Hírek műanyag-feldolgozó és újrafeldolgozó szakcikkekből
A szakcikkekben bemutatott tartalomért kizárólag a megnevezett szerzők vagy vállalatok felelnek.
Első fröccsöntési alkalmazás polivinil-alkohollal (PVAL) sorozatgyártásban
Reinhard Bauer - Technokomm, a Wittmann Battenfeld GmbH részéről
Korábban kevéssé ismert műanyag a polivinil-alkohol (PVAL). Kiemelkedő tulajdonsága, hogy vízoldható és ugyanakkor nagy ellenálló képességgel rendelkezik a legtöbb kontakt vegyi anyaggal szemben. A PVAL mindenekelőtt kevéssé ismert, mert eddig fóliákat lehetett gyártani, de fröccsöntött alkatrészeket nem. Ennek oka az anyagparaméterek széles skálája, amely a szakaszos gyártási módszer kísérő körülménye. A fordulópontot csak az osztrák/lengyel Buzek Plastic fröccsöntő vállalat megoldási megközelítései hozták létre, amely 10 év alatt és több evolúciós szakaszban nagyszabású gyártási technológiát dolgozott ki a vízoldható többkamrás mosószeres tartályok (1. ábra) és több mint 1,3 milliárd egység gyártására./Gyártási év. A gépek és az automatizálási technológiák Wittmann Battenfeldtől származnak.
Polivinil-alkohol, egyedülálló tulajdonságai ellenére nagyrészt ismeretlen
A polivinil-alkoholt (PVAL) 1924-ben állították elő először Wilhelm Hermann és Wolfram Hдhnel német vegyészek, ezzel az egyik legrégebbi műanyagtípus. Ebben az összefüggésben érdekes, hogy a PVAL nem állítható elő közvetlenül a vinil-alkohol-monomerből, hanem csak a még régebbi műanyag polivinil-acetátból (PVAC) származó, 1913-ig visszanyúló nátronlúggal végzett hidrolízis (más néven szappanosítás) kerülő útján. Először Fritz Klatte német vegyészt is gyártották. Az is érdekes, hogy a két műanyagnak különböző tulajdonságai vannak annak ellenére, hogy közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz. A polivinil-acetát vízben, butanolban, dietil-éterben, petróleum-éterben és alifás szénhidrogénekben oldhatatlan, de oldható alacsonyabb szénatomszámú alkoholokban, számos ketonban, észterben, ciklikus éterben, aromás és klórozott szénhidrogénekben. Nem így a poli (vinil-alkohol) esetében: vízoldékony, de ellenáll a legtöbb vízmentes szerves oldószernek.
A polivinil-alkohol termelését úgy lehet szabályozni, hogy a PVAC vagy teljesen, vagy csak részben alakuljon át PVAL-vá. Minél több acetátmaradvány marad a polivinil-alkoholban, annál alacsonyabb az oldhatóság a vízben. Ennek kapcsán az olvadáspont, az olvadékviszkozitás és a feldolgozási paraméterek is változnak. Míg a teljesen hidrolizált PVAL olvadáspontja körülbelül 230 ° C, addig a részlegesen hidrolizált típusoknál 180 és 200 ° C között van. A sűrűség az anyag típusától függően 1,21 és 1,31 g/cm3 között van.
Mindkét műanyagban közös a rövidebb polimer lánchossz, mint a többi műanyagban. 100 és 5000 között van, és tételenként változik, a folyamat körülményeitől függően. A PVAL kapcsolódó mechanikai tulajdonságai a víztartalomtól is függenek, mert a diffundált víz lágyítószerként működik. Ezért a PVAL magas páratartalom mellett elveszíti szakítószilárdságát, de rugalmasságot nyer.
Ezenkívül a PVAL nagyon jó rétegképző és nagyon nedvesíthető. Ennek eredményeként a vizes oldatokat ragasztóként vagy tapadás- és sűrítőszerként használják a hajlakkokban vagy samponokban. Szintén adalékként a papírfeldolgozásban, de formakiválasztó szerként a szálas kompozit alkatrészek gyártása során is, amelyeket aztán le lehet mosni. A PET palackgyártás során a PVAL-t CO2-védőrétegként használják. A fóliák gyártása szintén meglehetősen gyakori, például azoknak a zacskóknak a csomagolására, amelyek állítólag feloldódnak. Kicsit egzotikusabbak a törvényszéki technológiák, ahol PVAL bevonattal ellátott párnákat használnak a füst nyomainak elnyelésére.
PVAL fröccsöntés = új talaj törés
Majdnem 100 éves története során a polivinil-alkohol-vegyületeket alig vagy soha nem dolgozták fel fröccsöntéssel. A fő ok mind a termékötletek hiánya, mind az anyagjellemzők akár plusz/mínusz 20 százalékkal ingadoztak.
Néhány előzetes teszt után egy alacsony viszkozitású PVAL típus jelent meg kiindulópontként egy fröccsönthető anyaghoz, amelyet eredetileg a papíripar számára fejlesztettek ki. Ez képezte azt a kiindulási pontot, ahonnan egy iteratív vizsgálati programban feldolgozható segédanyagok hozzáadásával működőképes vegyületet fejlesztettek ki. Miután ez rendelkezésre állt, elő lehetett állítani a vékony falú edényt (1. ábra), amelynek mérete kb. 30 x 40 x 15 mm volt, először egy üreggel, majd egy 4 üreggel, végül egy 12 üreges formával. A BA 1000/500 CDK-SE és az EM 1600/350 típusú, teljesen elektromos fröccsöntő gépek Battenfeld műszaki központjában végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a gyors befecskendezés és a precíz fröccsnyomás-szabályozás áttörést eredményez, még akkor is, ha az elutasítási arány továbbra is az anyagadatok kötegeléssel kapcsolatos ingadozásának eredménye. 15-20 százalék körüli arány elfogadható volt.
Az alkalmazásfejlesztési projekt önállóvá válik
2005: Evolúció II. Szakasz: A 32 és 64-szeres termelő sejtek szabványossá válnak
Körülbelül egy év elteltével az eljárástechnika és az anyagvegyületek összetétele elég stabil volt ahhoz, hogy a termelés további bővítését fontolgassák. Mivel a termék kialakítását egyelőre nem változtatták meg, a ciklusidő 28 másodperc maradt, csakúgy, mint a selejtarány 15 százalék körüli. De tovább kellett fejleszteni a vizuális alkatrészek ellenőrzésének módját. Az egyes gépek értékelése helyett egy többsávos alkatrészátadási rendszer volt, amelyhez több gép csatlakozott, és egy központi ellenőrzési területre vezetett, ahol az emberek továbbra is megvizsgálták az egyes alkatrészeket.
2013/14: Evolution III. Szakasz: Új üzem, az Industry 4.0 koncepció alapján
Amikor 2012-ben a házon belüli termelés térkapacitását 19 termelőegység teljes mértékben lefoglalta, és további növekedési ütemtervek voltak napirenden, a Buzek-Plastic úgy döntött, hogy egy további gyártóüzemet épít az ügyfél gyárán kívül. Adott struktúráktól mentesen a legújabb gyártási módszereket kell alkalmazni. A fő gondolat a teljes adathálózat kialakításának vágya volt az összes gyártási lépésben, az önkontroll további lehetőségével, az Ipar 4.0 koncepcióiban leírt meghatározott minőségi tűréseken belül. A központi gondolat egy automatizált nulla hiba rendszer bevezetése volt a gyártási lépések önszabályozó összekapcsolásával (2. ábra).
A Buzek Plastic ügyvezető igazgatója, Andreas Huber: „Miután átadtuk kívánságainkat és ötleteinket több gépgyártónak, végül megtaláltuk a megfelelő együttműködési partnert a Wittmann csapatában, amely nyitott volt az innovációra.
Köszönhetően a fröccsöntő géppel kapcsolatos mindenre kiterjedő gyártási programjuknak és az interfész-technológiában való úttörő munkájuknak (Wittmann 4.0 rendszer) köszönhetően elképzeléseinket egy olyan vállalatról, amely bizonyos határokon belül szabályozza magát, nem utópiaként vetettük el, hanem lépten-nyomon megvalósítottuk velünk. "
A rendszerkoncepcióval párhuzamosan, a konténer vásárlóval szoros együttműködésben megkezdődött egy újratervezési folyamat, amelynek napirendjén a termék költségcsökkentése további súlycsökkentés, valamint a ciklus jelentős rövidítése révén történt. Először is: Ezt a célt 10 százalékkal kisebb súly (azonos külső dimenziók) és várható 25 százalékos ciklusrövidítés formájában lehet elérni. De ezzel kimerült a hidraulikus gépek hatékonysága. Úgy tűnt, hogy a szervo-elektromos fröccsöntési technológiára való átállás az egyetlen értelmes alternatíva. A szükséges méretű aggregátumok azonban még nem álltak rendelkezésre. Ezért ehhez még fejlesztési munkát kellett elvégezni. Andreas Huber és a Battenfeld technikusok közötti élénk párbeszéd során megkezdődött a teljesítményspecifikáció kidolgozása MacroPower E 450/2100 hibrid gép formájában, hidraulikus, 2 tányéros rögzítő egységgel, 450 tonna szorítóerővel és szervo-elektromos befecskendező egységgel. a 2100-as méret valósult meg először (3–5. ábra).
Mindegyik fröccsöntő gépet lineáris robotral és cirkulációs raklap transzferrel bővítették gyártási cellává az öntött alkatrész-tartályokhoz, csatolt formázott alkatrészek tesztelő és manipuláló állomásokkal. Különösen fontos, hogy igazodjon a drasztikusan megnövekedett termelési mennyiségekhez és minőségi követelményekhez
Vision rendszer az öntött alkatrészek értékeléséhez. Most 12 kamerával és tükörrendszerrel vannak felszerelve, a 64 öntött alkatrész öt oldaláról fényképeket készítenek ciklus-szinkronizált módon, és továbbítják azokat a downstream elemző rendszerhez. Szoftvere 23 lehetséges hibát képes felismerni (6. és 7. ábra). A hibás alkatrészeket a pick-and-place kezelő rendszer szétválogatja közvetlenül a fotóállomás után, és az alkatrész-puffer jó alkatrészeire cseréli őket. Ez biztosítja, hogy csak 100% -ban jó alkatrészeket továbbítsanak az automatikus csomagoló állomásra (8. és 9. ábra). A periférikus részeken belül minden feldolgozó állomás kommunikál egymással egy speciálisan kifejlesztett logisztikai algoritmus szerint, hogy ellensúlyozza a kapacitás ingadozásait.
Az új üzemben elért teljesítmény szintje összességében lenyűgöző. Nem csak, hogy nyolc év alatt több mint 400% -kal sikerült növelni az egy fröccsöntő cellánkénti gyártási mennyiséget, az elutasítások arányát is körülbelül 15 százalékról 3 százalék alá csökkentették.
Előrelátható az evolúció IV. Szakasza
Összességében elmondható, hogy az új üzem összes teljesen automatikus gyártási cellája már ismét teljesen kihasználva van. A következő evolúciós lépés a régi házon belüli termelés rendszereinek felváltása további termelő cellákkal az új üzemben. Megint csak nem a kapacitás növeléséről van szó, hanem a hatékonyság további növeléséről is. Az innovatív dizájn-kiigazításokkal, amelyekkel a termék súlya csökkenthető, konkrét kilátások vannak arra, hogy ezt még 300 százalékkal növelni tudjuk.
Wittmann Battenfeld GmbH
Wiener Neustдdter Strasse 81. szám
2542 Kottingbrunn, Ausztria
Tel .: +43 2252 404-0
Fax: +43 2252 404-1062