Эффективная подготовка материала для литья под давлением

У.Мангельсдорф,

Werner Koch Maschinentechnik GmbH (г.Испринген, Германия)

Фото стеклянного загрузчика системы GlaskoЛитье под давлением высокоточных изделий является важной составной частью коммерческой деятельности семейной компании Lercher Werkzeugbau GmbH(г.Клаус, Австрия). В качестве исходного сырья при этом преимущественно используются полиамиды с высоким содержанием стеклянных волокон, специфические свойства которых предъявляют высокие требования к подготовке и обработке гранулята. В процессе расширения своего производства руководство Lercher обратилось за помощью к немецкой компании Werner Koch Maschinentechnik GmbH (г. Ишпринген, Германия), специализирующейся на производстве периферийных систем под брендом Koch-Technik. В результате на предприятии компании Lercher были смонтированы комплексная централизованная система подачи гранулята с сушилкой, работающей с использованием сухого воздуха, система распределения материала, а также смесительно-дозирующее оборудование.

История компании Lercher GmbH началась в конце 1970-хгг. с предприятия по производству оснастки для индустрии пластмасс. Один из основных заказчиков, сотрудничавший с компанией на протяжении многих лет, позднее способствовал проведению основательных изменений в ее структуре. В результате компания, придерживаясь принципа поставки технических решений и продукции «из одних рук» – начиная от разработки техпроцесса и заканчивая изготовлением изделий, освоила процесс литья под давлением изделий из полимерных материалов. В настоящее время завод компании Lercher общей площадью почти 5000м2 объединяет в себе, наряду с отделом проектирования и цехами изготовления пресс-форм, современное производство для литья под давлением изделий из пластмасс. Цех термопластавтоматов оснащен централизованной системой подготовки, распределения и транспортировки сырья.

В рамках первого этапа расширения производства компания Lercher приобрела современное литьевое оборудование и периферийное оборудование Koch-Technik, а затем увеличила свои возможности почти вдвое.

«От нашего заказчика мы узнали, что централизованные системы Koch-Technik работают с высокой точностью и надежностью. Поэтому и мы поручили этой компании выполнение своего заказа»,– говорит генеральный директор Lercher Сандра Лерхер (Sandra Lercher).

В настоящее время это предприятие сертифицировано на соответствие требованиям стандарта ISO9001:2008 и занимается изготовлением экспериментальных образцов, выпуском опытных партий, выполняет заказы на серийное производство. На производстве компании Lercher серийно выпускают спортинвентарь, тепличные зонды и много других видов продукции, которая предназначается для использования в домашнем хозяйстве, офисах, автомобилестроении, медицине и пр.

Важное значение щадящей сушки

Парк оборудования компании Lercher включает в себя современные ТПА с усилиями смыкания от 1000 до 3000кН, которые частично оснащены роботами для извлечения изделий из форм. Предприятие работает круглосуточно шесть дней в неделю.

«Основное внимание мы всегда уделяем обеспечению высокого качества и точности изготовления изделий»,– подчеркивает г-жа Лерхер. Эти цели могут быть достигнуты только при наличии четко отлаженного производственного процесса и, разумеется, надлежащей подготовки исходных материалов. Наряду с полиамидами на предприятии перерабатываются АБС-пластики, сополимеры акрилового эфира, стирола и акрилонитрилa, а также полиоксиметилен. «Использование гигроскопичных материалов вынуждает нас уделять главное внимание процессу щадящей сушки»,– отмечает (руководитель предприятия) С.Лерхер. Следствием недостаточно эффективной сушки может стать появление таких дефектов как обусловленные наличием влаги свили, разнооттеночность, а также снижение прочностных свойств изделий вплоть до их разрушения под действием рабочих нагрузок.

Чтобы предприятие могло соответствовать возросшим требованиям, компания Koch-Technik спроектировала и установила систему для сушки полимерных материалов типа CKT 500, работающую с использованием сухого воздуха. Система включает в себя 15 сушильных емкостей общим объемом 3000л (фото 1). Эта сушильная установка также была приобретена у компании-заказчика, но перед монтажом подвергнута коренной технической модернизации. Сушильное оборудование этой серии было создано для щадящей сушки гигроскопичных материалов и работает с использованием замкнутой системы циркуляции воздуха, абсолютно не зависящей от параметров окружающей среды. Встроенная система управления обеспечивает контроль, регулирование и поддержание точки росы в оптимальных для процесса сушки пределах– от –30 до –60оС. Это соответствует абсолютному влагосодержанию воздуха от 0,33 до 0,011г/м3. Работа в таком режиме позволяет обеспечить оптимальное и соответствующее условиям последующей переработки содержание остаточной влаги в материале.

Фото сушки типа CKT 500

Фото 1. Система сушки типа CKT500 на предприятии компании Lercher включает в себя 15 сушильных емкостей общим объемом 3000л (все фото: Koch-Technik)

Система управления генератором сушилки, которая применяется на системах серии CKT, исключает опасность термической деструкции чувствительных к тепловым воздействиям полимерных материалов, находящихся в резервных контейнерах. После того как температура в верхней части контейнера достигает определенного значения, автоматически прекращается подача и отвод воздуха с одновременным отключением соответствующих нагревательных устройств. Контейнер полностью переключается в режим ожидания и возвращается в рабочий режим только после выгрузки материала или охлаждения гранулята. Для пользователей этой системой сушки важное значение имеет тот факт, что такая технология позволяет сэкономить до 40% энергии.

Практичная и компактная

В целях уменьшения занимаемой производственной площади и облегчения доступа к материалам сушильная система смонтирована на специальной платформе, разработанной компанией Koch-Technik (фото2). Емкости сушильного комплекса с гранулятом, расположенные на платформе, оснащены ручными шиберами, выведенными под платформу. Это позволяет легко опорожнять остатки материала из емкостей в специальные контейнеры. Под платформой расположены и выходы из каждой емкости, для дальнейшей подачи материала потребителям.

Обеспечение ТПА гранулятом осуществляется через распределительную станцию. Гибкие быстродействующие устройства, которыми оснащена эта распределительная система, быстро и надежно соединяют каждую литьевую машину с соответствующим подающим трубопроводом. По окончании каждого цикла подачи материала автоматически открываются клапаны системы очистки, и трубопроводы путем продувки освобождаются от остатков гранулята. Управление работой централизованной системы подачи осуществляется через контроллер Siemens SPS-S7 с сенсорной панелью, которая позволяет вводить, изменять и при необходимости сохранять все наиболее важные параметры технологического процесса.

Фото компактного размещения сушки

Фото 2. Компактное размещение оборудования для сушки на специально разработанной платформе с удобным доступом к расположенной под ней системе распределения материала, а также к таре с полимерным сырьем

Надежное обеспечение материалом производственного оборудования

При создании комплексной транспортирующей системы компания Koch-Technik проложила несколько километров труб из нержавеющей стали марки V2A со специальными стеклянными поворотными устройствами в местах изгибов трубопроводов. Это обеспечивает защиту трубопроводов от эрозии при транспортировке очень твердого абразивного материала.

Вакуум в системе создается с помощью вакуум-генераторов мощностью по 4,5кВт. Транспортирующая система разделена на два независимых контура. Через один из них осуществляется заполнение емкостей сушилки, а через второй– подача материала к литьевым машинам. В случае возникновения неполадок в системе автоматически включаются находящиеся в режиме готовности резервные насосы, благодаря чему обеспечивается безостановочная работа производственного оборудования при любых сбоях оборудования.

Очистка воздуха при вакуумировании трубопроводов производится с помощью установленного на входе в систему предохранительного фильтра Sa3. Внутренние фильтры, изготовлены их нетканых полиэфирных материалов, удерживающие частицы пыли с размерами до 2мкм, тем самым обеспечивая подачу к машинам чистого материала.

Индивидуальные технические решения на основе модульного подхода

Дозирование материала на термопластавтоматах осуществляется с помощью дозаторов и смесителей Koch Technik. Конструктивно все приборы этой компании созданы на основе гибкой модульной системы, что позволяет созбавать подающие и дозирующие системы по индивидуально требованию заказчика. Специальные системные загрузчики типа TmA8 от Koch-Technik допускают возможность подачи не только основного сырья, но и дополнительного материала, например, вторичного.

Строго требуемый цвет изготавливаемых изделий обеспечивается устройствами прямого добавления красителя типа KEM (фото 3). Они дозированно подают суперконцентрат непосредственно в зону загрузки материального цилиндра ТПА. Основной компонент подается в через свободный загрузочный канал. Преимущество такой системы для пользователя заключается в том, что при смене партии изготавливаемой продукции в машине не остается перемешанного материала, который в противном случае пришлось бы утилизировать. Кроме того, все изменения параметров дозирования проявляются непосредственно в производственном процессе.

Фото литьевого производства

Фото 3. Вид на современное литьевое производство компании Lercher с установками KEM для прямого добавления красителя

С недавних пор на предприятии компании Lercher эксплуатируются загрузчики типа Glasko (см.фото у заголовка статьи), что так же продиктовано работой с высокоабразивными стеклонаполненными материалами. Весь износостойкий транспортирующий контейнер этой системы вплоть до откидной заслонки изготовлен из закаленного специального стекла большой толщины, успешно выдерживающего воздействия со стороны даже очень твердого гранулята. Его срок службы в сотни раз больше, чем у традиционных загрузчиков из алюминия или нержавеющей стали.

Надежный системный партнер

Чтобы не прерывать производственный процесс, монтаж централизованной транспортирующей системы осуществлялся во время плановой остановки производства. Благодаря модульному принципу построения все уже существующие на предприятии компании Lercher узлы были легко и без осложнений интегрированы в единую производственную линию. Отдельные узлы и приборы разработанной компанией Koch-Technik системы являются в полной мере совместимыми друг с другом и, благодаря наличию стандартных разъемов, быстро соединяются между собой без применения инструментов. Как показала практика работы с потребителями оборудования, такие возможности монтажа сохраняются без изменений на протяжении не одного года. «Компания Koch-Technik является для нас надежным партнером»,– резюмирует г-жаЛерхер.– «Ее оборудование без осложнений работает в трехсменном режиме. Но убедительными являются не только ее технические системы, но и очень хорошее сервисное обслуживание в сочетании с высоко профессиональными консультационными услугами».

Перевод А.П. Сергеенкова

Effective Preparation of Polymer Materials for Injection Moulding

U. Mangelsdorf

In article the centralized system of the peripheral equipment mounted by Koch-Technik at Lercher Werkzeugbau and providing drying, transportation, mixing and dosing of polymer materials for their processing by injection moulding is described.

Опубликовано в журнале «Полимерные материалы. Изделия. Оборудование. Технологии» № 3, 2016. С. 22–25.