Hoe een evenwicht te bereiken tussen "hoge efficiëntie" en "stabiliteit" in een 24-cavitaire PET-preformmal

— Een verslag over een massaproductieproject voor 1,5 liter mineraalwaterpreforms van een bepaald merk

Vorige maand hebben we een 24-caviteit PET-preformmal geleverd aan een grote verpakkingbedrijf voor dranken in Oost-China, in combinatie met onze hoogwaardige spuitgietmachine. Het systeem heeft nu een stabiele massaproductie van meer dan één miljoen preforms per dag bereikt. Dit project is representatief, en sommige van de problemen die zijn opgetreden en opgelost, zijn de moeite waard om te delen en te bespreken.

I. Kernbehoeften van de klant: niet alleen "meerdere caviteiten", maar "elke caviteit identiek"

De behoeften van de klant waren zeer duidelijk:

1. Extreme efficiëntie: om aan de enorme vraag naar 1,5 liter fleswater tijdens het piekseizoen te voldoen, is het essentieel om de productie per mal te verhogen.

2. Absolute stabiliteit: Met 24 holten leidt elke schommeling (gewichtsverschillen, afmetingsverschillen, verschillen in kristalliniteit) tot een verlaging van de opbrengst tijdens het spuitgieten en frequente alarmsignalen bij online detectie, wat onaanvaardbaar is voor de productielijn.

3. Controleerbare kosten: Terwijl aan de eerste twee eisen wordt voldaan, moet onderhoud gemakkelijk zijn en moet de levensduur van de matrijs lang zijn.

Eenvoudig gezegd: wat zij wilden, was niet zomaar 24 holten die ‘werken’, maar 24 ‘identieke’ holten die ‘gelijktijdig en stabiel werken’.

II. Onze oplossing: ‘Evenwicht’ bereiken in elk detail

Geconfronteerd met de klassieke uitdagingen van grote stromingslengteverschillen en ongelijke warmteverdeling als gevolg van 24 holten, hebben wij samen met het matrijsteam meerdere cruciale ontwerpbeslissingen genomen:

1. Warmloop-systeem: Selectie en lay-out zijn de levensader

• Toepassing van een systeem met „meerpuntskleppenpen + gelijktijdige opening van de warme spuitgaten“. Dit was een cruciale beslissing. In vergelijking met éénpuntskleppenpennen zorgt dit ervoor dat het gesmolten materiaal alle holtes gelijktijdig vult, met een meer consistente druk en temperatuur, waardoor verschillen ten gevolge van afwijkende vulvolgordes fundamenteel worden verminderd.

• Gelaagde en gegroepeerde nauwkeurige temperatuurregeling. De warme-loopplaat is onderverdeeld in onafhankelijke temperatuurregelzones, waardoor temperatuurcompensatie wordt geboden voor „zwakkere“ lopers die verder van de hoofdingang verwijderd zijn, wat een consistente smelttoestand aan elke spuitmondgarandeert.

2. Koelsysteem: „Conformale koeling“ en efficiënte opstelling

• Koeling is de kern van een preformmatrijs. Wij gebruikten een matrijskern van een materiaal met hoge thermische geleidbaarheid en ontwierpen een interne spiraalvormige turbulente koelkanaal om te waarborgen dat elke preform snel en gelijkmatig wordt gekoeld. Onregelmatige koeling leidt direct tot verschillen in krimp en kristalliniteit van de preform.

• De lay-out van het waterkanaal is herhaaldelijk geoptimaliseerd via spuitgietstroomanalyse om ervoor te zorgen dat de afwijking in koelrendement van de 24 caviteiten binnen 5% blijft.

3. Matrijsstructuur en precisie: garantie voor stijfheid en fijnafstelling

• Ontwerp van grote matrijsplaten met uiterst hoge stijfheid. De enorme spuitdruk die wordt veroorzaakt door 24 caviteiten vereist dat de matrijsplaten een zeer hoge weerstand tegen vervorming hebben, wat de basis vormt voor langdurige stabiliteit.

• Belangrijke onderdelen (zoals matrijskernen en -caviteiten) zijn vervaardigd uit geïmporteerde staalsoorten met hoge hardheid en zijn allemaal geprecisieerd bewerkt in een temperatuur-gecontroleerde werkplaats om consistentie van de caviteiten te waarborgen.

• Er is een eenvoudig mechanisme voor fijnafstelling voorzien. Tijdens de proefspuitfase kan de vulverdeling worden gebalanceerd door de afstandsringen van individuele warme lopers fijn af te stellen, wat cruciaal is voor de definitieve kalibratie van veelcaviteitsmatrijzen.

III. Samenwerking met spuitgietmachines: "Een goed paard heeft een goede zadel nodig" Ongeacht hoe goed de matrijs is ontworpen, moet deze uiteindelijk op de machine draaien. Onze hoogwaardige spuitgietmachine speelde een cruciale rol:

• Zeer hoge spuitsnelheid en snelle reactie: Zorgt voor een snelle vulling van de PET-smelt onder optimale omstandigheden, waardoor materiaalafbraak en ongelijkmatige prestaties door afschuifverhitting of te vroeg afkoelen worden voorkomen.

• Stabiele closed-loop-regeling: De nauwkeurige regeling van de spuik- en instandhoudingsdruk door de machine vormt de laatste verdedigingslinie tegen microscopische verschillen in de matrijs, en garandeert dat de procesparameters voor elke matrijs strak binnen een smalle, optimale bandbreedte worden gehandhaafd.

• Korte cyclusduur: In combinatie met een zeer efficiënte koelmatrijs zijn de open- en sluittijd van de matrijs en de uitwerptijd tot het uiterste geoptimaliseerd, wat resulteert in een stabiele cyclusduur van minder dan 11 seconden en volledig profiteert van het efficiëntievoordeel van de 24 caviteiten.

IV. Projectresultaten en klantwaarde Na drie weken proefspuitgieten en parameteroptimalisatie zijn de projectdoelen behaald:

• Productie-efficiëntie: De cyclusduur stabiliseerde zich op 10,8 seconden, met een theoretische dagelijkse productiecapaciteit van meer dan 1,1 miljoen voorvormen, wat volledig voldoet aan de klantbehoeften.

• Productconsistentie: Willekeurig geselecteerde voorvormen uit elke matrijs vertoonden een gewichtstolerantie die stabiel was binnen ±0,15 gram, terwijl de monddiameter en kristalliniteit volledig aan de normen voldeden.

• Productiestabiliteit: Een continue productieverificatie gedurende 72 uur toonde geen stilstand of kwaliteitsfluctuaties als gevolg van matrijsproblemen, terwijl de opbrengst van de blaasvormproductielijn hoger was dan 99,7%.

V. Lessen geleerd en reflecties: Dit project bevestigt opnieuw een principe: concurrentie bij meervoudige mallen ligt niet in de "hoeveelheid", maar in de "uniformiteit." Het toetst de systematische integratiecapaciteiten, van keuze van de heetloper, koelontwerp en bewerkingsnauwkeurigheid tot aan de spuitgietprocessen. Een zwakheid in welke schakel dan ook wordt exponentieel versterkt door het getal 24.

Voor ons is een succesvolle levering niet het einde. Deze matrijs is nu geïntegreerd in ons systeem voor afstandsmonitoring; haar voortdurende stabiele werking is de ware belichaming van de gedeelde waarde tussen ons en onze klant.