Quante bottiglie produce all'ora una macchina ISBM?
La velocità di produzione di una macchina ISBM a un solo stadio, misurata in bottiglie all'ora, dipende da quattro variabili che interagiscono tra loro: il tempo di ciclo della macchina per la specifica bottiglia, il numero di cavità dello stampo, il volume della bottiglia (che determina la durata delle fasi di soffiaggio e raffreddamento) e la configurazione delle stazioni (3 stazioni, 4 stazioni o 6 stazioni). Comprendere come queste variabili si combinano è fondamentale per scegliere il modello di macchina più adatto alle proprie esigenze di produzione prima dell'acquisto.
Come viene calcolato l'output dell'ISBM
La produzione oraria dell'ISBM in bottiglie viene calcolata a partire da due parametri: il tempo di ciclo (secondi per ciclo) e il numero di cavità (bottiglie prodotte per ciclo).
Bottiglie all'ora = (3.600 ÷ tempo di ciclo in secondi) × numero di cavità
Ad esempio, una EP-HGY150-V4 a 4 stazioni che utilizza uno stampo a 2 cavità per bottiglie d'acqua in PET da 500 ml con un tempo di ciclo di 6 secondi produce: (3.600 ÷ 6) × 2 = 1.200 bottiglie all'ora. La stessa macchina con uno stampo a 4 cavità e lo stesso tempo di ciclo produce 2.400 bottiglie all'ora. Questa relazione è lineare con il numero di cavità: raddoppiando le cavità, la produzione raddoppia a parità di tempo di ciclo.
Cosa determina il tempo di ciclo?
Il tempo di ciclo è il tempo che intercorre tra un'iniezione e l'altra. In una macchina ISBM a un solo stadio, il tempo di ciclo è determinato dall'operazione singola più lunga della macchina, in genere la fase di iniezione, che richiede tempo sufficiente per: l'iniezione della resina (0,5-2 secondi a seconda del peso della preforma e del numero di cavità); il compattamento (1-3 secondi per compensare il ritiro); e il raffreddamento nello stampo a iniezione (2-8 secondi a seconda dello spessore della parete della preforma). Nelle macchine a 4 stazioni, le stazioni di condizionamento, soffiaggio ed espulsione operano tutte in parallelo con la stazione di iniezione, quindi la loro durata non si somma al tempo di ciclo purché si completino entro la finestra temporale della stazione di iniezione.
Fattori che aumentano il tempo di ciclo: volume maggiore della bottiglia (preforma più pesante, tempi di iniezione e raffreddamento più lunghi); pareti della preforma più spesse; più cavità per iniezione (volume totale di iniezione maggiore, tempo di riempimento più lungo); e applicazioni di riempimento a caldo (lo stampo di soffiaggio funziona a temperature elevate, richiedendo un raffreddamento più lungo della bottiglia nello stampo prima dell'espulsione). Fattori che riducono il tempo di ciclo: configurazione a 6 stazioni (una stazione di raffreddamento post-soffiaggio aggiuntiva consente tempi di permanenza nello stampo più brevi); profili di condizionamento ottimizzati; e spessore ridotto della parete della preforma grazie al perfezionamento del design dello stampo.
Processo rotativo ISBM a 4 stazioni: tutte le stazioni operano simultaneamente, quindi il tempo di ciclo è determinato dalla stazione più lenta (in genere l'iniezione), non dalla somma dei tempi di tutte le stazioni.
Tassi di produzione per modello di macchina e formato di bottiglia
| Macchina | Volume della bottiglia | Carie | Tempo di ciclo | Produzione (bph) |
|---|---|---|---|---|
| EP-HGY50-V3-EV | 100 ml farmaceutico | 2 | 5–7 secondi | 1.000–1.440 |
| EP-HGY150-V4 | 500 ml di acqua | 2 | 5–7 secondi | 1.000–1.440 |
| EP-HGY150-V4 | 500 ml di acqua | 4 | 6–8 secondi | 1.800–2.400 |
| EP-HGY200-V4 | 1 litro di olio alimentare | 2 | 8–12 s | 600–900 |
| EP-HGY250-V4 | Contenitore da 5 litri | 1 | 14–20 s | 180–257 |
| EP-HGYS280-V6 | complesso da 500 ml | 2 | 5–6 secondi | 1.200–1.440 |
Questi sono intervalli indicativi. La produzione effettiva dipende dalla specifica progettazione della preforma, dall'efficienza di raffreddamento dello stampo e dall'ottimizzazione del processo ottenuta durante la fase di messa in servizio. Richiedete sempre al fornitore un tempo di ciclo garantito per il numero specifico di bottiglie e cavità, confermato per iscritto nel contratto di acquisto.
In che modo il numero di carie influisce sulla produzione e sugli investimenti
Aumentare il numero di cavità è il modo più diretto per incrementare la produzione ISBM a parità di tempo di ciclo. Tuttavia, ogni cavità aggiuntiva comporta un aumento dei costi dello stampo (ogni cavità richiede una cavità di preformatura aggiuntiva, una cavità di soffiaggio aggiuntiva e un circuito a canale caldo aggiuntivo) e può aumentare il tempo di ciclo incrementando il volume totale di iniezione. La relazione tra il numero di cavità e la produzione è approssimativamente lineare, ma anche la relazione tra il numero di cavità e il costo dello stampo è approssimativamente lineare, pertanto il rapporto tra produzione e costo dello stampo non migliora significativamente oltre le 4 cavità per la maggior parte dei formati di bottiglia standard.
Il limite pratico per il numero di cavità nella stampaggio a iniezione in un'unica fase (ISBM) è determinato dalla capacità dell'unità di iniezione della macchina (volume massimo di iniezione) e dalle dimensioni del piano della stazione di soffiaggio (larghezza totale massima dello stampo per più cavità). Per i piccoli contenitori farmaceutici (30-100 ml), sono comuni configurazioni a 4-6 cavità. Per flaconi più grandi (500 ml-2 l), la gamma tipica è di 2-4 cavità. Per contenitori molto grandi (5-10 l), la produzione a cavità singola è lo standard.
Adattare la produzione alle vostre esigenze.
Il primo passo per scegliere una macchina ISBM adatta alle proprie esigenze di produzione è calcolare la produzione minima richiesta in bottiglie all'ora. Questa si calcola come segue: (volume annuo ÷ giorni di funzionamento all'anno ÷ ore di produzione al giorno). Ad esempio, 3 milioni di bottiglie all'anno con 250 giorni di funzionamento e 20 ore di produzione al giorno richiedono: 3.000.000 ÷ 250 ÷ 20 = 600 bottiglie all'ora come minimo. Una macchina a 2 cavità EP-HGY150-V4, in grado di produrre bottiglie da 500 ml a una velocità di 1.000-1.440 bottiglie all'ora, offre un margine di sicurezza superiore a questo requisito, consentendo di effettuare interventi di manutenzione programmati e compensare le perdite di efficienza senza compromettere gli obiettivi di produzione annuali.
Dimensionare sempre la macchina a una capacità nominale compresa tra 70 e 80%, non a 100%. Far funzionare una macchina alla sua massima capacità nominale assoluta 24 ore su 24 non lascia margine per cambi di formato, manutenzione e controlli di qualità. Una macchina dimensionata a una capacità nominale di 80% alla velocità di produzione richiesta consentirà di raggiungere in modo affidabile l'obiettivo di produzione annuale, tenendo conto delle esigenze operative di un ambiente di produzione di imballaggi.
EP-HGY650-V4 in produzione: macchina ISBM di grande formato per contenitori da 2 a 10 litri, con uscita a cavità singola come configurazione standard.
Hai bisogno di una velocità di produzione garantita per la tua specifica bottiglia e il tuo volume di produzione?
Inviate a Ever-Power il disegno della bottiglia, il tipo di resina, il volume annuo e il programma di funzionamento. Vi consiglieremo la macchina e il numero di cavità più adatti, con un tempo di ciclo garantito e specificato nel contratto di acquisto.
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Domande frequenti
Posso aumentare la produttività della mia attuale macchina ISBM?
I due modi per aumentare la produttività di una macchina esistente sono: aggiungere cavità (ordinando un nuovo set di stampi con più cavità, nel rispetto dei limiti dell'unità di iniezione e delle dimensioni del piano di stampaggio della macchina); e ridurre il tempo di ciclo (attraverso l'ottimizzazione del processo: riduzione del tempo di raffreddamento nello stampo a iniezione, ottimizzazione dei profili di temperatura di condizionamento e regolazione della temporizzazione del soffiaggio). La riduzione del tempo di ciclo richiede un attento sviluppo del processo per garantire che la qualità delle bottiglie venga mantenuta anche con un ciclo più rapido. L'aggiunta di cavità richiede la verifica che l'unità di iniezione della macchina possa erogare un peso di iniezione adeguato e che il piano di stampaggio della stazione di soffiaggio abbia spazio sufficiente per lo stampo più ampio.
La produzione dell'ISBM è sufficiente per una linea di riempimento?
Per la maggior parte delle linee di riempimento farmaceutiche, cosmetiche, alimentari e industriali, la produzione in un'unica fase delle macchine ISBM (in genere da 600 a 4.000 flaconi all'ora per una singola macchina) è ben calibrata sulla velocità della linea di riempimento. Le linee di riempimento farmaceutiche per forme farmaceutiche orali liquide funzionano in genere a una velocità di 50-500 flaconi al minuto (3.000-30.000 all'ora), mentre le riempitrici cosmetiche di piccolo formato funzionano a una velocità di 20-200 flaconi al minuto. Per le linee di riempimento che funzionano a una velocità superiore alla produzione della macchina ISBM, la soluzione standard prevede un buffer di accumulo flaconi o l'utilizzo di più macchine ISBM che alimentano una singola riempitrice.
Come viene verificato il tempo di ciclo prima dell'acquisto della macchina?
Richiedete al fornitore di testare la vostra specifica bottiglia (o una bottiglia di peso e geometria equivalenti) sul modello di macchina che state valutando e di registrare il tempo di ciclo effettivo dall'interfaccia uomo-macchina per 60 cicli consecutivi. La media e la deviazione standard di questi dati rappresentano il tempo di ciclo effettivo per la vostra bottiglia, non una stima teorica. Richiedete per iscritto questi dati registrati e chiedete che vengano inclusi come garanzia di prestazione nel contratto di acquisto. I fornitori che non possono o non vogliono fornire questo livello di verifica durante il processo di valutazione rappresentano un rischio maggiore rispetto a quelli che lo fanno.
Pianificazione dell'output per più formati di contenitore
Molte aziende che utilizzano macchine ISBM producono diversi formati di contenitori sulla stessa macchina, cambiando lo stampo tra una produzione e l'altra. Quando si pianifica la produzione su più formati, la capacità produttiva annua totale della macchina deve essere ripartita tra tutti i formati, tenendo conto del tempo di produzione perso durante i cambi stampo. Un cambio stampo su una moderna macchina ISBM richiede in genere 1-2 ore. Se una macchina produce cinque formati diversi a settimana con un cambio stampo per ciascuno, il tempo di fermo settimanale per il cambio stampo è di 5-10 ore, ovvero circa 10-201 TP3T di una settimana lavorativa di 50 ore. Questo tempo di cambio stampo deve essere considerato nella pianificazione della produzione per calcolare se una singola macchina è in grado di soddisfare il volume annuo complessivo di tutti i formati.
Per operazioni con elevata varietà di formati e volumi moderati, una singola macchina ISBM con più set di stampi rappresenta la soluzione più efficiente in termini di investimento. Per operazioni con un unico formato ad alto volume e varietà moderata, una macchina dedicata per formato può essere giustificata. Ever-Power può elaborare un piano di produzione multiformato per la vostra specifica combinazione di volumi di contenitori e obiettivi di produzione annuali, individuando il numero minimo di macchine e set di stampi necessari per soddisfare in modo affidabile tutti i formati entro i tempi previsti dal vostro programma di produzione.
Confronto tra la produzione ISBM e le opzioni alternative di fornitura di container.
Prima di optare per la produzione interna di contenitori ISBM, è opportuno confrontare la redditività della macchina con l'alternativa dell'acquisto di contenitori da un'azienda specializzata nello stampaggio a soffiaggio. Il confronto si basa su due elementi: il prezzo unitario dei contenitori acquistati e il costo unitario di produzione interna. Il costo unitario di produzione interna comprende il costo della resina, il costo dell'energia, il costo del personale, l'ammortamento della macchina, il deprezzamento dello stampo e i costi di manutenzione, il tutto diviso per il numero di bottiglie prodotte per turno.
Per la maggior parte delle applicazioni farmaceutiche, cosmetiche e alimentari speciali con volumi superiori a 500.000 flaconi all'anno per formato, la produzione interna ISBM offre un costo per contenitore inferiore rispetto all'acquisto, poiché elimina il margine, i costi generali e le spese logistiche del fornitore esterno. Il punto di svolta, ovvero il momento in cui la produzione interna diventa più economica dell'acquisto, dipende dal prezzo e dal volume specifici del contenitore e può essere calcolato con precisione utilizzando i dati sopra indicati. Ever-Power fornisce questo confronto dei costi nell'ambito della consulenza pre-vendita per qualsiasi installazione EP-HGY.
