт·ч на 1000 деталей и индекс себестоимости, включающий соотношение смолы, энергии и переработанных отходов. Изучая эти показатели вместе, можно определить, является ли снижение временных затрат настоящим прогрессом, или просто перераспределение отходов с категории «отходы» в категории «энергия» или «временные затраты». Числите каждый отдельный вид продукции, поскольку геометрия контейнера определяет различные пределы достижимости для каждого размера.
Подходят ли машины Apollo EBM для контейнеров, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами и фармацевтическими препаратами?
Да. Линейные установки Apollo EBM обрабатывают классы полиэтилена, полипропилена и PETG, используемые для упаковки продуктов питания, молока, средств личной гигиены и лекарственных препаратов. Машины и инструменты построены так, чтобы поддерживать пути соответствия, такие как FDA, EU 10/2011, GB 4806 и ISO 9001 по управлению качеством. Окончательное соответствие зависит от выбранного класса смолы и документации по верификации покупателя, поскольку регламент относится к материалам и готовой продукции, а не только к самому оборудованию.
Заключение
Снижение flash в экструзионном инжекционном формовании представляет собой дисциплину, а не трик. Он начинается с учета потока отходов, затем атакует его на трех фронтах: машину посредством контроля толщины стенки паризона, адекватности зажимного винта и однородной траектории расплава; форму посредством конструкции, уменьшающей сваи, дефлащивания внутри формы и вентилирования; а материал посредством оценки способа, который максимизирует прочность расплава и допустимость регринда. Сверху устанавливается замкнутый регринд на рекуррентном потоке, который преобразует неизбежный остаток в исходный материал, а также комплекс KPI, показатель отказов, показатель эффективности использования материала, OEE, энергоемкость и диdimensionalный индекс затрат, который доказывает, что программа работает.
Для преобразователей, оценивающих или модернизирующих линию, компания Apollo Machinery – завод Wanplas с более чем 20-летним опытом в экструзионном и формовании под давлением и более чем 4 000 установок в более чем 90 странах – предлагает серии ABLB, ABLD и полностью электрические, оснащенные программируемым управлением показателем, инженерными решениями аккумуляторов и обслуживанием, необходимыми для повышения производительности с высоких 80-х до низких 90-х процентов на правильный геометрический режим. Практическим последующим шагом является определение базового уровня ваших текущих наименований продукции, выявление того, находится ли вспучивание на стороне машинного оборудования или на стороне форм, и указание глубины управления и запаса зажима, которые позволяют устранить это явление. Когда вспучивание проектируется, а не просто терпится, из одних и тех же резиновых смесей, на одних и тех же машинах и на одной смене получается больше продаваемых деталей, и это самый тихий и стойкий вид снижения затрат, который можно добиться на производственном полу.
