Вибір між одностанційною і двопоршневою машиною екструзійного дугового лиття є одним з найважливіших рішень, які приймає виробник упаковки, щоденних хімікатів або промислових контейнерів при інвестуванні в можливості EBM. Обидва рішення поділяють спільний основний процес – пластичне плавлення екструдується через головку згвинчування в вигляді порожнистої трубки, що називається парасином, яка розташовується між двома половинами прес-форми, надується під тиском стиснутого повітря, охолоджується і викидається у вигляді порожнистого деталя, – але вони принципово відрізняються організацією цього циклу, обсягом продукції, яка виробляється за годину, структурою циклу, використанням енергії, розміром приміщення, гнучкості обладнання та практичними логічними основами для вибору того чи іншого варіанту в залежності від асортименту продукції і планів розвитку. У цій статті представлено повне технічне порівняння одностанційних і двопоршневих машин екструзійного дугового лиття, в якому особлива увага приділяється виробленню в бутлях за годину, структурі циклу, використанню енергії, площі приміщення, гнучкості обладнання та логіці практичного вибору відповідного варіанту для конкретного асортименту продуктів та планів розвитку. Компанія Apollo, завод Wanplas з більше ніж 20-річним досвідом в екструзійному дуговому литті і понад 4000 установок, що працюють в 90+ країнах, виробляє обидва типи конструкцій у серії ABLB, ABLD та повністю електричних. Тому представлене нижче порівняння ґрунтується на архітектурі дійсної установки, а не на загальній теорії.
Що являють собою одинична робоча станція та двопосередня робоча станція машини EBM
У односторонньої машини для екструзії і ударного лиття є одна затискна установка, один комплект столиків і одна камера для формованої маси, яка відкривається і закривається на одній осі. Екструдер постійно пластифікує смолу і стискає плавку через головку преси, формуючи першопара, який опускається в відкритий прес-формувальник. Затискач закривається, увімкнена пневмокрімка вставляється, при низькому тиску і згодом при вищому тиску повітря розширює першопара проти остуженої стінки камери, деталь схоплюється, прес-формувальник відкривається, а готовий виріб виштовхується і поводиться подалі. У монолітній конструкції весь процес розплющування, охолодження і виштовхування відбувається в одному місці, а затискач лежить бездіяльно, оскільки не може прийняти новий першопара, протягом всього періоду розплющування, охолодження та виштовхування деталі. Цей бездіяльний вік організовується засобами, тобто екструдер може продовжувати виробляти плавку, але машина не може виробляти частини, поки не буде завершена та виштовхнута теперішня деталь.
У двопроходні станції дві незалежні секції кріплення розташовані на спільній базі, до них подаються один або два екструдера та гільзи. Поки станція А виконує процедури нагрівання, охолодження та одержання готовності до викиду, станція B отримує наступний сургуч та починає власний цикл нагрівання. Дві станції чергуються один за одним, тому екструдер майже ніколи не змушений зупинятися, поки формування залишається закритою. Передачу сургуча здійснюють рухомий візок, обертальний дистриб'ютор або другий головний блок, в залежності від конструкції станції. Концептуальним перевагою є простота, але велика ефективність: тривалість роботи дорогого екструдера та гільзи зменшується на 55-70% при роботи на однопроходній станції, але зростає до 85-95% на добре узгодженій двопроходній станції, а відновлена витрачена продуктивність безпосередньо перетворюється на більше пляшок за годину при майже ідентичному обсязі пластифікації.
Важливо відокремити кількість станцій від числа голов. Машина з однією станцією може використовувати одну головку або багатокамерну головку, яка одночасно опускає кілька пар із одного великого штампу. Машина з двома станціями може працювати за допомогою однієї головки, яка чергується між двома станціями, або за допомогою двох незалежних головок, кожна з яких призначена для однієї станції. Кількість станцій визначає, скільки листів заліза може перебувати в процесі одночасно; кількість головок і камер визначає, скільки виробів виробляється за один цикл. Купець, який оцінює продуктивність, повинен розглядати обидві ці цифри разом, і таблиці, які наведені нижче в цій статті, розглядають їх як незалежні параметри, щоб порівняння не було хибним, а адекватним.
Механічні наслідки додавання другого станції значні. До кожної станції необхідно встановлювати свій прищеплювальний механізм, жолоб для утримання плити, стрижень для підведення брикету та каналізацію для циркуляції води. База повинна бути довшою та жорсткішою, щоб витримувати крутні навантаження та навантаження відгину від двох рухомих плит. Гідравлічний або повністю електромеханічний привод повинен обслуговувати дві заголовки та, можливо, потребує більшого енергетичного агрегата або другої сервоколеси. На машинах Apollo повністю електромеханічного серії не існує гідравлічного енергетичного агрегату взагалі, що значно змінює енергетичний витрату та витрати на обслуговування, але основна геометрія перенесення двох плит залишається. Розуміння цієї аппаратної реальності є першим кроком до розуміння причин, чому машина з двома станціями коштує дорожче, але часто витрачається дешевше на одне виробленої пляшки.
Матеріали процесу є такими ж ідентичними у двох схемних версіях. Машини «Apollo» обробляють ПЕ, ПП, ПВХ, ПА, ПК, АБС, ПС, ЕВА, ТПУ та ПЕТГ, причому HDPE є домінантною смолою для промислових та споживчих контейнерів завдяки межвалінному діапазону від 0,941 до 0,965 г/см3, нормальній швидкості течії розплаву, як правило, 0,3-1,0 г/10 хв для формованих розплавів, гарній стійкості до радіально-поляризованого розтягу при застосуванні для пляшки з миючими засобами та хімічними препаратами, а також задовільному співвідношенню в’язкості та використання. Незалежно від того, чи стоїть машина з одним, чи з двома стационарними послідовностями, поведінка смоли, тенденція до потовщення парізану та необхідність у програмованому регуляторі товщини стінки у тому ж саме; відмінність полягає в тому, скільки форм виділяє цей потік розплаву одночасно.
Нарешті, вибір станції має значення не лише відносно швидкості. Машина з однією станцією простіша в експлуатації, легша в відновленні після несправності, дешевша для обслуговування, та має природну більшу гнучкість для коротких циклів та частої зміни продукції. Машина з двома станціями примушує покупця вживати стратегію максимального використання, що вигідна, якщо дисплеї працюють постійно на стабільних, об'ємних продуктах. Решта цього матеріалу описує ці розрахунки для того, щоб вибір можна було зробити на підставі даних, а не на звичайних уявленнях.
Як двостанційна компоновка віддає невикористану час роботи екструдера.
Основний механізм двохстанційного переваги – це перекриття фаз охолодження та викиду. У циклі одностанційного способу загальний час циклу становить суму малефракційного витягу, закриття матриці, штовхання, охолодження, відкриття матриці та видалення деталі. На маленькій пляшці з поліетилену високої щільності вмістом приблизно 500 мл витягування малефракції може займати від 3 до 5 секунд, а охолодження та викид – від 8 до 14 секунд. Під час цих секунд охолодження та викиду екструдер все ще пластифікує смолу, але клавіша не може прийняти новий малефракційний матеріал, тому кінцева маса або нагрівається, або рухається повільніше. Результат полягає в тому, що продуктивний вік машинного обладнання охоплює лише частину циклу, у якому фактично формується та видаляється малефракційний матеріал.
Дублесна станція машини структурує цикл так, що, коли станція А перебуває в фазі охолодження та ексструдування, станція В вже отримує і обдуває своє вироби. Вихід екструдера перенаправляється змінно, а час охолодження однієї станції приховується за активним обдуванням іншої. Ідеально, обмежуючий фактор переміщується з малої тривалості перебування вільного кліпа на найпересилену з двох підпроцесів: швидкість екструдування вироби або час охолодження. У дрібних бутлях, де час охолодження короткий, екструдування вироби стає обмежувальним, а подвоєні станції приблизно подвоюють можливості замірки вироби, що призводить до збільшення продуктивності. У великих контейнерах, де домінує охолодження, приріст менший, тому що обидві станції все ще чекають на один довгий вікно охолодження.
Використаний спосіб візуалізації цього полягає у формулі циклу роботи. Якщо у машині з однією станцією коефіцієнт використання затискного пристрою становить U1, а в машині з двома станціями – U2, співвідношення виходу складає приблизно U2, подінене на U1, коли екструдер є обмежувальним чинником. Типова величина для U1 дорівнює 0,60, а для U2 – 0,90, що дає теоретичне співвідношення 1,5. У реальному житті цифри нижча цього, через затримки поповнення голівки на машинах з акумулятором, час переміщення транспортного пожела на конвеєрі та необхідність синхронізації двох станцій, проте напрямок вигоди безперечний та повторюваний в усіх виробничих відділах.
Над акумулятором голови тут варто особливо уваги. На машинах серії Apollo ABLD для контейнерів об'ємом від 20 літрів до 1500 літрів гідравлічний або сервопривідний акумулятор накопичує повний дозар, після чого швидко його випускають, утворюючи товстий матриця. Перезарядка акумулятора займає час, який конкурує з циклом охолодження. В конструкції з однією станцією машина очікує, поки охолодиться й наповниться акумулятор, тільки після цього може почати виготовлення наступної деталі. В конструкції з двома станціями акумулятор перезаряджують, коли протилежна станція охолоджує лише що видуто деталь, тому час виходу з ладу, пов'язаний з перезарядкою акумулятора, значно скорочується, в той час як циклу не приділяють більше уваги. Тому виробники великих контейнерів, що потребують великих об'ємів, майже завжди обирають конфігурації ABLD з двома станціями: той час, який перебування в стані очікування, що припадає на перезарядку акумулятора, відшкодовується, а не додається до циклу.
Конструкція передавального механізму так само має значення. Рухливий козел, який переміщує матрицю із голови в змінні станції, додає кілька секунд на пересування, тоді як дводугозахватна конструкція з однією головою на кожну станцію позбавляє цей затримок за вирахуванням додаткової голови прес-форма і другого контролера товщини стінки. Компанія «Аполлон» пропонує обидві концепції, і вибір між ними впливає на таблицю виробленої продукції пізніше в цій статті. Покупець має запитати не лише «одна або дві станції», а також «одна голова, що змінюється, чи дві виділені голови», тому що другий питання часто пояснює більшу частину розходжень в продукції, ніж одна лише кількість станцій.
Практичний висновок полягає в тому, що подвійна складання станції не надає екструдеру магічного прискорення швидкості; він робіть екструдер більш зайвим. Для виробника, якому успішно вдається випускати стабільну продукцію, яку вимагають замовники, відпрацьований зайвий час - це вільний обсяг виробництва. Для виробника, що виконує багато коротких чергових операцій, частково втрачений час відновлення через те, що машина зупиняється для заміни інструментів незалежно від кількості станцій. Тому пристосування конструкції до структури замовлень важливіше, ніж гонор, заявлений в специфікаціях.
Сравнювання вихідного продукту за розміром та матеріалом контейнерів
Випуск при екструзійному розливному литті найбільш точно виражається у флаконах на годину, або штуках на годину для нефлаконних виробів при визначеному розмірі контейнера, матеріалі і кількості порожнин. Нижче наведена таблиця, що містить представниві межі для контейнерів з ПВХ на порівняних машинах класу "Аполлон", при використанні однорядних та дудьових монтажів з відповідними однорядними головками. Це показники, що застосовуються при плануванні, і їх необхідно підтвердити на пробних млинах; вони відображають типовий комерційний характер роботи технології ЕБМ, а не гарантований вихід за будь-якого конкретного інструменту.
Представнйний рекорд продуктивності при різних розмірах контейнерів (HDPE, одна головка, умови планування)
| Розмір контейнера | Єдина станція bph range | Динамічний діапазон обміну на двох станціях. | Типовий фактор приросту | Найвищий обмежувальний цикл |
|---|---|---|---|---|
| 100-250 мл. | Від 500 до 900 | 900 – 1600 куб. см | 1,6 - 1,9 м | Виток паризації |
| 500 мл до 2 л | 300 to 600 | 550 до 1050 рідинних циліндрів | 1.6 to 1.8 | Мокре формування і охолодження. |
| 5 л - 10 л | 90 до 180 | 150-280. | Від 1,4 до 1,6 | Охолодження й заповнення голови |
| 20 л до 60 л | 25-55 г/кв. см | 38-80 | 1.3 to 1.5 | Повернення акумулятора |
| 200 л і 1000 л | 4 - | 6 – 18 сек. | 1,2 до 1,4 | Охолодження і маса стінок. |
Визначена тенденція: чим менший контейнер, тим вищий приріст продуктивності двоголовної станції, з деякими припущеннями, що охолодження займе невеликий час, а екструдер має значні пропускні можливості. Відносно великих контейнерів домінують опалення та заповнення аккумулятора, і приріст змінюєся на 1,2-1,5 разу. Покупець, який порівнює лише найбільший контейнер у своєрні, може переоцінити продуктивність двоголовної станції; покупець, у якого більша частина продукції виготовляється з маленьких пляшок, може побачити, що продуктивність у двоголовній станції майже збільшується вдевістно.
Вибір матеріалу впливає на показники. PP має швидшу кристалізацію та менше попиту на охолодження, ніж HDPE в тонких сегментах, проте більш вразливий до утворення натягів та засних зазорів, тому час циклу та рівень відходів різні. PETG і PVC охолоджуються по-різному та вимагають більш жорсткого контролю температури біля головки die. PC і PA потребують вищого тиску та температури подачі, що значно продовжує час охолодження. У таблиці нижче ілюстровано, як підбір матеріалу впливає на порівняну перевагу однієї проти двійної станції залежно від того, який крючок обмежується циклом, а саме:
Вплив матеріалу на верхні межі циклу і переваги станції
| Матеріал | Типова щільність г/см3 | Відношення охолодження | Двостороння станція. gain tendency | Замітки для вибору |
|---|---|---|---|---|
| HDPE. | 0,941–0,965 | Модерований, чутливий до зсуву | Суперечна швидкість на дрібних деталях | Головна, використовуйте контроль товщини стін |
| PP | 0,900 – 0,910 | Більш швидка установка; утворюється ковзання, якщо розміри не співпадають | Маркування проводу в стіні | Перевірка овальності горловини та симетрії охолодження |
| ПВХ. | 1.30 і | Чутливі до нагрівання, повільний головний елемент | Medium | 45 |
| Що таке FIFO у головці накоплювача і чому це важливо? | 1,27 сек. | Чіткий, потрібні малі напруження | Medium | Косметичне ясність, нижче тиск витискування |
| PC | 1,20 | Велика висота, високий температурний режим | Низкий або середній рівень експлуатації | Охолодження обмежене, менший прибуток за станцією |
For a buyer, the takeaway is to size the station choice against the smallest and highest-volume SKU, not the average. If 70 percent of volume is in 1-liter HDPE bottles, a double station machine sized to that product will deliver the largest share of the available gain, and the slower large containers can be scheduled around it. Apollo engineers routinely run this product-mix analysis during the quotation stage, because the right answer depends far more on the order book than on the machine catalog.
Енергоспоживання, площа та ефективність праці
Для покупця ключова тема полягає в тому, скй станцію необхідно вибирати за найменшим і найбільш об'ємним позицією, а не за середнім. Якщо 70% об'єму складають пляшки HDPE об'ємом 1 л, машина зі станцією, вміщеною для цієї продукції, забезпечує найбільший процент доступного приросту, і повільні великі контейнери можна запланувати таким чином, аби обмежували турбота машин. Інженери компанії Apollo регулярно виконують аналіз розподілу поточного асортименту під час етапу підготовки кошторису, бо правильна відповідь визначається набагато більше властивостями статусу замовлень, ніж каталогом машин.
У кількісному вирахуванні двопосадкова машинка споживає приблизно на 10–25% більше загальної підключеної потужності, ніж порівнянна одноцілинкова машина, оскільки до неї додається другий гумовий привід, другий охолоджувальний канал, конвеєр для переміщення та контролний вал. Однак, оскільки вона виробляє на 30–90% більше пляшок, специфічна енергія, вирахована як kWh за кг готової продукції, зазвичай знижується на 8–20%. Для заводу, що працює трьома змінами, це зниження kWh за кг є значущою економією, яка накопичується протягом терміну служби машини й частково компенсує вищу вартість придбання.
Площа електричної кімнати — тут розстановка із двома робочими станціями відіграє неоднозначну роль. Машина із двома робочими станціями довша вздовж лінії клепальної осі, оскільки в ній розміщені два комплектів матриць та механізм переміщення. Як правило планування, двоколісна машина довша приблизно в 1,6 - 2,2 рази порівняно з одноколісною машиною з подібною силуми клепального пристрою, при цьому ширина машин мало змінюється. Крім того, покупець повинен відвести місце для двох конвеєрів викиду або одного більшого конвеєра, додаткового каналу водяного охолодження та ефективного доступу оператора з обох боків. У новому заводі це — одне з простих рішень розміщення обладнання; при модернізації часто обмеженнями ставатиме необхідність вибирати одноколісну машину, незважаючи на зменшення продуктивності.
Ефективність праці часто неправильно розуміється. Подвійний станційний прилад зазвичай не потребує двох операторів; один оператор обслуговує обидва пристрою, так само, як один. Тут змінюється значення оператора за годину: той самий обсяг праці зараз контролюється вищого обсягу продукції, знижуючи вартість праці на пляшку. Якщо завод обмежений наявністю кваліфікованих операторів, а не кількості приладів, подвійний станційний прилад є ефективним способом множення продуктивності у разі одного оператора. Однак існує обмеження, пов'язане з підготовкою: синхронізація двох станцій, програмування двостороннього розміру стінки та чергування викидів потребують більш кваліфікованого технічного персоналу, тому економія праці є реальною, але припускає компетентний персонал.
Попит на охолоджувальну воду підвищується і на другій станції, оскільки одночасно потрібно обслуговувати два форм. Навантаження холодильного агрегату зростає приблизно пропорційно додатковій активній площі форми, тому покупець повинен розрахувати централізовану систему охолодження для максимального навантаження в подвійній станції, а не для базового навантаження в одній станції. Нижченавантаження систем охолодження є найчастішою прихованою причиною незадовільного рівня продукції в подвійній станції, оскільки передбачене зменшення тривалості охолодження не виконується, коли температура води під навантаженням зростає. Під час приймання заводом і на місці установки проводиться перевірка теплової потужності, це має місце саме з цієї причини.
Нижче наведено короткий узумчив перелік трьох вимірів ефективності, що дозволяє одразу побачити переваги від використання двоголовної станції. Зверніть увагу, що у нас використовуються відносні індекси витрат, а не абсолютні цифри, оскільки тарифи на електроенергію, вартість води та місцеві працевлаштування значно відрізняються і повинні бути підтверджені власними відомостями просьбутів.
Ефективність Розмірів: одна станція проти двійної станції
| Розмір машина | Індекс одностанційного стану | Дубовий індекс станції | Net effect |
|---|---|---|---|
| Підключений потужності | Витрати енергії при виробництві черпак визначають привід екструдера, нагрівачі барабана і головки, гідравлічний енергетичний агрегат або сервоколеса та система циркуляції води. Мотор екструдера є єдиним найбільшим постоянним консутентом енергії, і часто виступає в основі споживання енергії заводу в період тривалих циклів. У машині з однією станцією мотор екструдера зазвичай лежить або працює на мінімальній швидкості під час роботи заголовки, а нагрівачі і допоміжні агрегати продовжують працювати, тому частина спожитої енергії не дає готового вироби. У машині з двома станціями той самий екструдер працює наблизившись до постійного навантаження, розподіляючи фіксовану енергію на більшу кількість пляшок, саме тому середнє споживання енергії на одну пляшку в двокрапливній машині зазвичай знижується, хоча загальне споживання енергії заводу трохи зростає. | Погано та середньо | Середньо та добре |
| Специфічна енергія kWh / кг. | Medium | Витрати енергії при виробництві черпак визначають привід екструдера, нагрівачі барабана і головки, гідравлічний енергетичний агрегат або сервоколеса та система циркуляції води. Мотор екструдера є єдиним найбільшим постоянним консутентом енергії, і часто виступає в основі споживання енергії заводу в період тривалих циклів. У машині з однією станцією мотор екструдера зазвичай лежить або працює на мінімальній швидкості під час роботи заголовки, а нагрівачі і допоміжні агрегати продовжують працювати, тому частина спожитої енергії не дає готового вироби. У машині з двома станціями той самий екструдер працює наблизившись до постійного навантаження, розподіляючи фіксовану енергію на більшу кількість пляшок, саме тому середнє споживання енергії на одну пляшку в двокрапливній машині зазвичай знижується, хоча загальне споживання енергії заводу трохи зростає. | Зазвичай на 8 - 20% менше; |
| Довжина площі підлоги | Низький | Погано та середньо | Від 1,6 до 2,2 разу довше |
| Оператор на одну машину | 1 | 1 | Нижчі витрати на працю на одну флакон |
| Завантаження на систему охолодження | Витрати енергії при виробництві черпак визначають привід екструдера, нагрівачі барабана і головки, гідравлічний енергетичний агрегат або сервоколеса та система циркуляції води. Мотор екструдера є єдиним найбільшим постоянним консутентом енергії, і часто виступає в основі споживання енергії заводу в період тривалих циклів. У машині з однією станцією мотор екструдера зазвичай лежить або працює на мінімальній швидкості під час роботи заголовки, а нагрівачі і допоміжні агрегати продовжують працювати, тому частина спожитої енергії не дає готового вироби. У машині з двома станціями той самий екструдер працює наблизившись до постійного навантаження, розподіляючи фіксовану енергію на більшу кількість пляшок, саме тому середнє споживання енергії на одну пляшку в двокрапливній машині зазвичай знижується, хоча загальне споживання енергії заводу трохи зростає. | Погано та середньо | Розміри охладжувача для досягнення максимуму |
На практиці машина з двома станціями перемагає по енергії на одній пляшку та по праці на одній пляшку, в той же час програючи за площею майданчика та приєднаним потужним. Для заводів, які мають обмеження щодо простору та потужності, аргументи на користь ефективності перемагають. Для заводів, які працюють на порозі обмежень через наявну площу приміщення чи трансформаторну потужність, однод юзное станція може бути єдиним реальним варіантом, навіть якщо вихідна потужність на 1 квадратний метр менший.
Виготовлення інструменту, зміна посадок і оперативна гнучкість
Гнучкість — це єдине сильний аргумент на користь одностанційного обладнання. Завдяки одному містовому положенню, одному набору порожнин і одному програмові режиму доменний кран божевільний швидко переключається, його простіше зрозуміти та пережити при створенні нового продукту. Починаючи з десятків моделей, оригінальних форм або промислових деталей з низьким обсягом виробництва, формувальник отримує більше переваг від швидкої зміни настроєнь, ніж від невеликого показника продуктивності. Одностанційне обладнання полегшує настройки скриньки для регулювання товщини стінки, оскільки є одна головка, одна заготовка і один відносина порожнин, які потрібно налаштувати.
Двостороння машина за своєю суттю є більш складною для виготовлення інструмента та зміни посадок. Даже коли обидва постачальні відділення виробляють один і той же продукт, інструмент необхідно балансувати, щоб обидві порожнини охолоджувалися і викидали сировину синхронно; невідповідні канали охолодження або нерівномірне циркулювання води можуть призвести до того, що один постачальний відділ обмежується іншим. Коли покупець бажає отримувати різні продукти в кожному постачальному відділенні, машина перетворюється на дві незалежні головки з двома регуляторами товщини стінки чи на одну головку, що заповнюється добре відповідними порожнинами, а програма обробки вихідного матеріалу також повинна обслуговувати обидві. Це можливо і загальне явище, однак це збільшує обсяг інженерних робіт та налагодження, а також значно ускладнює зміну посадок при переключенні цілої машини між групами продуктів.
Вартість штампу збільшується разом із кількістю станцій. Двомісна станція потребує двох повних наборів штампів, якщо обидві станції працюють, або принаймні двох зрізних банків. Запас запасних деталей збільшується вдвічі, що відбивається на робочому капіталі та магазині. Для продукту зі стабільно високим обсягом це виправдано обсягом виробництва; для нестійких конфігурацій це негативно впливає на роботу. Система Apollo зменшує цю проблему за допомогою модульних рам штампів і стандартизованих інтерфейсів плат засіб обробки у серіях ABLB та ABLD, так що важіль, зібраний для однієї конфігурації станції, часто можна використовувати повторно, а потрібний другий фізичний штамп все ж потрібен, щоб отримати двостанційний обсяг продукції.
Сам час зміненої продукції подібний для кожного виду у двох розміщенні, але подвійний станційний станок зменшує продуктивність удвічі під час зміненої продукції, тому збитки викликані зупинкою під час змінної продукції у таке станок великіші. Завод, який змінює продукцію щодня, може втратити більше виробництва через простої станку під час змін, ніж залишитися при вищій швидкості роботи. Тому інженери бренду Apollo запитують про тривалість циклів роботи та кількість видів продукції, перш ніж порекомендувати розміщення: двохстадійний станок високооцінює тривалі, безперервні цикли роботи і покарає за часто зупинення.
Многолітове і співекструзійне інструментування додає ще один шар. Для виготовлення бар'єрного шару для захисту їжі або хімічних речовин або ядра з переробленим компонентом і чистою оболонкою потрібний багатоканальний головний інструмент і точне розподіл шарів. На двохсекційній машині контроль шару повинен бути стабільним на обох секціях, що є простим завданням з однією змінною головкою, але більш складним із двома головками, за винятком випадку, коли вони правильно настроєні. За поглядом фахівців з матеріалів, структура стінок при співекструзію і співвідношення шарів встановлюються на головці незалежно від кількості секцій, тому вибір секції впливає на продуктивність і вартість інструменту більше, ніж на якість бар'єру завдяки якому він виготовлений.
З погляду інженера-програміста вибір також залежить від вимог щодо сертифікації та кінцевого застосування. Контейнери для продуктів харчування та напоїв, для промислових хімікатів та фармацевтичних препаратів повинні відповідати вимогам для контакту із продуктами харчування, такими як стандарти FDA, EU 10/2011 або GB, в залежності від ринку. Медичні та фармацевтичні деталі, можливо, вимагають документації згідно з ISO та особливого оброблення. Усі ці вимоги не залежать від кількості станцій, а високий рівень виробництва на двовістійній установці означає, що на одну систему якості припадає більше деталей, тому обсяг промисел для контролю та навантаження на відстежування збільшуються пропорційно. Купець повинен планувати кваліфіковані кадри та можливості для тестувань на місці поряд із додатковим рівнем виробництва.
Вартість володіння та дохід від інвестицій
Вартість експлуатації машини EBM включає ціну покупки, формування інструментів, монтаж, енергію, смолу, охолодження, робочу силу, технічне обслуговування та час простою. Тому в цій статті не можна вказувати ціни або валюту, тому порівнювання нижче базується на відносних показниках вартості та безрозмірних співвідношеннях, які залишаються незмінними незалежно від місцевих тарифів. Центральним показником є вартість на тисячу пляшок, яка нормує вищу ціну покупки машини з двома станціями на більш високий вихід.
Машина з двома робочими станціями має вищий індекс вартості придбання, зазвичай середній-високий або високий у порівнянні з одностанційною машиною з порівнянною силою згортання, через друге зоровий спостерігач, більше основу, додаткове охолодження та більш складний контроль. Індекс витрат на інструмент збільшується приблизно вдвічі, оскільки потрібні дві комплекти прес-форм, щоб використовувати їхній об'єм. Індекс витрат на інфраструктуру встановлення та охолодження також вищий. Зате індекси енергії на флакон та праці на флакон нижчі, як показано в попередньому розділі. Тому чистота витрат на відпуск припадає на рівень експлуатації: запустіть машину з двома робочими станціями близько її призначеного цикла роботи, і витрати на флакон стануть нижчими, ніж у машини з однією станцією; запустіть її частково і вартість надлишкових витрат не буде виправдана.
Власний відсоток прибутку найкраще виражається через чутливість до окупності вкладеного капіталу, а не через один конкретний показник. До факторів входять щорічний попит на пляшки, можливе виробництво пляшки, кількість робочих годин у рік, вартість смоли за кілограм, вартість енергії за кВт·год та вартість праці за годину. Тому що смола зазвичай є домінуючою повторюваною витратою у виливці, вибір станції має обмежений вплив на матеріальні витрати; його значення здебільшого пов'язане з витратами на переробку, де енергія, робоча сила, амортизація та обслуговування нараховуються на пляшку. Машина з двома постами знижує витрати на переробку, коли забезпечена високою продуктивністю, тому пункт перетину зносу капіталовкладень наступає раніше у випадку виробництва стабільних товарів у великих обсягах.
Індекс витрат на обслуговування потребує уваги. Двостанційний агрегат має більше рухомих частин, два зажиму і систему переміщення, тому обсяг планового обслуговування є більшим, а ймовірність механічного призупинення виробництва трохи вища. Однак, оскільки він випускає більше флаконів, витрати на обслуговування на одну пляшку можуть залишатися порівнянними або нижчими. Політика служби під брендом Wanplas, що включає щорічні безкоштовні належні компоненти і гарантійну заміну пошкоджених компонентів, застосовується до обох пристроїв і допомагає стабілізувати витрати на власність. Покупці також повинні оцінити дисципліну тестування безперервної роботи протягом 72 годин, яку застосовує мережа Wanplas перед поставкою, що скорочує помилки на початку експлуатації, які в іншому випадку можуть спотворити окупність інвестицій.
Різик простоїв несимметричний. На машині з одним постачальним відділенням брак кріплення зупиняє 100% продукції. На машині з двома постачальними відділеннями помилка в одному постачальному відділенні в деяких випадках дозволяє іншому функціонувати, залежно від того, чи головка і екструдер спільні; якщо головка спільна, помилка в головці зупиняє обидві. Перевага гнучкості – реальна, але часткова, і вона повинна оцінюватися як помірна перевага малюнка з двома постачальними відділеннями а не вирішальним елементом. Стратегія резервних деталей, дистанційне спостереження і планування профилактичних робіт більш важливі для часу роботи, ніж чисельність постачальних відділень.
Правило прийняття рішень, яке використовує команда компанії Apollo з покупцями, є простим. По-перше, необхідно оцінити необхідну кількість пляшок на рік і наявні робочі години; ділити для отримання необхідної постійної продуктивності. По-друге, порівняти цю продуктивність із реальною продуктивністю одногрібної машини для металевих контейнерів; якщо одногрібна машина має надійний запас, то обираємо саме її внаслідок простоти та низької вартості обладнання. Якщо такий підрозділ не забезпечує необхідної продуктивності, а потрібні дві машини, то слід порівняти вартість двох одногрібних машин з вартістю одної двогрібної машини з аналогічною загальною продуктивністю. Підрозділ двогрібний, як правило, менший за розмірами, енергоефективніший, але таке рішення завдано нестачею підрозділів та нездатністю до підвищення продуктивності в плані мобільності та гнучкості. Ця порівняння, проведене за вимогами самого покупця, замінює припущення на розумні цифри.
Apollo ABLB and ABLD Series in Single and Double Station Layouts
Фабрика «Аполло» (compan «Wanplas»), яка розташована в Чанджяганзі біля Шанхая, випускає машини для екструзійного виливкового оброблення в трьох основних серіях, які гармонійно доповнюють рішення про станцію. Серія ABLB охоплює контейнери об'ємом від 200 мл до 20 л і пропонується у версіях з однією і двома станціями; серія ABLD охоплює контейнери об'ємом від 20 л до 1500 л і побудована на базі ударних головок з великою міцністю, де конфігурації з двома станціями захищають результат на довгих циклах; а повністю електрична серія охоплює контейнери об'ємом від 200 мл до 20 л з цілком електричним кріпленням і передачею, повністю виключаючи агрегат з гідравлічними двигунами для підприємств з високими вимогами до захисту навколишнього середовища та чистоти.
У рамках серії ABLB одностанційна машина є центральним елементом для індивідуальних та середньовольових замовлень: типова конфігурація включає гвинт розміром від 55 до 90 мм зі співвідношенням L/D приблизно від 20 до 24:1, клемінгову силу, яка відповідає навантаженню поперечних сил і дотику в пляшці, і програмувальний контролер товщини стінки із десятками і рядком до кількох сотень поточних значень протягом процесу виготовлення пористої форми. Версія ABLB з двома станціями зберігає той самий екструдер, але додає другу клемінгову точку та систему передачі або двокілкового екструдера, що підвищує продуктивність в вищій діапазоні бтх, показаному раніше. Для виробника, що переходить від пробних обсягів до комерційних обсягів, початок роботи на одностанційній версії ABLB та подальше додавання двопосередньостаціонарної версії ABLB для головної сортової позиції — це звичайна стратегія з низьким ризиком.
Сіра ABLD відрізняється тим, що число робочих станцій відповідає об’єму накопичувача. Контейнери від 20 до 60 л і більші потребують швидкісного постачання розплавленого металу, щоб запобігти падінню смуги витяжки і деформації шийки. Головки акумуляторів Apollo розраховані так, щоб обсяг накопичувача відповідав вазі контейнера, а на дволаговій станції типу ABLD головка заповнюється під час охолодження протилежної станції. Сила захвату на машинах з типом ABLD значно вища, ніж на машинах з типом ABLB, тому що вона розрахована на протидію вибуховому тиску на великі поверхні, а столини на масу більші, щоб можна було піднімати крупні форми. Купуючи систему типу ABLD, покупець повинен розраховувати обсяг накопичувача і силу захвату на найбільший по об'єму контейнер, а потім вибирати число робочих станцій, враховуючи наростання об'єму впродовж року.
Повністю електрична серія змінює дискусію про ефективність. Відсутність гідравлічної установки змушує перейти до використання сервоприводів для прикладання і переміщення, які споживають енергію лише під час переміщення і відокремлюють певну кількість під час зменшення швидкості. Для розстановки з двома робочими станціями це особливо привабливо, тому що два електродвигуни можуть працювати в черговому режимі для плавного зменшення пікової завантаженості, що зменшує вимоги трансформатора заводу порівняно з двома гідравлічними прикладачами. Повністю електрична серія також зменшує ризик адміністрування масла і його витечей, що важливо для виробництва продуктів харчування, фармацевтики та приладів для чистих приміщень. Apollo рекомендує цю серію для контейнерів з високими екологічними вимогами, де витрати на експлуатацію за весь життєвий цикл і чистота переважно мають значення перед вищими витратами на початкове обладнання.
Для всіх трьох типів агрегатів «Apollo» застосовується однаковий процес: PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU та PETG, де HDPE є стандартом для більшості індустріальних і побутових технологій витяжного формовання. Дросельні головки призначені для низького тиску й рівномірного розподілу плавленого матеріалу, що забезпечує тонкі й рівномірні стінки, а контролери товщини стінки можна налаштувати за кожною головою. Зобов'язання торгового бренду Wanplas щодо стандартів якості, щорічна компенсація витрат на деталі, монтаж інженера на місці й заводські контролери застосовуються однорідно, тому технічний рішення такий, щоб не змінювати гарантії обслуговування, а лише параметри капіталу та принципів роботи.
Для покупців, які порівнюють Apollo з іншими постачальниками, відповідними компонентами є широкий асортимент ліній ABLB і ABLD, інженерне рішення акумуляторної головки для великих деталей, можливість двох електромеханічних робочих місць на станції, а також багатофункціональна мережа підтримки заводів Wanplas. Конкуренти в цій же категорії, включаючи інших китайських спеціалістів в області ЕБМ і давно зарекомендували себе європейських і японських виробників, пропонують порівнянні концепції однієї та двома робочими місцями; вибір повинен визначатися чітко визначеним значенням моменту клепання, діаметром болта, обсягом акумулятора, можливою продуктивністю на основному ємності та відповідальністю постачальника щодо налагодження та безпеки запасних частин, а не тільки умов робочого місця.
Посібник з вибору відповідної конфігурації для вашого бізнесу
Останній крок – перетворення аналізу в рішення. У нижче наведеному керівництві використовується власний операційний профіль покупця, а не загальна рекомендація, тому що правильна відповідь залежить від контексту. Починайте з відповіді на чотири питання: яку щорічну потребу у пляшечках матиме головний SKU, скільки годин роботи планується в рік, скільки відрізняючих за специфікацією SKU буде використовувати машину, а також який найбільший контейнер має бути в групі конкретних контейнерів. На основі цих чотирьох відповідей визначається фактичний функціональний стан покупця.
Якщо щорічна вимога невисокі, а кількість наявних позицій велика, виберіть машину з одного стенда. Простість, нижчі витрати на виготовлення інструменту та швидка зміна завантаження переважує нижчий бш. Ця характеристика характерна для індивідуальних формувальників, промоційної упаковки та компаній, які все ще класифікують конструкції. Елемент з одного стенда ABLB також є відповідною платформою тренування та розробки перед продовженням інвестицій у двобокову установку з подвоєною виробничою потугою.
Якщо герой СКУ – це невелика або середня контейнер з стабільним, високим щорічним попитом і невеликою кількістю переключень, виберіть машину з двома постачальними відділенням, проконфігуровану для цього СКУ. У поєднанні з приростом продуктивності від 1,6 до 1,9 разів на невеликих пляшках, а також з нижчими витратами енергії та праці на пляшку, це, як правило, забезпечує найбільш надійну конверсію витрат і найшвидшу окупність. Це відповідає дневним філлерам хімічних, напоїв і споживчих товарів, які використовують кілька домінуючих розмірів пляшок.
Якщо микс домінують великими контейнерами більше 20 літрів, вибирайте двоповерховий станційний змішувач ABLD з акумулятором такої ж величини, як у найбільшому контейнері. Ковідентя нижчий, 1,2-1,5 разів, але вага важлива, що балон акумулятора заповнюється, і станція на цьому не зависне, відтак вдвоє у цьому випадку ще не йде про збільшення продуктивності, а про найвищу швидкість, яку можна досягнути. До цих контейнерів ставляться хімічні баки, вишоковики, промислові баки.
Якщо завод має суворі екологічні, гігієнічні чи енергетичні вимоги, виберіть повністю електричну серію з двома постачальними відділеннями для товару з високим обсягом, прийнявши вищу вартість придбання для нижчих витрат на операційний термін експлуатації та відсутності гидравлічної оливи. Якщо обмежені площею приміщення чи трансформаторну ємність, машина з одним постачальним відділенням чи два постачальні відділення з однієї машини можуть бути єдино можливим варіантом, незважаючи на пониження продуктивності, і покупець має перевірити систему охолодження води та керування електроенергією перед підсумковою оцінкою.
Нарешті, повинна розглядати рішення про установку як частину плану завантаження, а не як один разову покупку. Много клієнтів компанії «Аполло» починають з однієї станції ABLB, додають двістанційний блок ABLB для номера продукту, що продається найбільше, а пізніше вводять ABLD для великих контейнерів, створюючи багаторівневу лінію, яка підходить для кожного продукту та оптимального процесу. Мережа спеціалізованих заводів бренду «Ваньплас» підтримує цей розвиток: наприклад, коли виливна деталь потрібно заповнити, різна з функціональними можливостями лінії Вертулька спеціально проектує станцію глибокого одержання та становить заливковий частина з обробкою капсулями, а коли використовується відновлена речовина або рецикльована смола, фокусований на рециклінгу завод компанії поставляє відповідне обладнання для миття та гранулювання. Такий вид екосистеми дозволяє зберегти вибір станції згідно з ширшою стратегією виробництва, а не розглядати його як окрему специфікацію машини.
У таблиці загальних характеристик вибір основних параметрів укладено в матрицю рішень, яку покупці можуть використовувати безпосередньо під час планування.
Матриця рішень: єдина або двостороння робоча станція
| Робочий профіль | Рекомендована компоновка агрегата | Сerія Apollo. | Головна причина |
|---|---|---|---|
| Багато SKU, невеликий обсяг кожного | Єдина станція | ABLB | Швидка зміна настроювання, низькі витрати на виготовлення інструменту |
| Один герой СКУ, невеликі пляшки, значний обсяг | Двостороння станція. | ABLB | Продуктивність від 1,6 до 1,9 разів вище, ніж у стандартних ліній. |
| Великі барабани і резервуари, що перевищують 20 л | Двостороння станція. | ABLD | Повернення акумулятора на регенерацію |
| Захищена або з низькою енергетичною витратою. | Двостороння електростанція | Повністю електричний | Немає гідравліки, нижчий показник кВт/кг |
| Ограничені площею приміщення чи керування електроенергією | Єдина станція | ABLB | Менеший відпечаток і вага |
Найчастіше задаються запитання
Чи завжди двопоточна машина проявляє вдвічі більшу швидкість порівняно з однопоточною машиною?
Ні. Даний ефект надає перевагу, в основному в частку часу, коли екструдер не працює. Для маленьких пляшок з коротким часом охолодження двосторонній пристрій може досягти практично 1,6-1,9-кратного приросту продуктивності. Для великих контейнерів, обмежених охолодженням та заповненням аккумулятора, приріст нижчий, в основному він становить 1,2-1,5 разів, тому що час охолодження домінує над доступністю для затискання.
Які розміри контейнерів найбільше користуються перевагами дизайну з двома робочими станціями?
Ресиновики в діапазоні від 200 мл до 20 л, де час екструзії сировини становить значну частину циклу, отримують найбільше користі. Вище 20 л акумуляторний розподільник та тривалий час охолодження зменшують відносну перевагу, тому перевага переходить від підвоєння продуктивності до захисту досяжної швидкості.
Чи використовує машина з двома робочими станціями вдвічі більше енергії, ніж машина з однією робочою станцією?
Ні. Мотор екструдера, найбільший споживач, працює постійно і використовується спільно. Енергія на вироблену пляшку звичайно зменшується, оскільки однакові потужності двигуна розподіляються на більшу кількість деталей. Стенді та клавіші додатково навантажують установку, тому загальна потужність установки зменшується менше, ніж пропорційно, а конкретна енергія в кВт-год на кг звичайно зменшується на 8–20%.
Чи можу я запускати два різних форм пляшки одночасно на станції з двома робочими місцями?
Тільки в тому випадку, коли обидва станції використовують одну і ту ж дросельну головку та программу домішування і співпадають інструменти, або якщо машина має дві незалежні дросельні головки з окремими наборами порожнин і регуляторами товщини стінок. У зоряних комплектаціях можливі різні образи, але матеріал домішування та програма повинні бути сумісними. Більшість покупців залишають обидва станції на одному продукті, щоб спростити регулювання товщини стінок і балансування.
Як накопичувальна головка впливає на вихід двопоршневої станції для великих контейнерів порівняно з однопоршневою?
Для контейнерів об'ємом понад 20 літрів акумуляторна головка зберігає розплав та забезпечує швидкий процес формування. У налаштуванні з двома станціями головка служить для чергуючих станцій, тому час заповнення прокалу перекривається часом охолодження в іншій станції. Тут двопостова станція забезпечує високу продуктивність, тому що в одному постайному пристрої машина затримується, чекаючи, поки головка закінчить заповнення, перед початком формування наступної деталі.
Яка зазвичай площа приміщення збільшується при переходу від однопоточної моделі до двопоточної?
Машина з двома станціями приблизно в 1,6-2,2 рази довша в осьній площині клямби, оскільки вона оснащена двома вузлами прес-площин і механізмом перенесення. Ширина не змінюється. Плануйте більший відпечаток плюс додаткову довжину рециркуляційного каналу і конвеєра викиду і перевіряйте як довжину конструкції, так і здатність охолодження, перш ніж оформляти замовлення.
Яку серію Аполлона вибрати для продуктів до 20 л порівняно з після 20 л?
Для контейнерів об'ємом від 200 мл до 20 л слід вибирати серію Apollo ABLB або повністю електричну серію. Для баків і баків об'ємом від 20 л до 1500 л слід використовувати серію Apollo ABLD, яка побудована на основі важких аккумуляторних головок і високого кута зсуву, призначеного для великих форм об'ємним трубопроводом.
Як контроль товщини стінки пов'язаний з конфігурацією робочої станції?
Програмування товщини стінки застосовується для кожного голови штампу, а не для кожного стану. Двомісткова машина з одним головою використовує один програмувальний файл для обох станів. Якщо додати другий незалежний голів, кожному голові потрібний свій контролер. Кількість станів не змінить кількості програмованих точок; замість цього вона визначає, на скільки голів застосовується сервопривод, і чи деф штемпі поділяють одну і ту ж програму.
висновок
Вибір між одностанційною і дволагову установкою для екструзійного виливного формування не є питанням про те, яка з них краща в абстрактному сенсі, а про те, яка відповідає мікси продукції, обсягу, просторовому розташуванню та енергетичному профілю покупця. Одностанційні установки перемагають завдяки своєй простоті, низьким витратам на обробку, швидкій перепідготовці і невеликому площі, що робить їх ідеальними для сировини, малої місткості і виготовлення замовлень. Дволагові установки перемагають за показником випуску, оскільки вижимають впусту чергові час екструдера і накопичувача, підвищуючи обсяги виробництва в 1,2-1,9 рази в залежності від розміру контейнера, зменшуючи в той же час затрати енергії й труда на одну бутылку в обмін на більші витрати на покупку, обробку та підготовку даної установки таким чином. Фабрика Wanplas, яка має понад 20 років досвіду в екструзійному виливному формуванні та більш ніж 4000 установок у понад 90 країнах, підтримує обидві конфігурації в лінійках ABLB, ABLD та повністю електричних - їх інженери, що займаються розробками, визначають, яка конфігурація найкраща для конкретного покупця на основі фактичного річного попиту та робочого часу, а не на основі стандартних значень, що наведені в каталозі. Для більшості виробників з високим обсягом випуску невеликих пляшок двоволова ABLB стала найефективнішою альтернативою; для виробників великих контейнерів двоволова ABLD зі спіраллю струму забезпечує мінімальний обсяг виконуваної роботи; а для обмежених або самостійних компаній - одностанційна ABLB залишається найпрозорішою альтернативою. Правильне рішення, яке прийнято на основі матриці з даної статті та підтвердженої у випробувальному насосі, перетворює вибір конфігурації з теоретичного увагу в мірування вкладу в наповнення продуктивності.
