IBM против EBM:
11-пунктный технический и коммерческий обзор Сравнение

ПУНКТ 1

Разница в весе: IBM ±1% против EBM ±3%

Заготовка, изготовленная методом литья под давлением компанией IBM, формируется внутри закрытой полости при контролируемом давлении и температуре — масса впрыска определяется положением шнека в конце впрыска, что приводит к разбросу массы ±1% от впрыска к впрыску во всех полостях. Заготовка, изготовленная компанией EBM, экструдируется с контролируемой скоростью экструзии, но на массу заготовки влияют колебания температуры расплава, колебания противодавления шнека и время провисания заготовки до закрытия формы — что приводит к разбросу массы ±3%. Для корейских спецификаций фармацевтической тары, требующих веса ±2% для проведения испытаний партий в соответствии с нормативными требованиями, возможности процесса IBM с разбросом ±1% обеспечивают достаточный запас; разброс ±3% в EBM увеличивает риск того, что отдельные контейнеры выйдут за пределы диапазона спецификации ±2%.

ПУНКТ 2

Равномерность толщины стенки: контроль с помощью предварительной обработки IBM против контроля с помощью EBM ±10-20%

Толщина стенки корпуса IBM определяется конструкцией стенки заготовки в зоне впрыска — толщина стенки заготовки равномерно распределяется во время выдувания, поскольку стержень сердечника удерживает заготовку концентрично в момент выдувания. Толщина стенки заготовки EBM программируется с помощью программатора заготовки, регулирующего зазор головки экструдера во время экструзии, но провисание заготовки (сила тяжести тянет заготовку вниз до закрытия формы) и температурные колебания (внешняя поверхность заготовки охлаждается быстрее, чем внутренняя) приводят к изменению толщины стенки 10-20% по окружности корпуса. Для контейнеров из бытовых химикатов из ПЭВП, где характеристики ESCR зависят от минимальной толщины стенки в месте соединения основания и корпуса, равномерная толщина стенки IBM гарантирует, что каждая точка соответствует минимальным требованиям к толщине стенки; изменение толщины стенки 10-20% в EBM означает, что некоторые зоны контейнера могут иметь толщину стенки ниже минимальной, а другие — избыточный вес.

ПУНКТ 3

Размер горловины: требуется ли полное отверстие IBM или отсечка EBM?

Горлышко бутылки IBM формуется методом литья под давлением на станции 1 до получения окончательной резьбы и наружных размеров — бутылка выходит со станции снятия покрытия с полностью готовым, точно обработанным горлышком, не требующим дополнительной обрезки. EBM выдувает горлышко внутри выдувной формы из заготовки, но верхняя часть заготовки (над горлышком) должна быть обрезана после формования, оставляя срезанный край в верхней части горлышка, который требует удаления заусенцев на прецизионных фармацевтических контейнерах. Горлышко, изготовленное методом литья под давлением IBM, имеет наружный диаметр ±0,05 мм по сравнению с горлышком, изготовленным методом выдувного формования/обрезки EBM, с допуском ±0,15-0,30 мм — преимущество в точности в 3-6 раз, которое напрямую определяет стабильность момента затяжки крышки и надежность удержания крышки у корейских клиентов на линиях розлива.

ПУНКТ 4

Базовая конструкция: технология литья под давлением IBM против технологии сварки методом электронно-лучевой плавки.

Основание контейнера IBM формируется наконечником стержня в инжекционной полости — это литьевой пластик без сварного шва, без концентрации напряжений и с контролируемым выпуклым профилем, обеспечивающим стабильную устойчивость контейнера в вертикальном положении. Основание контейнера EBM формируется путем сжатия дна заготовки в выдувной форме — создавая зазор (также называемый хвостовым облоем) в центре основания. Зазор представляет собой двухосно ориентированный сварной шов под остаточным напряжением и является первым местом разрушения ESCR в контейнерах из ПЭВП, изготовленных методом выдувного формования, подверженных воздействию бытовых поверхностно-активных веществ. Бесшовное инжекционное основание IBM полностью исключает этот вид разрушения — критически важное преимущество IBM для корейских и мировых поставщиков контейнеров для бытовой химии, где разрушение основания ESCR является наиболее распространенным видом разрушения в полевых условиях.

ПУНКТ 5

Отходы: IBM ~0% против EBM 20-40% Parison Flash

IBM не производит отходов заготовки — каждый грамм смолы, поступающей в цилиндр IBM, превращается в стенку, горлышко или дно контейнера в готовом изделии. EBM производит 20-40% отходов заготовки (обрезки, срезанные сверху и снизу выдувной формы), которые необходимо измельчить в переработанный материал и либо вернуть в производство (что снижает процент первичной смолы, влияет на цвет и свойства), либо продать в качестве лома по цене значительно ниже цены первичной смолы. Для корейского производителя EBM, выпускающего 50 тонн ПЭВП в месяц, отходы 20% представляют собой 10 тонн ПЭВП в месяц, пересчитанных из стоимости продукции в стоимость переработанного лома — недостаток в стоимости материала, который IBM полностью устраняет.

ПУНКТ 6

Возможности тонкостенной обработки: IBM Preform Design против EBM Programmer

Возможность производства тонкостенных изделий методом электронно-лучевой плавки (ЭЛМ) определяется на этапе проектирования заготовки — толщина стенки инжекционной полости и коэффициент продувки определяют конечную толщину стенки контейнера. ЭЛМ обеспечивает стабильное качество тонкостенных изделий (до 0,3 мм при коэффициенте продувки 2:1), поскольку заготовка равномерно распределяет материал во время продувки стержня сердечника. Производство тонкостенных изделий методом электронно-лучевой плавки требует настройки программного обеспечения для заготовки и более чувствительно к колебаниям температуры заготовки в области тонких стенок — очень тонкие стенки, изготовленные методом ЭЛМ (менее 0,5 мм), более подвержены деформации при провисании заготовки и образованию микропор, чем тонкостенные изделия, изготовленные методом ЭЛМ, в том же диапазоне толщин.

ПУНКТ 7

Стабильность процесса: IBM Robust против EBM Ambient-Sensitive

Процесс литья под давлением в закрытой форме, используемый компанией IBM, нечувствителен к колебаниям температуры окружающей среды на заводе — заготовка формируется внутри терморегулируемой инжекционной полости и переносится в выдувную форму, оставаясь при этом при контролируемой температуре на стержне сердечника. Свободно висящая заготовка, используемая в технологии EBM, подвергается воздействию окружающего воздуха завода от момента экструзии до закрытия формы — изменения температуры на заводе (сезонные колебания температуры в Корее составляют 10-15 °C между летом и зимой) изменяют скорость охлаждения поверхности заготовки, влияя на ее вязкость при закрытии формы и вызывая изменение толщины стенок контейнера, что требует корректировки процесса. Корейские производители EBM обычно корректируют настройки программы для заготовки 2-4 раза за сезон; производители IBM обычно используют одни и те же параметры процесса круглый год.

ПУНКТ 8

Количество полостей: высококавитационная технология IBM против низкокавитационной технологии EBM.

Архитектура поворотного стола IBM позволяет размещать несколько комплектов стержней (обычно от 6 до 30 полостей на корейской серии Ever-Power ZQ) в пределах площади рабочей плиты машины — за один цикл работы машина производит один контейнер на один стержень. Однопозиционные машины EBM обычно работают с 1-4 полостями для небольших контейнеров, что ограничено размером экструзионной головки заготовки и площадью рабочей плиты пресс-формы. Преимущество IBM в высокой плотности стержней позволяет производить больше контейнеров на одной машине в час для контейнеров малого и среднего формата (10-250 мл), обеспечивая меньшую амортизацию машины и энергозатраты на один контейнер, чем EBM при аналогичных форматах.

ПУНКТ 9

Жизнь плесени

Пресс-формы для литья под давлением (IBM) изготавливаются из нержавеющей стали S136 или P20 с прецизионно обработанной литьевой и выдувной полостями с твердостью Rc 50-54 (S136) или Rc 28-34 (P20). Срок службы литьевой полости IBM для ПЭВП и ПП обычно составляет 5-10 миллионов циклов до необходимости повторной полировки и 15-20 миллионов циклов до замены размеров. Пресс-формы для выдувного формования (EBM) обычно изготавливаются из алюминия или стали P20 с более низкой твердостью — раздувание заготовки EBM при давлении 4-8 бар приводит к меньшему износу полости, чем литье под давлением IBM при 100-150 бар, но износ линии облоя в пресс-форме EBM (из-за многократного защемления) ограничивает срок службы пресс-формы EBM до 3-6 миллионов циклов, прежде чем износ кромки защемления ухудшит качество удаления облоя. Более длительный срок службы пресс-форм IBM позволяет распределить инвестиции в оснастку на большее количество контейнеров, снижая стоимость оснастки на один контейнер для долгосрочных программ IBM.

ПУНКТ 10

Площадь, занимаемая машиной

В компактной роторной машине IBM объединены станции впрыска, выдувания и вытяжки — корейская EverPower ZQ60 занимает площадь 3,8 × 1,4 × 1,8 м, включая основание машины. Для производства методом выдувного формования требуется машина для выдувного формования, а также отдельный обрезчик облоя, гранулятор для вторичного сырья, конвейер для вторичного сырья и бункер для вторичного сырья — общая площадь системы обычно в 3-5 раз больше, чем у аналогичной машины IBM при том же объеме производства контейнеров. Для корейских заводов, где стоимость площадей значительна (корейская промышленная земля стоит 2-5 млн вон/м²), компактная система IBM с одной машиной по сравнению с многокомпонентной компоновкой EBM представляет собой существенное преимущество с точки зрения затрат на производство.

ПУНКТ 11

Формирование овальных контейнеров

Преимущество EBM: процесс свободной заготовки позволяет раздувать ее в полости выдувных форм любой формы поперечного сечения — овальные, прямоугольные, треугольные и сильно асимметричные поперечные сечения — все это достижимо с помощью конструкции пресс-формы EBM. Заготовка IBM имеет цилиндрическую форму из-за технологических ограничений (стержень и инжекционная полость имеют круглую форму) — для овальных и некруглых контейнеров IBM требуются тщательно спроектированные выдувные формы и соотношения выдува заготовки к полости, которые обеспечивают однородность стенок по всему овальному периметру. Хотя получение овальных контейнеров IBM возможно, вариации соотношения выдува по овальному поперечному сечению сложнее контролировать, чем при использовании овальных EBM. Для программ производства овальных контейнеров, где форма бренда является основным требованием, EBM остается предпочтительным процессом, несмотря на преимущества IBM по остальным 10 критериям.

В 01

Почему точность измерения внешнего диаметра шейки гибких сплавов (IBM) составляет ±0,05 мм, а у гибких сплавов (EBM) — ±0,15–0,30 мм?

Точность формовки горловины методом IBM достигается за счет процесса литья под давлением на станции 1: резьба и внешний диаметр горловины формируются внутри закрытой стальной полости при давлении впрыска 100-150 бар, при этом горловина охлаждается у стенки полости до окончательных размеров перед открытием пресс-формы. Процесс литья под давлением в закрытой полости позволяет получить размеры горловины, точно повторяющие размеры стальной полости с допуском ±0,02-0,05 мм — тот же уровень допуска, что и при стандартном литье под давлением любого полимера. Метод EBM формирует горловину путем выдувания заготовки внутри вставки горловины выдувной формы при давлении нагнетания 4-8 бар — значительно более низком давлении, чем при литье под давлением IBM, что приводит к менее полному контакту со стенкой полости и, следовательно, к большему отклонению размеров. Типичным результатом геометрии горловины, сформированной методом выдувного формования при давлении нагнетания EBM, является отклонение внешнего диаметра горловины на ±0,15-0,30 мм. Корейские заказчики фармацевтической и косметической тары указывают диаметр горлышка ±0,05-0,10 мм для обеспечения стабильного момента затяжки при скорости линии розлива 200-400 порций в минуту — IBM надежно соответствует этим требованиям; для достижения этого уровня EBM требует тщательной оптимизации процесса и сортировки после производства.

В 02

Может ли IBM заменить технологию EBM для производства бытовых контейнеров из полиэтилена высокой плотности объемом 1 л?

Компания IBM может производить 1-литровые контейнеры из ПЭВП на корейских платформах Ever-Power ZQ110 и ZQ135 — обе машины поддерживают высоту бутылок до 2000 мм и диаметр бутылок, подходящий для производства 1-литровых контейнеров IBM. Однако при производстве 1-литровых контейнеров количество ячеек на IBM уменьшается по сравнению с форматами 100-300 мл (обычно 4-6 ячеек на 1 л на ZQ110 против 10-12 ячеек на 300 мл на той же машине). Технология EBM при производстве 1 л эффективно работает с 2-4 ячейками и обеспечивает аналогичную производительность, как и IBM в этом формате, при этом выигрывая от более низкой стоимости пресс-форм и возможности использования соэкструзии EVOH для барьерных применений, если этого требует химический состав продукта. Для круглых одноцветных 1-литровых бытовых контейнеров из ПЭВП без требований к точности укупорки технология EBM часто оказывается более экономически конкурентоспособной, чем IBM, в этом масштабе производства. Для фармацевтических контейнеров объемом 1 л или контейнеров для средств личной гигиены, где преимущества технологии IBM ESCR, точности горловины и отсутствия заусенцев имеют коммерческую ценность, технология IBM ZQ110 или ZQ135 остается предпочтительной. Компания Korea Ever-Power рекомендует обсудить конкретные характеристики контейнера, годовой объем производства и химический состав продукта, прежде чем выбирать технологию IBM вместо EBM для программ производства контейнеров объемом 1 л.

В 03

Вложения в пресс-формы IBM выше или ниже, чем вложения в пресс-формы EBM для одного и того же контейнера?

Инвестиции в пресс-формы IBM на одну полость выше, чем инвестиции в пресс-формы EBM для аналогичных контейнеров. Для IBM требуется три компонента пресс-формы на полость: литьевая полость (нержавеющая сталь S136, прецизионная обработка, полировка Ra 0,025 мкм), стержень (закаленная сталь, прецизионная шлифовка ±0,01 мм) и полость выдувной формы (сталь P20 или H13). Для EBM требуется один компонент пресс-формы на полость: выдувная форма (алюминий или сталь P20, более низкие требования к чистоте поверхности, без литьевой полости). Комплект из 10-гнездной пресс-формы IBM Korea Ever-Power для фармацевтических контейнеров из ПЭВП объемом 100 мл обычно стоит в 2-3 раза дороже, чем аналогичная 4-гнездная пресс-форма EBM для того же формата. Однако преимущество IBM в сроке службы (5-15 миллионов циклов против 3-6 миллионов циклов у EBM) и большее количество гнезд (10 гнезд IBM против 4 гнезд EBM) означают, что стоимость оснастки на один контейнер в течение всего срока службы программы сопоставима между IBM и EBM для долгосрочных программ с объемом производства более 10 миллионов контейнеров в год. Для краткосрочных программ с объемом производства менее 2 миллионов контейнеров в год алюминиевая оснастка, изготовленная методом EBM, при меньших инвестиционных затратах, как правило, экономичнее, чем стальная оснастка, изготовленная методом IBM.

В 04

Влияет ли измельченная древесина, полученная методом EBM, на свойства контейнеров при ее повторном использовании в производстве?

Да — переработанный в процессе производства полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) материал, полученный методом быстрой плавки (EBM), влияет на свойства контейнеров пропорционально проценту переработанного материала и количеству термических воздействий, которым он подвергался. Переработанный в процессе EBM полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) материал подвергается термической обработке не менее двух раз (экструзия и продувка) перед повторным измельчением — каждое термическое воздействие снижает молекулярную массу за счет разрыва цепей, уменьшая сопротивление растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) и ударную прочность по сравнению с первичным ПЭВП. Для корейских контейнеров из бытового ПЭВП, где основным критерием качества является спецификация ESCR, добавление переработанного в процессе EBM материала в количестве 10-30% (типичная практика производства EBM для управления экономикой процесса быстрой плавки) снижает ESCR композита ПЭВП ниже спецификации первичного полимера. Корейские спецификации фармацевтической тары обычно полностью запрещают содержание переработанного материала, что делает управление процессом быстрой плавки в процессе EBM вопросом соответствия для производителей фармацевтической продукции, использующих EBM. Технология IBM, исключающая образование окалины, полностью исключает необходимость повторного измельчения — контейнеры IBM производятся из первичной смолы по стандарту 100% без снижения термической активности при повторном измельчении, что влияет на показатели ESCR и ударопрочность контейнера.

В 05

С какими форматами контейнеров IBM действительно не может конкурировать по сравнению с EBM?

Процесс IBM не является предпочтительным для трех конкретных категорий контейнеров, где структурные характеристики процесса EBM обеспечивают лучшие экономические или технические результаты. Очень большие контейнеры (канистры 5–20 л, промышленные бочки): машины EBM с большой накопительной головкой могут производить контейнеры из ПЭВП объемом 5–20 л в одногнездных пресс-формах; IBM в таком масштабе требует очень больших усилий смыкания машины (ZQ135 с усилием 1350 кН — это максимум, установленный в Korea Ever-Power), и преимущество в количестве гнезд при больших форматах не компенсирует сложность и стоимость пресс-формы IBM. Многослойные контейнеры с барьером EVOH: соэкструзия EBM (5-слойная или 7-слойная с барьером EVOH) является стандартным процессом для контейнеров для агрохимикатов, пищевых масел и автомобильных жидкостей, требующих кислородного или растворительного барьера — соинъекция IBM для барьера EVOH технически сложна и коммерчески доступна только на специализированном оборудовании, не входящем в стандартный диапазон ZQ Korea Ever-Power. Контейнеры с сильно неровным поперечным сечением: технология EBM с раздуванием заготовки позволяет более естественно обрабатывать контейнеры с асимметричным поперечным сечением, цельными ручками и очень широкими овальными контейнерами, чем технология IBM с ограничением заготовок. Для всех остальных контейнеров объемом 5-500 мл с круглым или умеренно овальным поперечным сечением технология IBM на машинах серии Korea Ever-Power ZQ обеспечивает превосходное качество и сопоставимую или лучшую экономическую эффективность по сравнению с технологией EBM.

В 06

Как компания Korea Ever-Power помогает клиентам сделать выбор между IBM и EBM для новой программы по использованию контейнеров?

Консультации компании Korea Ever-Power по выбору технологического процесса для новых программ производства контейнеров основаны на структурированной методологии оценки, охватывающей 11 критериев, описанных в данном сравнительном руководстве. Korea Ever-Power запрашивает данные о технических характеристиках контейнеров (объем, материал, отделка горловины, толщина стенки, спецификация момента затяжки, требования к испытанию на падение, требования к химической совместимости), целевой годовой объем производства и данные о производственной среде (требования к чистому помещению, стоимость электроэнергии, доступная площадь). На основе этих данных Korea Ever-Power готовит рекомендации по выбору технологического процесса с подтверждающими данными: рекомендуемая модель оборудования, предполагаемое количество ячеек, модель годовой производительности, сравнение затрат на электроэнергию, оценка инвестиций в пресс-формы и сравнение общей стоимости владения за 5 лет между альтернативами IBM и EBM. Для корейских клиентов, переходящих с существующих программ EBM на IBM (в связи с требованиями к качеству фармацевтической продукции, отказами ESCR или проблемами соответствия требованиям к переработанному материалу), Korea Ever-Power дополнительно готовит сравнительный образец производственного цикла на машинах IBM серии ZQ с использованием текущих технических характеристик контейнеров клиента — предоставляя корейским клиентам данные для сравнения качества контейнеров IBM и EBM до принятия решения об инвестициях в оборудование. Обратитесь в компанию Korea Ever-Power в городе Ансан, провинция Кёнгидо, чтобы начать консультацию по выбору процесса для вашей конкретной программы использования контейнеров.