模具创新推动流延膜节俭生产 - 文章

模具创新推动流延膜节俭生产

作者：美国EDI总裁兼首席执行官 Timothy C. Callahan

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在全球流延膜行业发生的典型变化是以节俭的制造，来取代流程长、库存大的传统业务模式，这是一种增强多功能性和生产力的策略，但也向定制薄膜生产商们提出了特别的挑战。在服务于已经采用节俭制造技术的顾客时，通过减少或者消除所蒙受的生产时间损失与资源浪费，扁平模的近期创新产品能使这些公司应对这样的挑战。实际上，新型扁平模系统使定制薄膜加工商也成为了节俭制造商。

与节俭制造相一致，越来越多的薄膜采购商以小批量或者以“刚到点”的方式下订单。几年前，这些顾客可能采购两个星期用量的专用膜产品；而现在他们许多人只指望采购用上两天的产品。在过去，制膜商在转到一个新订单之前，可以直接生产一种专门产品达10天。而今天，产品可能只在线呆上一天或两天，运转时间短至两三个小时，这也是寻常事了。

然而多数制膜商仍然习惯于旧的业务模式，即流程长、库存大、产品变换少、产出物消耗稳定而专一。对于这些公司来说，由适合销售的产品A变化到可销售产品B，所涉及到的工作就是日本文化中意为持续改善而为人熟知的“muda”的经典例子，muda粗略译为“浪费”。Muda也精确地描述了一些相关步骤，如配方变化、模具清洗、模唇调节、自动定型调整、口模条纹修正、模唇清洁、以及共挤出结构和层比率的变化。

在仍针对旧的业务模式而装备起来的流延膜生产运作中，muda有两种形式：

◆ 失去的机会。

假设一个制膜商以1,180kg/hr的速度运行一条生产线。如果由产品A变换到产品B要花上半个小时，那么就产量损失来说的机会成本是590kg。不久前，在每月4次产品变换的速率下，这个成本可能已经增至每年28,320kg；今天，以每月16次变换的保守估计，不利结果是每年损失掉113,280kg的产量。以薄膜价格在USD $1.10- 2.20/kg来算，这意味着每年要牺牲掉$125,000 - 250,000的潜在收入。

◆ 浪费的操作成本

机会成本与潜在收益的损失有关联，而产品更换所需的停机时间则造成了实际操作成本和现金支出的增多。在任何一家制造企业中，就人工、工艺能耗、管理费用和资产折旧来说，人们可以表述出薄膜挤出“开机时间”的每小时成本。当生产停下来更换产品时，要继续支付这些成本。原材料也因产品更换而易遭受浪费，形式有产品变换或变色的排放料，以及“过渡性”产品，这是在新产品生产运转起动时操作人员调节计量定径系统时产生的不合标准产品。我们预计，在为旧的业务模式而装备的流延膜生产操作中，满足节俭制造而遭受的浪费等于“不以生产为基础”的运营成本的15-20%，“不以生产为基础”的运营成本不同于和适于销售产品有直接关系的那些成本，例如用在这些产品中的原材料。

创新是需要的

当为了成熟市场份额的竞争增大，以及对薄膜质量和性能的要求变得更为严格时，薄膜生产商就招致了惩罚。并不令人吃惊的是，我们的流延膜顾客传出了利润缩减，以及来自财务董事、股东们要求提高赢利能力的压力。

在应对节俭制造的挑战中，扁平模头是最为关键的考虑因素。尽管过去的十年里在提高模头反应度和精度、让制膜商获得厚度和层结构更大均匀性方面取得了很多进展，但改进过的模头仍是为旧的业务模式而设计的。现在EDI的工程师们已经把他们关注的焦点放到了能加快产品更换、缩短调整和维修的停机时间、减少排放料和不合规范产品形式的原料消耗之上。

费时少的可销售产品

这些系统中最为创新的很可能算是Contour DieTM，其锥形与传统模头的块状结构有着明显的区别。这种新设计使模头在整个模头的宽度上提供均匀的模体偏转，同时避免了由早期具有特别设计集料管的“恒定偏转”模头所引起的熔体流线性损失。

独特锥形Contour模头的模唇向下指

扁平模头的集料管是上下半模或模体之间的流道。模体偏转是由挤出机加至集料管中的聚合物熔体压力所引起的。因为这种偏转在有着标准“衣架“式集料管的模具内并不均匀，所以芯部流体重，而端部流体轻;在起动新产品或变化挤出速率后，操作者需要花几分钟时间来为这种“蛤壳”进行纠错，在停顿时就产生了很多的废料。

尽管以前的恒定偏转模头解决了集料管有直背纹的这个问题，但这些集料管不会提供衣架式集料管具有的流体流线性。EDI设计出了具有衣架式集料管的Contour模头，但改变了模头的形状，以弥补偏转中差别，在芯部形成了特大的模体厚度，在端部使模头逐步变细。衣架式集料管更呈流线型的流体使系统能为更快的换色而进行清洗，充分提高了产量，同时保持了严格的厚度公差。

在一个涉及2-4mil的PE压花膜的商业用途当中，Contour模头使制造商能将挤出速率提高30%，同时仍然将厚度一致性保持在±1.3%之内。新系统在5分钟的起动时间内做出了合乎规格、适合销售的产品，只产生90kg的过渡性材料，而传统模头需要20分钟的启动时间，并产生270kg过渡性材料。

在线共挤出调节

有了另一种创新AccuflowTM共挤出供料头，就不再需要为了细微调整流动性或改变层间比率而把供料头拿下线。

供料头的功能是接受来自挤出机的多股聚合物供料，把每股定形为一层，并把各层结合为“三明治”结构，它被模头集料管分配到膜成品的完全宽度上。对于传统供料头，操作者必须调换一套流动嵌件，以为产品尺寸所需的变化作出调整，或者要改变层比率；这延长了起动，或者不得不停止生产。另外一方面，Accuflow供料头融合了能在线调节、加速起动和重复运转、消除停机时间的组合卷轴。

与嵌件相比，组合卷轴是可连续调节的装置，可做出更为细微的层调整，减少不合规范产品，随时对“粘性封装”（当包住粘性大的芯层，粘性较小的聚合物往模壁变厚，就会出现这种情况）引起的产品变形作为修正。Accuflow供料头有三层、五层和七层系统。

其它减少浪费的成果

比Contour 模头或Accuflow 供料头简单得多的创新是UltraLipTM模唇刮板，而它也能明显缩短流延膜停机时间。该装置由两个刮唇组件所组成，分别针对上唇面和下唇面，它们在不到一分钟的时间内穿过一普通模头的宽度，刮掉模唇上的累积物。组件移动与带螺纹的驱动螺杆保持一致，可以利用简易手柄发动链轮齿式驱动，从模头任一侧面中来操控螺杆。

EDI公司的EverSharpTM新型唇边技术也关注于模唇，碳化钨涂层能使唇边保持锋利的时间比传统硬质工具钢长了4至6倍，减少了口模条纹和模唇清洁。

EverSharp TM碳化钨涂层唇边（下）比标准的镀铬唇边（上）
要锋利得多。

一家大客户预测，与唇边有关的口模条纹使这家公司在其8座工厂的流延膜生产线上，每年花费了接近100万的美元。唇边技术上的最新成果，包括模唇直径和模唇成型段设计方面的创新EverSharp，以及其它新型贴面系统和UltraLip刮板，都是专门用来对付很大一部分的非增值性成本。

Ultraflex(r)模头装备有UltraLipTM\刮板，其青铜色刮板部件可在模唇
最端部看到

开发出针对流延膜制造商的这些新系统，能产生具有重大意义的转变，类似于由定制板材生产商在过去几年所做的。在这些企业当中，都广泛采用了那时算新的系统，来消除产品更换的停机时间，例如EDI的FastGapTM单点调节机构用于改变板材厚度，以及Fast Deckle来改变产品宽度。现在已经到了定制流延膜生产商自行转变到节俭制造的时候了。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/13/2005)


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