Выбрать страницу

ПОДРОБНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЗОР · 15 МИН. ЧТЕНИЯ

Как работает литье под давлением с растяжением и выдувом: полное техническое руководство

От гранул сырой смолы до кристально чистой ПЭТ-бутылки менее чем за 20 секунд — это важнейший производственный процесс в современной упаковке напитков, косметики и фармацевтических препаратов. В этом руководстве объемом 3500 слов мы подробно рассмотрим каждый этап цикла ISBM, физические принципы двухосного растяжения, совместимость материалов PET, PETG, Tritan и PC, а также реальные компромиссы между 3-позиционной, 4-позиционной и 6-позиционной архитектурами.

Ознакомьтесь с нашим каталогом оборудования ISBM →

В этом руководстве

  1. Что такое литье под давлением с растяжением и выдувом?
  2. Основной процесс ISBM: объяснение 4 этапов.
  3. Почему важна двуосная ориентация (физика)
  4. Материалы, которые можно обрабатывать на машинах ISBM.
  5. Компромиссы между 3-станционными, 4-станционными и 6-станционными системами.
  6. Основы проектирования заготовок
  7. Одноэтапное против двухэтапного: почему пошаговое производство выигрывает
  8. Общие области применения в различных отраслях
  9. Типичные показатели производства
  10. Вспомогательное оборудование, не входящее в состав машины.
  11. Преимущества ISBM для современной упаковки

1. Что такое литье под давлением с растяжением и выдувом?

Литье под давлением с выдувным формованием (обычно сокращенно ISBM) — это производственный процесс, который используется для изготовления практически всех прозрачных ПЭТ-бутылок, которые вы найдете на полках магазинов в Корее или Восточной Азии. Бутылки для воды, контейнеры для сока, косметические флаконы, фармацевтические ампулы, бутылки для бытовой химии, даже 5-литровые бутылки для воды. Если бутылка изготовлена ​​из прозрачного ПЭТ и имеет резьбовое горлышко, она почти наверняка была изготовлена ​​на машине ISBM. Этот процесс объединяет две традиционно раздельные операции — литье под давлением и выдувное формование — в единый интегрированный цикл, который берет исходные гранулы смолы и выдает готовую бутылку за 12–25 секунд в зависимости от размера бутылки и количества полостей.

Ключевое слово в названии — потягиватьсяВ отличие от простого экструзионно-выдувного формования (ЭВГ), при котором расплавленный пластик надувается до упора в стенку формы, и в отличие от обычного инжекционно-выдувного формования (ИВГ), при котором заготовка выдувается без осевого растяжения, при ИВГ заготовка намеренно удлиняется с помощью механического растягивающего стержня до и во время надувания. Это двухосное растяжение создает кристаллическую молекулярную структуру внутри стенки ПЭТ, что обеспечивает значительное улучшение сопротивления падению, прочности на верхнюю нагрузку и газобарьерных свойств. Физические принципы мы рассмотрим в Модуле 3, но суть проста: бутылки, изготовленные методом выдувного формования с растяжением, прочнее, прозрачнее и легче, чем их нерастянутые аналоги, и именно эта разница в характеристиках сделала ИВГ доминирующей технологией для премиальной ПЭТ-упаковки во всем мире.

Машины ISBM выпускаются в двух основных вариантах архитектуры. Одноступенчатые (также называемые одноступенчатыми) машины, подобные тем, что используются в наших 4-станционная машина ISBM Двухступенчатые машины, в которых литье под давлением и выдувание выполняются в одной и той же машине, удерживая заготовку на стержне от расплава до готовой бутылки. Двухступенчатые машины производят заготовки на одной линии и выдувают их на отдельном блоке повторного нагрева и выдувания. Для корейских заводов, производящих от 3 до 30 миллионов бутылок в год — что охватывает подавляющее большинство региональных производителей напитков, косметики и фармацевтической продукции — одноступенчатый подход имеет решающее преимущество с точки зрения энергосбережения, процента брака и занимаемой площади. Мы вернемся к этому сравнению в модуле 7.

Работает машина для литья под давлением и выдувного формования.

2. Основной процесс ISBM: объяснение 4 этапов.

Каждый одноэтапный цикл ISBM проходит четыре функциональных этапа, хотя архитектура машины различается по количеству физических станций, используемых для их выполнения. Вот что происходит от исходной смолы до готовой бутылки, шаг за шагом.

Этап 1 — Литье заготовки под давлением

Гранулы сырой ПЭТ или ПЭТГ смолы подаются из бункера в пластифицирующий шнек — обычно диаметром от 40 до 60 мм с соотношением длины к диаметру 24:1 — где контролируемые нагревательные ленты расплавляют смолу при температуре от 275 до 290 градусов Цельсия для стандартного ПЭТ. Расплавленный пластик впрыскивается под высоким давлением через горячеканальный коллектор в полость пресс-формы, которая формирует его вокруг охлажденного стержня. В результате получается заготовка: промежуточная деталь в форме пробирки с полностью сформированным горлышком на одном конце и закрытым куполом на другом. В зависимости от целевого флакона, вес заготовок составляет от 3 граммов (для флаконов с глазными каплями объемом 15 мл) до 130 граммов (для 5-литровых бутылок с водой).

Усилие смыкания пресс-формы, необходимое для удержания её в закрытом состоянии при давлении в полости, варьируется от 50 кН на компактных одногнездных машинах до 785 кН на наших самых мощных машинах. HGY250-V4 и платформы BPET. Это наименее ценимый параметр при закупке станков ISBM, поскольку недостаточная сила зажима приводит к образованию заусенцев на линиях разъема и вынуждает операторов уменьшать количество полостей, чтобы обойти это ограничение.

Этап 2 — Термическая обработка (опционально)

На 4- и 6-позиционных машинах специальная станция кондиционирования изменяет температуру стенки заготовки после впрыска. Инфракрасные нагреватели подают разный нагрев в определенные зоны заготовки — как правило, поддерживая температуру тела немного выше, чем в области горлышка, — так что последующий этап растяжения обеспечивает равномерную толщину стенки даже на бутылках овальной или асимметричной формы. Именно эта станция делает 4-позиционную архитектуру предпочтительным выбором для премиальных флаконов корейской косметики и баночек неправильной формы. 3-позиционные машины полностью пропускают этот этап, полагаясь на остаточное тепло от впрыска для продвижения заготовки к выдуванию; это хорошо работает для круглых бутылок, но ограничивает возможности архитектуры по обработке сложных форм.

Этап 3 — Выдувное формование с растяжением

Именно здесь происходит волшебство. Термообработанная заготовка помещается в полость выдувной формы, где сервоуправляемый растягивающий стержень опускается вдоль оси, удлиняя заготовку вдоль механических упоров. Одновременно через растягивающий стержень или через отдельный выдувной патрубок подается воздух высокого давления от 2,0 до 3,5 МПа, радиально растягивая заготовку вдоль охлажденных стенок выдувной формы. Совместное осевое и радиальное растяжение создает двуосную молекулярную ориентацию — кристаллическую решетку, которую мы подробно рассмотрим в следующем модуле, — и ПЭТ охлаждается вдоль стенок формы, принимая форму бутылки, за миллисекунды.

Этап 4 — Вынос и охлаждение

Роботизированный захват снимает готовую бутылку с стержня и устанавливает ее вертикально на выходной конвейер. Поскольку ПЭТ на этом этапе еще слегка теплый (обычно от 45 до 60 градусов Цельсия), конвейер длиной не менее 2 метров, ведущий к окружающей среде, обеспечивает стабилизацию размеров до того, как бутылка попадет на любую последующую станцию ​​упаковки или розлива. Для корейских фармацевтических и пищевых предприятий этот полностью закрытый путь от расплава до бутылки позволяет ISBM соответствовать требованиям GMP для чистых помещений без дополнительного изоляционного оборудования — ни одна рука человека не касается заготовки или бутылки на любом этапе производства.

процесс литья под давлением с растяжением и выдувным формованием-1

3. Почему важна двуосная ориентация (физика)

Вот вопрос, который отличает инженеров ISBM от торговых представителей: почему 15-граммовая ПЭТ-бутылка, произведенная на машине ISBM, выдерживает падение с высоты 1,5 метра на бетонный пол, в то время как 15-граммовая бутылка из ПЭВП, произведенная на экструзионной выдувной машине, трескается при первом же ударе? Ответ не имеет ничего общего с химией материала, а связан исключительно с молекулярной ориентацией.

ПЭТ (полиэтилентерефталат) — это полукристаллический полимер, то есть он может существовать как в аморфном (неупорядоченном), так и в кристаллическом (упорядоченном) молекулярном состоянии в зависимости от способа обработки. В аморфном состоянии длинные молекулярные цепи ПЭТ свернуты случайным образом, как вареные спагетти. В двуосноориентированном состоянии эти цепи выпрямлены и выровнены в двух перпендикулярных направлениях — осевом (вдоль высоты бутылки) и кольцевом (по окружности бутылки) — образуя переплетенную кристаллическую решетку, которая придает бутылке прочность.

литье под давлением с растяжением и выдувным формованием для 1

Для достижения оптимальной двуосной ориентации обычно требуются коэффициенты растяжения от 2,5:1 до 3,0:1 по оси и от 4,0:1 до 4,5:1 по окружности, которые, умноженные друг на друга, дают общий коэффициент растяжения по площади от 10:1 до 13,5:1. Ниже этих значений полимерные цепи остаются частично разупорядоченными, и бутылка демонстрирует побеление под воздействием напряжения при ударе. Выше этих значений происходит то, что инженеры ISBM называют... чрезмерное растяжение — характерная перламутровая мутность, которая ухудшает прозрачность бутылки. Узкий промежуток между недостаточным и чрезмерным растяжением объясняет, почему проектирование заготовки (определяющее исходную геометрию) имеет такое решающее значение, — эту тему мы рассмотрим в Модуле 6.

Практические преимущества двухосной ориентации измеримы и существенны. Прочность на верхнюю нагрузку (сила, которую бутылка может выдержать до разрушения под вертикальным давлением, что важно для штабелирования на поддонах) увеличивается примерно на 30 процентов по сравнению с неориентированным ПЭТ. Кислородные барьеры улучшаются до 20 процентов, что напрямую влияет на срок годности чувствительных продуктов, таких как соки и пиво. Ударопрочность значительно повышается, поэтому упавшая бутылка с водой отскакивает, а не разбивается. А поскольку ориентированный ПЭТ прочнее на единицу веса, владельцы брендов могут уменьшить вес своих бутылок на 10–15 процентов без потери структурной целостности — это самый большой рычаг экономии средств в экономике упаковки.

4. Материалы, которые можно обрабатывать на машинах ISBM.

Современные машины ISBM удивительно универсальны в плане работы с различными полимерными материалами. Корейские заводы регулярно обрабатывают семь различных конструкционных пластиков на одном и том же шасси, каждый из которых имеет свой технологический диапазон, требования к коэффициенту растяжения и области применения.

Различные бутылки из ПЭТ, ПЭТГ и тритана, произведенные на оборудовании ISBM.

Смола Температура плавления (°C) Типичное применение
ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ 275-285 Бутылки с водой, напитки, стандартные флаконы для косметики.
ПЭТГ 225-245 Баночки для корейской косметики, флаконы для сывороток премиум-класса.
ПКТГ 240-270 Высококачественные косметические баночки с толстыми стенками, прозрачные контейнеры.
ПК 280-310 Многоразовые спортивные бутылки, контейнеры, пригодные для мытья в посудомоечной машине.
Тритан 260-290 Детские бутылочки для кормления без бисфенола-А, безопасная для детей упаковка.
ПП 200-230 Полупрозрачные фармацевтические флаконы, химические контейнеры
ППСУ 310-340 Детские бутылочки, пригодные для автоклавной стерилизации, медицинские контейнеры.

Выбор между полимерными смолами обычно сводится к трем факторам: оптическая прозрачность, термостойкость и стоимость. ПЭТ является универсальным вариантом по умолчанию, поскольку обеспечивает 85 процентов прозрачности стекла при 20 процентах стоимости за килограмм. ПЭТГ и ПКТГ повышают прозрачность и блеск за счет термостойкости, поэтому они доминируют в премиальной косметической упаковке, но непригодны для розлива горячих напитков. Тритан и ППСУ выдерживают многократную стерилизацию и работу с горячими жидкостями, но стоят в 3-5 раз дороже стандартного ПЭТ, поэтому их используют для детских бутылочек и медицинских изделий, где нормативные требования оправдывают более высокую цену.

Переработанный ПЭТ (rPET) заслуживает отдельного упоминания, поскольку владельцы корейских брендов все чаще указывают содержание переработанного материала от 25 до 50 процентов в целях повышения экологической устойчивости. Обработка rPET отличается от обработки первичного ПЭТ — более низкое значение IV, более высокая чувствительность к влаге, переменное загрязнение — и требует специальных конфигураций оборудования, включая биметаллические шнеки и хромированные вкладыши цилиндров, если содержание переработанного материала превышает 50 процентов. Более подробно об обработке rPET мы расскажем в отдельной статье, которая выйдет в ближайшее время.

5. Компромиссы между 3-станционными, 4-станционными и 6-станционными системами.

Оборудование ISBM выпускается в трех основных вариантах количества станций, и выбор подходящей для вашего производства — одно из наиболее важных решений при выборе оборудования. Количество станций определяет время цикла, энергоэффективность, гибкость формы бутылок и капитальные затраты — и каждая конфигурация имеет решающее значение в конкретном производственном сценарии.

3-станционная архитектура Система объединяет процессы впрыска, выдувания и извлечения в трех вращающихся положениях, минуя специальную станцию ​​термообработки. Это позволяет сэкономить примерно от 3 до 5 секунд на цикл по сравнению с 4-позиционными конструкциями, что приводит к увеличению производительности на 15–22% в час при производстве стандартных круглых бутылок. 3-станционная машина ISBM Семейство станков, включая BPET-94V3 с лучшим в отрасли усилием смыкания при впрыске 785 кН, оптимизировано для крупносерийного производства круглых бутылок для воды, напитков и емкостей для бытовой химии. Ограничение: без предварительной подготовки станок с трудом справляется со сложными овальными или асимметричными геометрическими формами, где требуется дифференциальный нагрев заготовки для предотвращения образования тонких углов.

4-станционная архитектура В конструкции предусмотрена отдельная станция нагрева и предварительного выдувания между этапами впрыска и выдувания. Этот дополнительный этап позволяет машине производить высококачественные косметические флаконы K-beauty, фармацевтические флаконы со сложной геометрией горлышка и любые другие флаконы, где равномерность толщины стенок важнее, чем время цикла обработки сырья. 4-позиционная платформа является стандартным выбором на корейском рынке для среднеобъемного производства косметической, фармацевтической и пищевой продукции. Наша компактная 4-позиционная платформа BPET-70V4 подходит для пилотного и научно-исследовательского производства, а сверхпрочная HGY150-V4 Обслуживает линии по производству средних объемов продукции.

6-станционная архитектура Это более новая разработка, которая добавляет вторую параллельную станцию ​​впрыска к четырехстанционной компоновке. Двойной подход к впрыску фактически удваивает почасовую производительность обычной четырехстанционной платформы, при этом используя одну и ту же инфраструктуру для выдувания, кондиционирования и выгрузки. Для заводов, производящих от 5 до 30 миллионов бутылок в год одного вида продукции, шестистанционная конструкция обеспечивает экономичность двух меньших машин на площади одной. Флагманская модель Ever-Power HGYS280-V6 является эталонной реализацией данной архитектуры.

Полная компоновка производственной линии для литья под давлением с растяжением и выдувным формованием.

6. Основы проектирования заготовок

Девяносто процентов дефектов бутылок, изготавливаемых по стандартам ISBM, возникают на этапе изготовления заготовки. Неравномерность толщины стенок, помутнение, тонкие углы, заусенцы на резьбе горлышка — все это связано с особенностями конструкции заготовки до изготовления пресс-формы. Однако проектирование заготовок — наименее обсуждаемая тема при принятии решений о закупке продукции ISBM, поэтому мы рекомендуем корейским покупателям привлекать нашу инженерную команду на ранних этапах любого нового проекта по изготовлению бутылок, до начала механической обработки стали.

Заготовка имеет три критические области. отделка грифа Форма горлышка формируется на этапе литья под давлением и никогда не изменяется в процессе выдувания, а это значит, что любые проблемы с допуском резьбы на этом этапе напрямую влияют на готовую бутылку. Стандарты обработки горлышка соответствуют отраслевым стандартам — PCO 1881 для напитков, 28-400 и 28-410 для косметики, 24-415 для фармацевтической продукции — и наши пресс-формы обеспечивают допуск резьбы горлышка в пределах 0,02 мм для совместимости с автоматизированной укупоркой.

Он преформа тела Это цилиндрическая секция, которая будет растягиваться радиально во время выдувания. Толщина стенки корпуса определяет конечную толщину стенки бутылки за счет коэффициента растяжения по окружности, а длина корпуса определяет высоту готовой бутылки за счет коэффициента осевого растяжения. Для бутылки объемом 500 мл типичная заготовка имеет внешний диаметр 22 мм, толщину стенки 3 мм и длину 95 мм, в результате чего после двухосного растяжения получается готовая бутылка диаметром около 90 мм, толщиной стенки 0,3 мм и высотой 220 мм.

Он преформа ворот Это место, где расплавленная смола поступает в полость пресс-формы во время впрыска. Конструкция литникового канала влияет на баланс заполнения многогнездных пресс-форм, время цикла и риск дефектов кристаллизации в области литникового канала. Для большинства корейских применений мы используем литниковые каналы с горячим наконечником и индивидуальным ПИД-регулированием температуры для каждого гнезда, что позволяет пресс-формам с 12 и 16 гнездами обеспечивать постоянство веса бутылок в пределах 0,3 грамма.

Одна деталь, которая удивляет новых покупателей ISBM: одну и ту же готовую бутылку можно изготовить с использованием разных конструкций заготовок, и этот выбор влияет на все последующие этапы производства. Более тяжелая и короткая заготовка позволяет получить бутылку с более толстыми стенками и лучшей устойчивостью к каплепадению, но при этом увеличивается стоимость смолы на единицу продукции. Более легкая и длинная заготовка позволяет получить бутылку с более тонкими стенками и меньшей стоимостью материала, но требует более жесткого контроля процесса во избежание обесцвечивания под воздействием напряжения. Наша инженерная команда проводит моделирование коэффициента растяжения для каждого нового проекта по производству бутылок, прежде чем рекомендовать оптимальную геометрию заготовки — эта услуга входит в наш пакет услуг. изготовленная на заказ пресс-форма ISBM процесс проектирования.

7. Одноэтапное против двухэтапного: почему пошаговое производство выигрывает

Самый давний спор в производстве ПЭТ-бутылок — это вопрос о том, стоит ли покупать одноступенчатую машину ISBM (интегрированная система впрыска и выдувания) или двухступенчатую установку (отдельная линия впрыска преформ плюс последующая машина повторного нагрева и выдувания). Для корейских заводов, производящих от 3 до 30 миллионов бутылок в год — а это практически все региональные предприятия по розливу напитков, контрактному розливу косметики и фармацевтической упаковки — ответ почти всегда одноступенчатый. Вот почему.

Энергетическая экономика Отдавайте предпочтение одноэтапному процессу. В двухэтапном процессе заготовки охлаждаются после впрыска, хранятся в течение нескольких дней или недель, а затем снова нагреваются на отдельной машине для повторного выдувания. Энергия расходуется дважды на производство одной бутылки. Одноэтапное производство поддерживает оптимальную температуру выдувания заготовки на стержне, используя остаточное тепло впрыска вместо повторного нагрева. Корейские заводы сообщают о снижении энергопотребления на 30-40% на бутылку при одноэтапном производстве по сравнению с двухэтапным производством аналогичных товаров.

Процент отказов Также предпочтение отдается одноэтапному производству. Двухэтапное производство подвергает заготовки воздействию царапин при хранении и транспортировке, влаге при воздействии окружающей среды, а также загрязнению поверхности пылью и статическим электричеством. Типичный процент брака при двухэтапном производстве составляет от 1 до 3 процентов, в основном из-за дефектов поверхности. Процент брака при одноэтапном производстве стабильно ниже 0,5 процента, поскольку бутылка никогда не покидает закрытую среду оборудования между расплавлением и извлечением.

Экономика использования площади помещений Завершим рассмотрение случая. Двухэтапная установка требует линии литья под давлением, склада для хранения преформ и отдельной машины для повторного нагрева и выдувания — как правило, общей площадью от 300 до 500 квадратных метров. Аналогичная одноэтапная линия занимает менее 40 квадратных метров, включая вспомогательное оборудование. Для корейских заводов, платящих высокие цены за коммерческую недвижимость, эта разница не является незначительной.

Двухэтапная технология по-прежнему выигрывает в экстремальных масштабах — при объеме производства более 50 миллионов бутылок в год на одну торговую марку, экономические показатели производства отдельных заготовок становятся конкурентоспособными по сравнению с одноэтапной технологией. Но для корейских малых и средних предприятий, занимающихся производством упаковки в объеме от 3 до 30 миллионов единиц в год на одну торговую марку, одноэтапная технология ISBM является очевидным решением.

8. Общие области применения в различных отраслях.

Технология ISBM используется в пяти различных отраслях корейского и восточноазиатского рынков, каждая из которых имеет свои технические приоритеты. Вот как этот процесс реализуется в различных областях применения.

Розлив напитков и воды

Вода, соки, спортивные напитки, холодный чай — сектор напитков является крупнейшим потребителем бутылок ISBM в мире. Корейские региональные производители в Тэгу, Пусане и Ульсане обычно используют 4-8-гнездную оснастку для бутылок объемом от 500 мл до 2 л, достигая производительности от 2800 до 3500 бутылок в час на среднеразмерной 4-позиционной платформе. Для розлива воды в 5-литровые бутылки для доставки на дом и в офис используется усиленная 1-гнездная оснастка, производительность которой составляет около 140 бутылок в час.

Корейская косметика и премиальная косметическая упаковка

Корейские косметические бренды устанавливают мировые стандарты качества прозрачной упаковки. Флаконы для сывороток из PETG, баночки для крема из PCTG и сложные овальные флаконы для тоника требуют четырехпозиционной конструкции с использованием высококачественной стали S136, зеркальной полировки до уровня SPI A-1 и допуска на резьбу горлышка в пределах 0,02 мм для совместимости с автоматизированным укупориванием. Типичные объемы производства составляют от 20 000 до 100 000 единиц за кампанию, что обусловлено 90-дневным циклом запуска продукта, характерным для корейской косметики.

бутылка-8

Фармацевтическая и медицинская упаковка

Флаконы для глазных капель, флаконы для пероральных суспензий, емкости для физиологического раствора — фармацевтическое производство ISBM требует замкнутых циклов, совместимых с чистыми помещениями, строгих допусков по резьбе горлышка для защиты от вскрытия, а также часто использования поликарбоната (PC) или полипропиленсульфоната (PPSU) для автоклавной стерилизации. Корейские контрактные производители фармацевтической продукции в Тэджон и Чхонджу обычно используют 8-16-гнездную оснастку для флаконов объемом от 5 до 500 мл, при этом процент брака составляет менее 0,3%, что соответствует требованиям KFDA.

бутылка-3

Упаковка для пищевых продуктов и банки с широким горлышком

Контейнеры для корейской кимчи, кочуджанга, меда и растительного масла представляют собой отдельную категорию ISBM, поскольку формы с широким горлышком диаметром до 148 мм имеют гораздо большую площадь поверхности пресс-формы, чем стандартные бутылки. Мощные 4-позиционные машины с усилием смыкания литьевых форм 685 кН и усиленными основаниями пресс-форм из стали P20 справляются с этими задачами в конфигурации с 1-2 полостями, производя от 200 до 400 банок в час.

бутылка-1

Уход за детьми и упаковка без бисфенола-А

Для производства детских бутылочек из тритана, поликарбоната и полипропилена требуются термостабильные системы горячего литья с индивидуальным ПИД-регулированием для каждой полости, хромированные каналы для предотвращения застоя смолы и никелевые вкладыши для бутылочек из полипропилена. Корейские производители детских товаров в Ульсане и Пусане используют 4-8-гнездную оснастку для бутылочек объемом от 150 до 330 мл, при этом требования к нулевому пожелтению проверяются на каждой производственной смене.

бутылка-5

9. Типичные производственные показатели: время цикла, энергозатраты, процент брака.

Сравнение вашей работы по установке ISBM с отраслевыми стандартами — первый шаг к пониманию эффективности вашей деятельности. В таблице ниже приведены сводные показатели, которые мы наблюдаем на объектах в Корее и Восточной Азии — используйте их для проверки достоверности заявлений поставщиков и внутренних показателей.

Метрическая система 500 мл / 6 ячеек 1 л / 4-секционный 5 л / 1 ячейка
Время цикла (сек) 13-15 15-17 24-26
Почасовая производительность (б/ч) 1,600-1,700 900-1,000 135-150
Энергопотребление / 1000 бутылок (кВт·ч) 28-32 42-48 210-240
Процент брака (%) 0.3-0.5 0.3-0.5 0.5-0.8
Разница в толщине стенки (мм) ±0,03 ±0,04 ±0,06
Допуск на резьбу горловины (мм) ±0,02 ±0,02 ±0,03

Если ваш текущий объем производства значительно ниже этих показателей, первопричина обычно кроется в одном из трех факторов: неправильно подобранное вспомогательное оборудование (наиболее распространенным ограничением является мощность чиллеров), неоптимальная конструкция заготовки или отклонения параметров технологического процесса от первоначальных настроек при вводе в эксплуатацию. Аудит технологического процесса, проводимый нашей инженерной командой, обычно позволяет восстановить от 10 до 20 процентов потерянной производительности на оборудовании, установленном более трех лет назад.

10. Вспомогательное оборудование, помимо самого станка.

Станок ISBM достигает своей номинальной производительности только при условии правильного подбора вспомогательного оборудования. Недостаточный размер вспомогательного оборудования приводит к увеличению времени цикла на 10–20 процентов, что напрямую влияет на расчет окупаемости инвестиций. Вот что необходимо каждой линии ISBM помимо самого станка.

Он безмасляный винтовой воздушный компрессор Это важнейший вспомогательный процесс. Для продувки ISBM требуется воздух высокого давления от 2,0 до 3,5 МПа, а также воздух низкого давления для пневматического управления. Для применения в пищевой промышленности и фармацевтической отрасли обязательна сертификация класса 0, исключающая использование масла. Размер зависит от объема бутылки и количества полостей — для типичной линии с 6 полостями объемом 500 мл требуется от 3 до 4 кубических метров воздуха в минуту под высоким давлением.

Он чиллер и градирня Обеспечивается отвод тепла из полостей пресс-форм и гидравлической системы. Типичная заданная температура охлажденной воды составляет 12 градусов Цельсия при расходе 80 л/мин через контур пресс-формы, а вода в градирне используется для охлаждения гидравлического масла со скоростью 200 л/мин. Недостаточная мощность чиллеров является основной причиной неоптимального времени цикла на корейских установках ISBM — мы рекомендуем увеличить мощность на 20 процентов по сравнению с расчетной пиковой потребностью.

звездочка-цепь-вал отбора мощности

Он осушитель на основе смолы Перед впрыскиванием удаляет влагу из гранул ПЭТ, ПК и ППСУ. ПЭТ гидролизуется при содержании влаги выше 0,02%, образуя видимые серебристые полосы на готовой бутылке. На большинстве корейских установок стандартно устанавливается сушилка с бункером объемом от 100 до 200 кг со встроенным датчиком точки росы. Регуляторы температуры пресс-форм Необходимо поддерживать температуру стенок полости в диапазоне от 10 до 18 градусов Цельсия для ПЭТ и до 95 градусов Цельсия для ПК, что имеет решающее значение для качества поверхности и стабильности размеров.

Для дорогостоящих фармацевтических и косметических линий в качестве дополнительных вспомогательных средств могут использоваться следующие роботизированные конвейеры для выгрузки при вертикальном положении бутылки, системы визуального контроля которые маркируют бутылки, выходящие за пределы допустимых норм, до того, как они поступят в розлив, и автоматизированные паллетизаторы которые обеспечивают последующую упаковку без ручного вмешательства. Полный вспомогательный пакет обычно увеличивает стоимость основного оборудования на 25–40 процентов, но обеспечивает соразмерное повышение надежности производства.

11. Преимущества ISBM для современной упаковки

Технология литьевого выдувного формования с растяжением является доминирующей технологией производства ПЭТ-бутылок не случайно. Сочетание двухосной молекулярной ориентации, замкнутого цикла обработки, гибкости смолы и эффективности цикла позволяет получать бутылки, которые прочнее, прозрачнее, легче и чище, чем бутылки, изготовленные с использованием любой конкурирующей технологии. Для корейских и восточноазиатских упаковочных фабрик, производящих от 3 до 30 миллионов бутылок в год — что охватывает подавляющее большинство региональных применений в производстве напитков, косметики, фармацевтической продукции и пищевых продуктов — одноэтапное литьевое выдувное формование с растяжением является не просто предпочтительным решением, а единственным решением, обеспечивающим конкурентоспособную экономику производства.

Для любого покупателя ISBM ключевые решения сводятся к трем факторам: количество производственных станций (3 для больших объемов производства круглых бутылок, 4 для премиальных и сложных форм, 6 для высокопроизводительного производства), количество ячеек (в соответствии с годовыми целевыми показателями объема) и выбор материала (ПЭТ для напитков, ПЭТГ для косметики, тритан для детской косметики, ППСУ для медицинских изделий). Если правильно учесть эти три фактора на этапе закупки, то экономика последующего производства сама собой стабилизируется. Если же допустить ошибку, никакие оперативные решения не смогут компенсировать потери.

Компания Ever-Power на протяжении двух десятилетий специализируется исключительно на технологии ISBM (Install Service Mechanical Management – ​​сталь, обработанная методом литья под давлением), и установила более 500 станков в Корее, Японии, Вьетнаме, Таиланде, Индонезии и других странах. Наша инженерная команда проверяет каждый проект по производству бутылок перед резкой стали, проводит моделирование коэффициента растяжения для проверки осуществимости и оказывает поддержку при вводе в эксплуатацию на месте силами корейскоязычных инженеров. Если вы рассматриваете возможность приобретения станка ISBM или хотите оптимизировать существующую производственную линию, мы будем рады поделиться эталонными данными и используемыми нами методами принятия решений с каждым корейским клиентом.

литье-выдувное-инжекционное-формование-применение-6

Основные выводы

  • Технология ISBM объединяет литье под давлением и выдувание в единый интегрированный цикл, позволяя получить готовую бутылку за 12-25 секунд.
  • Двуосная молекулярная ориентация обеспечивает материалу 30% более высокую прочность на верхнюю нагрузку и до 20% лучшие газобарьерные свойства по сравнению с неориентированным ПЭТ.
  • На современных машинах ISBM перерабатываются семь конструкционных пластмасс: ПЭТ, ПЭТГ, ПКТГ, ПК, тритан, ПП, ППСУ.
  • Трехстанционная архитектура выигрывает по скорости; четырехстанционная — по гибкости формы; шестистанционная — по высокой производительности.
  • Одноэтапное производство превосходит двухэтапное по энергозатратам (экономия 30-401 тонна на тонну продукции), проценту брака (менее 0,51 тонны на тонну против 1-31 тонны на тонну продукции) и производственной площади при годовом объеме производства 3-30 млн тонн.
  • Конструкция заготовки определяет качество бутылок (90%) — инвестируйте время инженеров именно в этот аспект, прежде чем резать сталь для пресс-форм.

Готовы спланировать свою производственную линию ISBM?

Отправьте нам чертеж вашей бутылки, целевой годовой объем производства и предпочтительные смолы. Наша корейская инженерная команда предоставит полный отчет о целесообразности в течение 48 часов, включая рекомендации по оборудованию, оптимизацию количества полостей, оценку времени цикла и прозрачное ценообразование.

Запросить консультацию по целесообразности →

Редактор: Cxm

 

Виртуальный тур по нашей фабрике

ТЭГИ: