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吹塑成型--未来机器的灵活性
作者:Anna Funk, Sebastian Rasche
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吹塑机/中空成型机展厅
吹塑机, 吹瓶机, 中空成型机, ...
目前在吹塑发展行业,与能源和资源效率相关的主题同满足更高标准的各种吹塑产品一样多。此外,确保技术领先地位的创新的工程解决方案,特别是工艺和产品的可持续发展的设计,在未来将会发挥出重要的作用。

为了灵活应对产品和材料的变化,包装生产商需要获得有足够的灵活性来满足这些要求的系统。为了制造体积达10升的中空制品,德国柏林的Bekum机械工厂采用了一款x系列的且带有全电动(E)和液压驱动器(HY)功能的机器。夹紧装置是基于无磨损和稳定的C框架来设计的,它允许将定向力传递至模具区域,使其具有完美的平行度。如果使用一个可选的向下的吹塑站,那么可以实现高达每小时20,000瓶的输出。而且,在串联吹炼过程中,允许从顶部和底部对吹塑成品进行校准。此外,在全电动模式中吹塑线可以很有效地管理能源。与液压操作吹塑机相比,全电动吹塑机最多可节省50%的能源。德国波恩的考特斯机械制造有限公司生产的紧凑型机器系列KCC也可灵活地用于生产民用及工业包装,尺寸从50毫升至30升都可以,从而可以使加工机生产出大量不同的产品。在中国国际橡塑展上展示的KCC15D这一系列的挤压吹塑成型线,在两层DECO配置上配有一个6层模头。该机器适用于处理所有传统的吹模制材料和体积为50毫升到5升的生产消费品包装。有了这个模型,一个单独的挤出机就可以生产出装饰外层,这样便可以在不影响产品外观的情况下,在内层中节省母料,而且还可以处理生产废物。一个拥有12个模腔的双站生产线,可实现每小时生产3600个制品。

德国特劳普林市的拉伸吹塑成型机制造商克朗斯股份公司也提到过类似的概念。楔形3号是克朗斯公司最新一代的机器,它彻底改造了各个工艺步骤。一种电磁拉伸系统为灵活地适应机器当前产量的拉伸速度提供了前提条件。所做的这些改造能够将连续的产量提升至高达每小时每个吹塑站2250个容器。这相当于相比上一代产品,生产率提高了10%左右。其结果是,对于相同的输出,机器可以比以前更小。根据机器制造商所说,有可能会这样,若每小时产出36,000个容器,那么机器里的空腔数目可以由18个减少到16个。此外,吹塑站的减少还会对更换产品期间的停工时间产生积极的影响。除了增加灵活性,开发主要集中在减少整体的能源消耗方面。集成驱动器的概念可以用来指导操作伺服电机,并且由于精确的操作模式,它还可以确保烤箱和吹轮之间精确的传输。再者,传送带的消除可以增加机器的能量效率和稳定性。对加热区所做的一些修改,能够确保进一步节约能源成本。跟2010年的烤箱模型相比,减少的反射器和红外发射器之间的间隙,可以减少烤箱约15%的一次能源消耗。

功能化产品

德国汉堡的KHS科柏拉斯公司,德国拉伸吹塑成型机的第二制造商,将继续保持其产品的可持续性和灵活性。新一代InnoPET BLOMAX系列4产品,在其最大配置为36个吹塑站时,最大输出为每小时72,000瓶。同时,跟前一代产品相比,该设备减少了25%的能源消耗。此外,伺服控制的拉伸过程支持拉伸吹塑成型中空制品的材料效率的优化。制造商从系列3开始就保留了模块化结构。通过对主机模块使用标准化模块,如传输模块或烤箱,在配置新系统时客户仍然具有很高的灵活性。

除了机器技术领域的进步,在过程工程领域也取得了以产品为导向的进展。特别是技术零部件的产品,功能化的产品起着重要的作用。塑料油箱就是一个从技术上具有挑战性的零部件的例子。各种各样的严格的要求都体现在了这些零部件上。特别的是,在生产方法和产品设计中,越来越严格的排放标准需要创新解决方案。为了减少碳氢化合物的排放量,厂商对燃料箱进行多层设计,且有特殊阻隔层。然而,下游功能元件的一体化通常会导致该阻隔层被破坏。德国波恩市的考特斯机械制造有限公司和考特斯德事隆公司,已经开发出允许直接在制造过程中集成功能元件的解决方案,如燃料泵,因此不会破坏阻隔层的结构。在考特斯机械制造公司的C3LS吹塑成形技术里,挤压过程中在纵向方向上的一侧进行切割和折叠打开管状型坯。由于该型坯具有开口,所以油箱组件可以伴随着吹塑模具的局部封闭,被引入到预成形罐泡沫的内部。新工艺的优点是,现有的模具技术和壁厚控制系统仍然可以使用。考特斯德事隆公司又开创了另一个概念。下一代燃料系统(NGFS)采用一种双片材工艺技术,可以将功能组件直接集成进水箱。在这个过程中不是圆形的型坯,而是挤出两个片材,从而形成燃料箱的两个半部。在成形过程中,使用一个处理系统将组件添加到油箱内部。随后关闭半模,并完成油箱的吹塑。在这个过程中,只用一个工序就可以生产出拥有所有必备功能零件的完整的水槽系统。

包装解决方案,如那些解决食品部门或工业包装的方案,必须满足各种各样的挑战。在2012年Fachpack展会上,德国的Schütz公司展出了一个新的中型散装容器(IBC),型号为Ecobulk MX-EV FDA,除了有EVOH渗透阻隔层,还设有一个特殊内层用来传输高粘度的物质,一个集成去除系统和一个固体塑料调色板。因此Ecobulk符合食品行业的特定要求,并用于运送敏感材料。在包装展会上,Schütz公司还展示了IBC模型MX-EX,这是专为在防爆区域使用而设计的。若要在排空过程中对填充材料进行中和静电充电,出料喷嘴处整体模制成的接地电缆的螺纹法兰,是通过使用碳纳米管来将其制造成具有导电性能的。因此非金属螺纹法兰可用于栅极和球阀。

结语

综上所述,可以看出可持续发展和能源效率的主题,在2012年吹塑行业的新机概念发展中也将是占主导地位的。除了不断地取代具有电气解决方案的传统驱动概念,工艺和工具的发展也支持优化能源效率的概念。

伴随着这一具有生态价值的积极趋势,可以看出进一步的经济推动趋势:日益增长的客户在产品设计或产品功能方面的需求,导致市场上将有越来越多的各种客户解决方案和各种各样的模型。随着最灵活的机器概念的提出和应用,吹塑行业正试图扭转这一趋势的发展。因此,新的吹塑机通过快速中腔交换系统可以支持直接集成功能元件,或通过严格的模块化系统架构保证处理器的灵活性。

作者简介
ANNA FUNK,硕士工程师,出生于1984年,挤出吹塑成型领域的研究员。
SEBASTIAN RASCHE,硕士工程师,出生于1982年,拉伸吹塑/CAE领域的研究员。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2013-5-6)
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