Основное и периферийное оборудование для полимерных производств: виды, назначение и выбор поставщика

На сегодняшний день существует несколько методов производства пластмассовых изделий, а именно экструзия, литье под давлением, формование и выдув. Экструзия и литьё наиболее распространённые методы производства полимерных изделий.

Более подробно в этой статье мы разберем особенности и задачи основного и периферийного оборудования, сравним ценовой диапазон разных производителей, поговорим о том, как выбрать такое сложное оборудование и на что обращать внимание, а также что является маркерами хорошего сервиса компании-поставщика при открытии нового производства изделий из пластмасс.

Оборудование для экструзии и литья

Экструзия

Экструзия – нагрев и размягчение, а затем продавливание полимерной массы через отверстие (фильеру) и придание ей нужной формы. Методом экструзии на линиях производятся, в основном, погонажные изделия: трубы для отопления, водоснабжения, канализации и прокладки коммуникаций, профиль, полимерные листы.

Экструзионные линии состоят из технологических узлов:

• Экструдер
• Экструзионная головка или фильера
• Вакуумный танк или вакуумная ванна с калибратором
• Ванна охлаждения
• Тянущее устройство
• Отрезное устройство
• Приемное устройство, намотчики

В зависимости от типа выпускаемой продукции некоторые элементы экструзионной линии могут быть заменены или добавлены.

Литье под давлением

Литье – нагрев и проталкивание полимерного сырья в жидком состоянии в специальную пресс-форму, где изделие обретает конечный вид. Методом литья с помощью термопластавтомата и литьевых форм производятся штучные предметы от простых до самых сложных геометрических форм: игрушки, канцелярия, элементы оргтехники и бытовой техники, предметы быта, садовая мебель и многое другое. 

Инжекционно-литьевые машины включают в себя следующие функциональные узлы: 

• модуль пластификации, где сырье разогревается до нужных температур и подается к узлу запирания; 
• пресс-форма, куда впрыскиваются полимеры и формируются изделия; 
• узел запирания, обеспечивающий смыкание и размыкание пресс-форм,  создание усилия, необходимого для сохранения формы в закрытом виде; 
• специальный толкатель удаляет готовые отливки из автомата. 

Современные контроллеры обеспечивают управление, мониторинг и контроль температуры, давления, времени цикла и других показателей. Работу механизмов обеспечивает двигатель, чаще с гидравлическим, гибридным или электрическим приводом. 

Периферийное оборудование и его назначение

Кроме основных механизмов и узлов в процессе производства пластмассовых изделий используются устройства, которые дают несколько очевидных выгод:

• увеличивают производительность

Например, робот сокращает время цикла литья с закладными элементами, автоматически устанавливая их в пресс-форму, и в таком случае это безопаснее, и  оператору не нужно делать это вручную.

• повышают качество продукции

Например, за счет более точного смешивания компонентов полимерной смеси и более тщательной предварительной подготовки сырья — сушки, кристаллизации и т.д.

• уменьшают потери сырья

Это происходит за счет переработки брака, некондиции, литников и их повторного использования в производстве.

• снижают расходы и оптимизируют расходы на персонал.

Использование машин вместо человека на участках с тяжелым физическим трудом или монотонной работой способствует снижению времени цикла, затрат человеческого труда и расходов.

В перечень вспомогательного оборудования для полимерного производства входят:

1. чиллеры и термостаты охлаждают воду и поддерживают температуру в пресс-форме или ванне охлаждения для более быстрого затвердевания изделия
2. сушилки удаляют влагу из сырья, тем самым предотвращают образование пор, пустот и полос в конечном изделии
3. загрузчики подают сырье в цилиндр ТПА или в экструдер
4. смесители перемешивают сырье с различными добавками в равномерную по составу консистенцию
5. дробилки, мельницы измельчают отходы производства, увеличивая насыпную плотность сырья
6. транспортеры и конвейеры перемещают готовые изделия
7. роботы-манипуляторы могут отвечать за разные задачи: от закладки элементов в пресс-форму до укладки изделий.

Сравнительные характеристики

Сегодня на рынке много классификаций оборудования по различным технологическим и функциональным признакам. Здесь мы коснемся практической части и разделим оборудование по самым крупным ценовым категориям.

• Дорогой сегмент

Этот сегмент отличается применением самых передовых технологий, первоклассным качеством исполнения, надежностью комплектующих, наивысшими показатели производительности и энергоэффективности. К данному сегменту относятся производители из Европы и Японии.

• Средний сегмент

Является разумным компромиссом и сочетает в себе относительно невысокие цены, оптимальные показатели качества и исполнения оборудования, его производительности и энергоэффективности. К данному сегменту относятся производители из Южной Кореи, Тайваня, богатых и промышленно-развитых провинций Китая.

• Дешевый сегмент

Отличается не лучшим качеством исполнения, дешевизной комплектующих, низкими показателями производительности и энергоэффективности. Производители из бедных провинций Китая и стран третьего мира.

Наиболее дорогостоящее оборудование поставляют производители из Европы. Цена экструзионной линии исчисляется миллионами евро. Для российских предпринимателей это большая финансовая нагрузка, и не каждая лизинговая компания или фонд сможет оказать такую поддержку, но рынок предлагает альтернативы.

Стереотип, что в Китае изготавливают только низкокачественные товары, изжил себя давно. Китайские производители доказывают на практике, что ничуть не уступают в технологичности, простоте эксплуатации и надежности оборудования. Большинство производителей русифицируют блоки управления, проводят заводские испытания и гарантируют бесперебойную работу линии после правильной настройки узлов и запуска. При этом оборудование долговечно, неприхотливо в обслуживании и многие процессы автоматизированы.

Признаки качественного оборудования

Но важно различать поставщиков из Китая и проверять оборудование на соответствие требованиям эффективности. Для этого запросите перечень марок главных компонентов, из которых состоит линия или ТПА.

Для примера перечень поставщиков главных частей экструзионной линии завода Neo-Ental

Наименование	Марка	Страна-производитель
Главный двигатель переменного тока к экструдеру	SIEMENS	Германия
Главный двигатель переменного тока к экструдерам	SIEMENS	Германия
Главный редуктор к экструдерам	FSL	Китай
Контактор	SIEMENS	Германия
Промежуточное реле	OMRON/SHNEIDER	Япония/Франция
Твёрдотельные реле	MAGAR	Тайвань
Частотник к экструдеру	ABB	Швейцария
PLC и модуль к экструдерам и головкам	SIEMENS	Германия
PLC и модуль к отрезному устройству	SIEMENS	Германия
Водяной и вакуумный насосы в вакуумных танках и водяных ваннах	YUHUAN	Китай
Серводвигатель к тянущему устройству	INNOVANCE	Тайвань
Датчики температуры	RKC	Япония
Металл постоянно касающихся воды частей в вакуумных танках и водяных ваннах	SUS304	Япония

Перечень марок главных частей для термопластавтомата Hyundai

Наименование	Марка	Страна-производитель
Контроллер	ATK/INOVANCE	Корея/ Тайвань
Датчик положения	GEFRAN	Италия
Датчик давления	DANFOSS	Дания
Электроника	SIEMENS/SCHNEIDER	Германия/Франция
Клапан	REXROTH/VICKERS	Германия/США
Масленая система	PHOENIX/BENTLIX	Германия/Италия
Уплотнительные элементы	HALLITE	Англия
Насос	ECKERLE/SUMITOMO	Германия/Япония
Серводвигатель	INOVANCE	Тайвань
Сервопривод	INOVANCE	Тайвань
Гидравлический мотор	INTERMOT	Италия
Пропорциональный клапан обратного давления	YUKEN	Япония

Известные мировые марки гарантируют надежную работу без сбоев. И практика показывает, что наибольшая доля ввозимого в Россию оборудования как для ТПА, так и для экструзии, в основном, приходится на Китай. 

Исходя из этого, напрашивается вывод, что наиболее оптимальным для российского бизнеса будут производители среднего ценового сегмента. Лизинговые компании и Фонды поддержки предпринимателей охотно предлагают финансовую поддержку в таком случае. 

На что еще обращать внимание при выборе оборудования

Процесс подбора оборудования начинается с постановки производственных задач и целей бизнеса. После того как технические требования к оборудованию сформулированы, начинается процесс подбора поставщиков.

Помимо цены и качества комплектующих машины важно обращать внимание сразу на несколько факторов, касающихся и оборудования, и самого поставщика.

Потребление электроэнергии и расходных материалов

Сегодня производители стремятся к тому, чтобы делать оборудование энергосберегающим. Например, в ТПА Hyundai есть системы высокой очистки масла, что снижает его расходы на 50%, и сервоприводный двигатель, который работает только тогда, когда это нужно. Многие производства теряют на электроэнергии большие суммы. В нашей практике были случаи, когда с покупкой оборудования клиент начинал экономить более 12 млн в год, которые прежде он платил за электроэнергию.

Простота эксплуатации и обслуживания

Любое оборудование требует технического обслуживания для поддержания рабочего состояния. Чем быстрее и проще вашему персоналу провести ежедневное или ежемесячное обслуживание, тем больше времени они смогут уделить процессу изготовления и тем легче, например, будет вводить и обучать новых сотрудников на производство. 

Здесь можно упомянуть и блок управления, который должен быть русифицирован и иметь понятный и логичный интерфейс. Автоматизированные блоки управления оповещают о проблемах и сбоях, что сокращает время на поиск ошибки. А возможность быстро заменить фильеру или пресс-форму влияет на время простоя производства, а значит и на его эффективность.

Также упрощать процесс работы и уменьшать время настройки узлов в экструзионной линии помогают функции автоматической смены расстояния между гусеницами в тянущем устройстве и диаметра зажима в отрезном устройстве. Это актуально, например, когда наладчик-оператор меняет диаметр изготавливаемой трубы. Сделать это можно с помощью пульта управления, а не вручную.

Чистота, уровень шума и вибрации работы оборудования

Конечно, цех производства это техническое помещение, где не должна сиять чистота и тишина. Но и шумное, вибрирующее и пыльное оборудование затрудняет работу персоналу, снижает условия труда и только усложняет процесс. 

А что спросить у компании-поставщика

Мало только заказать правильно подобранное оборудование, важно запустить работу и наладить процесс без перебоев. Не каждый поставщик оборудования готов сопровождать клиента от проекта до полного запуска производства.

Вот что стоит уточнить перед началом работ:

• готовы ли поставщики помогать выстраивать производственные процессы с нуля, помогать в разработке рецептуры сырья и делиться опытом
• есть ли у поставщика кейсы и опыт в решении похожих проблем и запусках производств
• можно ли увидеть готовое оборудование на заводских испытаниях (вживую или по видео)
• дает ли производитель гарантию на оборудование и предусмотрено ли гарантийное и постгарантийное обслуживание
• кто отвечает за вопросы монтажа, пусконаладки и обучения персонала
• возможно ли обращаться к поставщику по текущим вопросам, которые так или иначе возникают в работе при открытии производства
• готовы ли помочь с подбором оптимальных условий лизинга.

Почему это важно и и как заказать полимерное оборудование

Для обеспечения наиболее эффективной работы полимерного производства важно учитывать много факторов. Когда все вопросы оборудования и сервиса можно закрыть с одним партнером, автоматически сокращается время на поиски и налаживание контактов с наладчиками, поставщиками сырья, транспортными компаниями, брокерами и лизинговыми компаниями. При открытии простои должны быть сведены к нулю, так как важно на первом этапе сократить сроки окупаемости и занять на рынке стабильную позицию. 

Чтобы подготовка прошла эффективно, опирайтесь на опыт компаний, которые запускали производства разной направленности. Они не дадут вам совершить ошибки, которые несут за собой потери времени и финансов.

При подборе оборудования опирайтесь не только на цену и поверхностную оценку оборудования, учитывайте технические показатели, качество сервиса и экспертизы, которые предоставляет поставщик.

Специалисты компании «Интерпласт» имеют опыт работы на полимерных производствах более 10 лет и успешную практику сопровождения проектов от идеи и выявления задач до полного успешного запуска полимерного производства.