Hogyan érjük el az „alacsony fogyasztás” és a „stabilitás” egyensúlyát egy 24 üreges PET előforma szerszámban

— Egy jelentés egy bizonyos márkához készült, 1,5 literes ásványvíz-előforma tömeggyártási projektjéről

Tavaly hónapban egy nagy kelet-kínai italcsomagoló vállalatnak szállítottunk egy 24 üreges PET előforma szerszámot, amelyet saját nagysebességű befecskendező gépünkkel párosítottunk. Jelenleg naponta egymilliónál több előforma stabil tömeggyártását értük el. Ez a projekt tipikus, és néhány, e során felmerült és megoldott probléma érdemes megosztani és megbeszélni.

I. Az ügyfél alapvető igényei: Nem csupán „több üreg”, hanem „minden üreg azonos”

Az ügyfél igényei nagyon egyértelműek voltak:

1. Rendkívüli hatékonyság: A csúcsidőszakban jelentkező óriási kereslet kielégítése érdekében a 1,5 literes palackozott víz gyártásánál elengedhetetlen a kihozatal növelése üregenként.

2. Abszolút stabilitás: A 24 üreg esetében bármilyen ingadozás (súly-, méret- vagy kristályosság-különbség) csökkenti a kifújáskor elérhető kihozatalt, és gyakori online érzékelési riasztásokat eredményez, amelyek elfogadhatatlanok a gyártósoron.

3. Költségek kontrollálhatósága: Az első két követelmény betartása mellett a karbantartásnak kényelmesnek kell lennie, és az üreg élettartamának hosszúnak kell lennie.

Egyszerűen fogalmazva: nem azt akarták, hogy 24 üreg „működjön”, hanem azt, hogy 24 „azonos” üreg „szinkronban és stabilan működjön”.

II. Megoldásunk: „Egyensúly” elérése minden részletben

A 24 üreg által okozott klasszikus kihívásokkal – a nagy áramlási hosszkülönbségekkel és a hőeloszlás egyenlőtlenségével – szemben együttműködtünk az üreggyártó csapatával, és több kulcsfontosságú tervezési döntést hoztunk:

1. Melegfolyórendszer: A kiválasztás és elrendezés az életképesség kulcsa

• A „többpontos szelepszeg, egyidejű meleg fúvókák nyitása” rendszer alkalmazása. Ez egy döntő fontosságú lépés volt. Egyetlen ponton elhelyezett szelepszeghez képest biztosítja, hogy az olvadék egyszerre töltse ki az összes üreget, egyenletesebb nyomással és hőmérséklettel, így alapvetően csökkentve a különböző töltési sorrendekből eredő eltéréseket.

• Rétegelt és zónánként pontos hőmérséklet-szabályozás. A melegfolyó lemez független hőmérséklet-szabályozási zónákra van osztva, így hőmérséklet-kiegyenlítést biztosítva a fő bevezetőtől távolabb elhelyezkedő „gyengébb” folyókhoz, és ezzel biztosítva az olvadék egyenletes állapotát minden fúvóka végén.

2. Hűtőrendszer: „Alakkövető hűtés” és hatékony elrendezés

• A hűtés a nyersforma-öntőszerszám központi eleme. A szerszám magjához nagy hővezetőképességű anyagot használtunk, és belső spirális, turbulens hűtőcsatornát terveztünk, hogy minden nyersforma gyorsan és egyenletesen hűljön le. A nem egyenletes hűtés közvetlenül a nyersformák összehúzódásának és kristályosságának eltéréseit eredményezi.

• A vízcsatorna-elrendezést többször optimalizáltuk öntőszerszám-áramlástanalízissel annak biztosítására, hogy a 24 üreg hűtési hatékonyságának eltérése 5 % alatt maradjon.

3. Szerszám szerkezete és pontossága: A merevség és a finomhangolás garanciája

• Nagyméretű szerszámlemez kialakítása rendkívül magas merevséggel. A 24 üreg által okozott óriási befecskendezési nyomás szükségessé teszi, hogy a szerszámlemez rendkívül nagy deformációállósággal rendelkezzen – ez a hosszú távú stabilitás alapfeltétele.

• A kulcsfontosságú alkatrészek (pl. szerszám-magok és üregek) importált, nagy keménységű acélból készülnek, és mindegyiket hőmérséklet-szabályozott műhelyben pontosan megmunkálták annak biztosítására, hogy az üregek egységesek legyenek.

• Egy egyszerű finomhangolási mechanizmus marad meg. A próbázási öntési szakaszban az egyes melegfutók rétegelt lemezeinek (shim-eknek) finomhangolásával lehet kiegyensúlyozni az öntési folyamatot, ami döntő fontosságú a többüreges szerszámok végleges kalibrálásához.

III. Együttműködés az öntőgépekkel: „A jó lónak jó nyereg kell.” Akármilyen jól is van tervezve a szerszám, végül is a gépen kell működnie. A mi nagysebességű öntőgépünk kulcsszerepet játszott:

• Rendkívül magas befecskendezési sebesség és reakcióképesség: Biztosítja a PET olvadék gyors, optimális feltételek melletti kitöltését, elkerülve az anyagromlást és a nyírási túlmelegedésből vagy korai hűtésből eredő egyenetlen teljesítményt.

• Stabil zárt hurkos vezérlés: A gép pontos befecskendezési nyomás- és megtartási nyomás-vezérlése a szerszám mikroszkopikus eltérései elleni utolsó védelmi vonal, biztosítva, hogy minden szerszámra vonatkozó folyamatparaméterek szorosan, optimális tartományon belül legyenek szabályozva.

• Gyors ciklusidő: A nagyon hatékony hűtésű szerszámmal együtt a szerszám nyitási és zárási ideje, valamint a kihajtás ideje extrém mértékben optimalizálódott, így stabil ciklusidőt értünk el 11 másodperc alatt, amellyel teljes mértékben kihasználtuk a 24 üreg előnyét.

IV. Projekt eredményei és az ügyfél számára nyújtott érték Három hetes próbázási és paraméter-optimalizációs időszak után a projekt elérte céljait:

• Gyártási hatékonyság: A ciklusidő 10,8 másodpercre stabilizálódott, a napi elméleti termelési kapacitás meghaladja az 1,1 millió előforma darabot, teljes mértékben kielégítve az ügyfél igényeit.

• Termékminőség konzisztenciája: Bármely üregből véletlenszerűen kiválasztott előformák tömegeltérése ±0,15 grammon belül maradt, a szájátmérő és a kristályosság teljes mértékben megfelelt a szabványoknak.

• Gyártási stabilitás: A folyamatos 72 órás termelési ellenőrzés során nem jelentkezett leállás vagy minőségi ingadozás szerszámproblémák miatt, a fúvó üzemcsatorna kihozatala meghaladta a 99,7 %-ot.

V. Tanulságok és visszatekintés Ez a projekt ismét megerősíti egy alapelvet: a többüreges szerszámok versenyképessége nem a „mennyiségben”, hanem az „egyenletességben” rejlik. Ez teszteli a forrócsatorna-kiválasztástól, a hűtési tervezésen át a megmunkálási pontosságon és az öntőformázási folyamatokon keresztül való rendszerszintű integrációs képességet. Bármely láncszem gyengesége exponenciálisan megnövekszik a 24-es számmal.

Számunkra a sikeres szállítás nem a végpont. Ez a szerszám jelenleg már integrálva van távfelügyeleti rendszerünkbe; folyamatos, stabil működése igazán tükrözi a közös értéket, amelyet mi és ügyfelünk közösen teremtettünk.