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品质始于物料处理

作者：德国Kunststoffe plast europe杂志

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所组成材料的质量有多好，最终产品的质量也才可能有多好。注塑工厂的世界最高水平现在是用于医疗用途之中。这可以主要归因于FDA标准，它管制着进入世界最大内部市场 - 美国市场的通路，同时也要归因于由全球性厂家如B. Braun Melsungen公司所制定的企业标准。

图1：净化室生产的传送器

满足这些标准为这些企业确保了在他们竞争对手之间的独特地位，并形成了这些技术的关键。在供应链之内，必要的措施和他们在技术上的实施对辅助设备制造商们提出了特殊的要求。它们只能由完全合格的供应商来提供，对一间复杂工厂中所有组成进行装备和综合。

当去年B. Braun Melsungen公司规划实现生产线辅助设备的现代化时，工厂规范是相应的丰富和要求严格的。

该工厂的生产是是以每周六天、每天三班倒的进行。机器在净化室内运转，必须通过合适的气锁才能进入到净化室内。待加工材料被储存在室内料斗和可互换式容器内，并且在一些情况下必须被干燥。用于可互换式容器的材料储备被设计成一间暗室。

德国Colortronic公司被授权开发和推行现代化的概念。全自动物料处理系统由气动输送机、50多台的粒料分离器、两台电脑监控的物料交换台、几套添加剂喂入系统、和具有8个干燥漏斗的干燥系统所组成。尽管每个部件可以局部地被操作，但从中央可视系统对系统进行控制和监测。

图2：不锈钢和玻璃管系统
确保了几乎无粘着的材料输送

医疗技术要求苛刻

医疗技术是要求最为严格的工业生产领域之一。因为卫生要求和标准，广泛的特殊解决方案通常是必不可少的。在这里对于制造商有着一个重要的竞争优势，他们已经可以满足这些要求中的多数，并只是必须对它们做出修改。
要做出无缺陷产品，最为重要的必不可少条件是净化室生产。当生产用于医疗场合的物品时，消除含有有机或无机微粒是特别的重要。因为主要问题是空气传播的尘粒或花粉，所以象螺线管阀门的东西就一定不能用在净化室中。

注塑机上的真空输送器所以被装上了涡轮导流盘式阀门（图1）。这些阀门的操作不用压缩气体，压缩气体会把污染物引入到了净化室之中。当输送时，真空输送器通过一条真空线路而处于低压之下，所以可以被看作是安全的。当空转或排废时，情况就不一样了。在这种情况里，必须使用具有防污表面的不漏尘设备。除了来自环境中的污染物，还必须消除被胶粒自身所污染的危险。然而，问题常常只是在更换批次或换料时才出现。所以，从机器来一方面来说，利用由电解法抛光的不锈钢所组成的无缝漏斗式装料器已经成为了标准，装料器的清洗不会留下残余物（图2）。与铝相比，这种不锈钢具有良好的防粘着性。

图3：材料干燥是产品质量的一个重要先决条件

从材料方面来说，为了确保制造质量，当使用干燥胶粒时，观察干燥参数和材料质量是重要的。除了将传送器规格根据预期传送周期进行优化，考虑在加工机器中的停留时间以外，还必须把干燥系统也当作一个重要因素来进行考虑（图3）。材料应当以尽可能最小的比例被传送，以防止胶粒引起的脱湿。通过利用喂料阀是可能实现这样的。这些气动操作阀能够给机器提供几乎是以克计的精度（图4）。

然而必须首先确保干燥质量。这可以通过前述的阀对停留时间进行监控来实现。在机器起动时，阀只是在一定干燥时间以后释放出材料，时间长短取决于特定的材料。在操作过程中，传送系统控制器监控着观察到所需的干燥时间，并且如果没有观察到就会听到警报声。

然而有了现代高性能热塑料，不只是干燥时间不足够是发命的。过度的干燥同样也会对材料性能进而最终产品产生有害的影响。所以必须尽可能多地避免胶粒的过度干燥。为此，由模糊逻辑控制的自动口盖被安装在供气中。它们根据材料干燥状态来控制着干燥气体的供应。当它已经达到预设值时，口盖会减少向各个干燥料斗的气体供应。为了防止干燥装置的吹风机在需求量减少时仍继续全功率地运转，它由变频器进行调节。为吹风和加热而节省的能量是一个受欢迎的额外好处，在三班倒中它很快地变得意义重大。

但是，在材料供应品质保证中的最重要因素当然是使用正确的材料。这种明显老套的要求也隐藏了防止不慎混淆材料的措施。为此，两种工厂部件已经被实质性地集合在一起，来防止出错。首先，通过接合装置中各个受控的抽气阀，以源头为目标的定位系统被存放在传送控制器中。所以没有材料会通过接合不当的管线被输送到机器中。出错消息会警告操作人员。另外一方面，在每次换批次时，新型可互换式容器通过条码扫描器被记录（图5）。因为这种扫描器能被轻易地综合到含有一个类型数据库的控制系统中，所以材料级别和批次被匹配和记录。

图4：精度为克的喂料阀

工厂监控和可视化

控制系统组成了工厂的核心。所有的功能集中于这一点。B. Braun公司在一座建筑内选择使用了由三个联网电脑组成的控制系统，其中两台电脑做为客户端，为分开位置上的两个生产区域服务，一台电脑用作服务器。

所有的电脑工作台具有相同的用户界面（图6），能对所有工厂组成进行遥控和监测。这意味着干燥机控制器、具有所有分离器的三套传送系统、所有的色母料计量系统、泵浦转换和材料管理都能集中地被操作。在这样的系统内，品质保证的基本要素也特别容易地为一间复杂工厂做配置。下面会重点介绍一些因素。

图5：每次换批次时，用条码扫描器来记录可互换式容器

首先，100%的可复制性对于优质产品是重要的。如果它们在机器上与母料混合在一起，那么拥有针对所有装备的配方储存器就是不可缺少的了。然而，主要焦点是工厂可靠性，要承受许多影响因素。例如，并不是所有的生产员工有着相同的授权。在具有多种密码的阶段和授权级别的这个点上，被进行考虑。当然，这些密码必须满足公司的各个安全规章，并由顾客进行定期的改变。为了使所有的设定能被跟踪和记录，它们被储存在一个记录文档中。这个文档显示在什么时候什么设定是由什么终端所组成的。它必须能同时操作不同的系统，必须有完全多用户的功能性。在现有情况下，超过100个的操作人员被登记在这个系统中。

品质保证最为有效的方法之一当然是简化工艺和工作流程。这也包括了对这样一间复杂工厂的尽可能简单的操作。图表式用户界面已经证明是用于此目的的直观工具。最为重要参数的清晰呈现使操控工厂部件变得容易，并减少了雇员的禁忌。完全文字化的出错信息提供了深入的帮助，消除了查寻含义模糊代码的需要。所以B. Braun公司也为其员工提供了工厂流程图和操作指南。

图6：用于工厂监控的用户界面

保养维修最小化

有一定保养和维修概念，才有可能实现最大的工厂有效性。这个保养应当只是最小程度地影响进行中的生产过程。对于工厂可视性来说，这是由通过调制调解器的远程保养来完成的。应用这种外部调制调解器也确保不会误用的最大安全性，因为从外部进入工厂当然是每个安全管理人员的梦魇。在前面介绍的工厂情况里，用户也已经投资于预防性保养，并为三个传送系统安装了备用吹风机，可以通过一个自动泵浦转换配件来更换三个吹风机中的一个。在这里已经安装了最新一代的爪式干燥真空泵，因其功能而可被看作是不用保养的，而不象桨型吹风机，它运转是不费油的。记录的生产数据也有助于工厂保养的易于进行。利用高性能服务器硬盘能确保数据的安全。作为工厂监督和保养的一部分，各个参数也能被详细检查。温度和露点变化曲线在多个图表中被评估，帮助操作人员识别趋势和评估连续性。保养间隔的显示大大简化了维修计划。操作工厂的经验显示，综合性考虑生产是实现高可靠性和生产目标的关键。特别是医疗技术需要将注塑机上游的生产区域集合到品质保证概念当中。这个辅助区域在工厂的整体成功中起着重要的作用。

(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/25/2006)


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