Коммерческое использование PET, в том виде, в котором мы знаем его в настоящее время, возникло всего около тридцати лет тому назад. Озабоченность возможностью взрыва стеклянных бутылок с газированными напитками заставила двух основных владельцев брэндов безалкогольных напитков искать альтернативу стеклу в области применения пластмасс. В самом начале пути наибольшую эффективность производства обеспечивали установки на 48 гнезд, работавшие в 300 – тонной литьевой машине. При цене на установку 500 тыс. долларов США это была довольно дорогая замена, поскольку рабочий цикл установки составлял более 20 секунд. С тех пор многое изменилось, и Вам придется немало потрудиться, чтобы найти в Северной Америке работающие установки на 48 гнезд, которые производили бы преформы для безалкогольных напитков или воды.
Канадская компания Husky Injection Molding из Болтона, Онтарио, была первой в разработке специализированного оборудования и инструментов, и с тех пор сохранила свои лидирующие позиции. В восьмидесятых годах компания разработала установки на 72 гнезда, для работы на 600-тонных прессах для литьевого формования. Затем после того, как оказалось, что разработанные ранее робототехнические устройства с пневматическим приводом обеспечивают недостаточную скорость, наступил момент появления трехстанционных сервороботов. В такой установке имеется три комплекта труб для выгрузки на один комплект оборудования литьевого формования. Это трубы с водяным охлаждением, в них осуществляется операция охлаждения после формования преформ, изготавливаемых литьевым формованием, что позволяет раньше их извлекать, а, следовательно, сокращать рабочий цикл.
На протяжении последующего периода могло показаться, что на этом развитие отрасли и остановится, но на K-Show в 2001 г. первый заслуживающий доверия конкурент в области инструментария поразил весь мир, представив установку на 144 гнезда, работающую на 600-тонном прессе компании Netstal. Netstal - швейцарский производитель установок для литьевого формования, который занимает большую часть рынка в области производства CD и DVD. Изготовитель инструментов компания MHT, которая произвела данные инструменты, представляет собой немецкую компанию, основанную бывшими сотрудниками компании Husky после того, как она закрыла свой филиал в Германии. Разумеется, на стенде Husky также была представлена установка на 144 гнезда после того, как они узнали, что будет происходить, но с тех самых пор мир преформ из PET уже никогда не был прежним. Для того чтобы втиснуть 144 гнезда в раму 600-тонной машины, необходимо было уменьшить шаг между гнездами. Тем самым была проложена дорога к использованию инструментов на 72 гнезда на 300 – тонной машине, и вряд ли сегодня сыщется машина, которая создавалась бы не на основе этих принципов. В этот период цены на инструментарий начали падать из-за растущей конкуренции и, хотя это ограничивало деятельность производителей инструментов, это позволило отрасли расширяться, осваивая новые области применения. Сегодняшнее производство бутылок для воды было бы немыслимо без стремления к увеличению количества гнезд и снижению цен на инструменты. Прошло совсем немного времени, прежде чем компания MHT добавила еще одну новую веху на этом пути, представив на рынок установку на 192 гнезда, еще более сократив расстояния между гнездами в установке. Husky была первой компанией, заявившей, что такие короткие расстояния между гнездами сократят срок эксплуатации оборудования, но с тех пор она сама представила на рынок установку на 216 гнезд, несмотря на все свои прежние заявления.
Компания Husky одновременно разработала совершенно новую концепцию для установок и машин, так называемую машину IndexTM. В типовой машине для литьевого формования один комплект стержней и вставок формы работает с одним комплектом гнезд. В машине Index изначально существовали четыре комплекта стержней и вставок формы, установленные на вращающуюся платформу, которая поворачивалась на 90 градусов после каждого цикла, оставляя преформы на дополнительные три с половиной цикла на охлаждаемых водой стержнях. Таким образом, впервые стала возможна продолжительность рабочего цикла в 6 секунд. Оборудованный таким образом инструмент на 60 гнезд может производить более 250 миллионов преформ в год. У этой процедуры был один недостаток: дополнительные комплекты стержней и гнезд были довольно дороги, и лишь немногие из заказчиков смогли оправдать капитальные затраты. Для преодоления этого недостатка компания Husky разработала двустороннюю машину Index, которая поворачивалась на 180 градусов, а также добавила усовершенствованные устройства послеформовочного охлаждения на конце машины. Одним из таких приборов был CoolPixTM, устройство, которое вдувает воздух внутрь нижней части преформы во время послеформовочного охлаждения. Это очень эффективно, поскольку наконечники преформ после литья остаются самыми горячими зонами.
С самого начала эпохи преформ в основном использовались два размера машин для массового производства: трехсот и шестисот тонные машины для литьевого формования. В 2005 г. компания Husky начала заменять вырабатывающие свой ресурс машины серии 'G-Line' шестью моделями HyPETTM от 90 до 600 тонн. Это был ответ компании на движение рынка в сторону установок с меньшим числом гнезд по мере того, как PET заменил другие материалы для других применений помимо массово производимых упаковок для безалкогольных напитков, воды и сока. Машины HyPET основаны на концепции машины HyElectricTM, которую компания Husky представила на рынок ранее. В этих машинах используется сочетание гидравлической и электрической энергии для приведения в движение компонентов точно так же, как автомобиль-гибрид приводится в движение и бензином, и электричеством. Приведение в движение с помощью электрической энергии более эффективно с энергетической точки зрения, чем использование гидравлики, и компания Husky действительно выдвигает интересное с экономической точки зрения предложение, которое будет еще более убедительным, если будет продолжаться рост цен на энергию.
По мере того, как производство преформ выходило за рамки определенной ниши, которую оно занимало на рынке в качестве новой технологии в начале девяностых годов, производители оборудования начали осознавать наличие новых возможностей. Благодаря феноменальному росту деловой активности, связанной с упаковкой для воды, PET оставался на протяжении последнего десятилетия лидером по темпам роста. К вышеупомянутой компании Netstal присоединились и другие компании: Engel (Австрия), Krauss-Maffei (Германия), и SIPA (Италия) – все они разработали машины, специально адаптированные к потребностям рынка. Машина компании Engel очень похожа на машины Husky или Netstal, а SIPA, и Krauss Maffei использовали вертикальную концепцию. Вместо того чтобы перемещать форму горизонтально, эти машины перемещают их вертикально. Здесь пользователям следует обратить внимание на два момента: детали выгружаются легче и срок эксплуатации формы увеличивается. В машине с горизонтальным перемещением преформы остаются на стержнях, когда открывается форма. Для того чтобы перенести их на трубы выгрузки, их выталкивают, а затем они должны быть идеально точно размещены по центру в трубах, поскольку существует зазор, который они должны преодолеть. В особенности, преформы, которые имеют более широкое горло по сравнению со стандартными (28 мм). При вертикальной конструкции машины этой проблемы не существует. Сила тяжести влечет преформы прямо на плиту для выгрузки, а возможности повреждения плиты эффективно сведены к минимуму.
Возвращаясь к инструменту с горизонтальной подачей, можно показать, что, когда форма закрывается, стержни на самом деле идут вверх и вниз по соединительным планкам в очень незначительной степени. Когда они вступают в контакт с гнездами, они не точно центрированы. Образующиеся затем всплески давления приводят к износу так называемых зажимных конусов, которые являются частями для передачи давления замыкания пресс-формы. Все это происходит за счет силы тяжести, действующей на инструмент при закрывании. В инструменте вертикальной подачи сила тяжести просто тянет равномерно вниз, и не оказывает никакого бокового воздействия на инструмент. В сочетании с точно пригнанными подшипниками соединительной планки это дает в результате мощное общее движение, при котором можно избежать всплесков давления в зажимных конусах. Производители оборудования с вертикальной подачей гарантируют срок эксплуатации инструмента до 15 миллионов циклов, в то время как максимальное количество циклов для машин с горизонтальной подачей составляет примерно 8 миллионов. При использовании современных быстровращающихся инструментов существенными затратами, которые требуют тщательного рассмотрения, является замена инструментальной оснастки.
Существует много убедительных аргументов в пользу обращения к компаниям-лидерам рынка. Наличие большого ассортимента машин и форм, ответственность, лежащая целиком на одной компании, и сеть, поддерживающая оборудование, вносят вклад в успех таких производителей. Тем не менее, не существует риска как такового при выборе кого-либо из их конкурентов; все вышеупомянутые машины прекрасно работают. В конце концов, покупатели могут просить об установлении специальных гарантий для рабочего цикла, запчастей и материально-технического обслуживания, а также сроков эксплуатации инструментальной оснастки и машин прежде, чем принять решение о приобретении. В конечном счете, именно эти факторы сделают ваш проект успешным... или не успешным! Оттмар Брандау,
http://www.omnexus.com |
