Jeden ciągły cykl

Technologia ISBM łączy wtrysk preform, rozciąganie osiowe i promieniowe oraz formowanie rozdmuchowe w jednym, nieprzerwanym cyklu maszynowym. Rezultatem jest dwuosiowo zorientowany pojemnik o lepszej przejrzystości, właściwościach barierowych i wytrzymałości mechanicznej w porównaniu z alternatywnymi metodami formowania rozdmuchowego metodą wytłaczania.

One-Step kontra Two-Step

W jednoetapowym procesie ISBM preforma jest wtryskiwana i rozdmuchiwana, zachowując aktywność termiczną, co eliminuje konieczność ponownego nagrzewania i ryzyko zanieczyszczenia podczas przechowywania. Procesy dwuetapowe schładzają i przechowują preformy przed ponownym nagrzaniem – są wydajne przy bardzo dużych wolumenach, ale nieoptymalne w przypadku opakowań premium lub zróżnicowanego portfolio materiałów.

Dlaczego orientacja dwuosiowa ma znaczenie

Rozciąganie polimeru w kierunku osiowym i obwodowym jednocześnie wyrównuje łańcuchy molekularne w dwóch płaszczyznach. Ta dwuosiowa orientacja znacząco zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, barierowość gazową, przejrzystość optyczną i odporność na uderzenia – to właśnie dlatego dwuosiowo zorientowany PET dominuje na światowym rynku opakowań napojów i produktów farmaceutycznych.

Suszenie i plastyfikacja żywic

Przed rozpoczęciem formowania, surowe granulki PET, PETG, PC, PP lub Tritanu muszą zostać dokładnie wysuszone. PET jest wysoce higroskopijny – jeśli wilgotność przekroczy 50 ppm przedostając się do cylindra, podczas topienia następuje degradacja hydrolityczna, zmniejszająca masę cząsteczkową i wytwarzająca zmętniałe, strukturalnie osłabione preformy. Standardowo w przypadku PET stosuje się suszarkę krystalizacyjną w temperaturze 160–175 stopni Celsjusza, pracującą przez cztery do sześciu godzin.

Po wyschnięciu żywica trafia do ślimaka wytłaczarki, który wykorzystuje ścinanie mechaniczne i ciepło przewodzące z grzałek bębnowych do stopniowego topienia i homogenizacji polimeru. Jednorodność tego stopu ma bezpośredni wpływ na przejrzystość i integralność strukturalną każdego pojemnika produkowanego w dalszej części procesu.

Wtrysk preform

Stopiony polimer jest wtryskiwany pod wysokim ciśnieniem przez system gorących kanałów do zamkniętej wnęki formy wtryskowej, formując preformę – grubościenną, pośrednią część w kształcie probówki. Siła docisku wtryskarki musi utrzymać połówki formy całkowicie zamknięte, przeciwdziałając ciśnieniu wtrysku. Niewystarczająca siła powoduje powstawanie wypływek na linii podziału i niedokładności wymiarowe gwintów szyjek butelek.

W EP-HGY50-V3-EVSiła zacisku wtryskowego wynosi 50 kN, co jest odpowiednie dla pojemników kosmetycznych z pojedynczą komorą. W EP-HGY200-V4 W przypadku dużych, wielogniazdowych form farmaceutycznych wartość ta wzrasta do 300 kN. Temperatura kanału gorącego musi być kontrolowana strefowo, aby zapobiec pojawianiu się zimnych zacieków w postaci wtrąceń w ściance gotowej butelki.

Jednoczesne rozciąganie i dmuchanie

To jest decydująca operacja. Pręt rozciągający przechodzi osiowo przez szyjkę preformy, podczas gdy sprężone powietrze pod wysokim ciśnieniem – od 2,0 do 3,5 MPa we wszystkich maszynach Ever-Power – jednocześnie nadmuchuje preformę promieniowo w kierunku gniazda formy rozdmuchowej. To połączone działanie wymusza orientację łańcuchów polimerowych w obu kierunkach na poziomie molekularnym.

Czas ma kluczowe znaczenie. Jeśli powietrze wstępne dotrze, zanim pręt rozciągający osiągnie dolną granicę, materiał gwałtownie spłynie w kierunku szyjki, a podstawa stanie się niebezpiecznie cienka. Jeśli pręt rozciągający wysunie się zbyt daleko bez wsparcia powietrza, podstawa ulegnie wybieleniu naprężeniowemu. Sterowniki PLC Ever-Power realizują te procesy z milisekundową precyzją, regulowaną za pomocą ekranu dotykowego bez ingerencji mechanicznej.

Chłodzenie, dekompresja i wyrzut

Gdy pojemnik wypełni wnękę formy rozdmuchowej, rozpoczyna się chłodzenie. Powierzchnia formy jest utrzymywana w temperaturze od 5 do 15 stopni Celsjusza dzięki cyrkulacji schłodzonej wody przez wewnętrzne kanały. Niewystarczający czas chłodzenia powoduje odkształcenie termiczne po zwolnieniu butelki, co prowadzi do odchyleń owalności i uszkodzeń dna, które nie przechodzą kontroli jakości.

Po schłodzeniu, forma otwiera się, a ramię odbiorcze przenosi gotową butelkę na przenośnik odbiorczy. W konstrukcji jednostopniowej maszyny do formowania wtryskowego z rozciąganiem i rozdmuchiwaniem odbywa się to jednocześnie z wtryskiem kolejnej preformy i kondycjonowaniem kolejnej, tworząc w pełni równoległy cykl produkcyjny z zerowym czasem przestoju między kolejnymi wtryskami.

Politereftalan etylenu

Najczęściej przetwarzana żywica w procesie formowania z rozdmuchem. PET zapewnia wyjątkową przejrzystość, wysoką barierę tlenową i wysoką wytrzymałość mechaniczną. Wąskie okno rozdmuchowe od 95 do 115 stopni Celsjusza wymaga precyzyjnej kontroli temperatury na poziomie strefy. Nadaje się do napojów, olejów spożywczych, syropów farmaceutycznych i produktów do pielęgnacji ciała.

PET modyfikowany glikolem

PETG przetwarza się w niższych temperaturach, ma szersze okno przetwarzania i zapewnia przejrzystość dorównującą szkłu bez krystalizacji. Idealny do luksusowych słoików kosmetycznych, wysokiej jakości pojemników na żywność oraz opakowań na urządzenia medyczne, gdzie przejrzystość optyczna jest głównym wymogiem marki, a wymagane są złożone kształty.

Kopoliester bez BPA

Naturalnie wolny od BPA, o wyjątkowej odporności na działanie substancji chemicznych i stłuczenie. Wrażliwość na temperaturę Tritanu wymaga użycia 4-stanowiskowego urządzenia z precyzyjną kontrolą kondycjonowania. Materiał ten jest preferowany do produkcji butelek do karmienia niemowląt, wielorazowych pojemników sportowych oraz opakowań medycznych, gdzie wymagany jest certyfikat braku BPA i przejrzystość optyczna.

Polipropylen

Doskonała odporność chemiczna, niska gęstość i profil bezpieczny dla kuchenek mikrofalowych. PP wymaga bardzo wąskiego okna przetwarzania i znacząco korzysta z kondycjonowania w 4 stacjach. Zastosowania obejmują pojemniki na jogurty, opakowania do kosmetyków osobistych oraz pojemniki do napełniania na gorąco, wymagające zgodności z FDA.

Poliwęglan

Procesy odbywają się w znacznie wyższych temperaturach niż w przypadku PET, co wymaga starannej kontroli temperatury topnienia, aby uniknąć żółknięcia. Wytwarza pojemniki o wyjątkowej udarności i przejrzystości optycznej, przeznaczone do butelek do dystrybutorów wody, pojemników wielokrotnego użytku i specjalistycznych zastosowań optycznych. Czterostanowiskowy etap kondycjonowania jest niezbędny dla uzyskania produktu bez wad.

Powietrze pod wysokim ciśnieniem, dostarczane przez zawory Parkera, wypełnia preformę aż do zimnej ścianki formy. Niedostateczne ciśnienie powoduje niepełne uformowanie butelki i wady powierzchni.

Schłodzona woda o temperaturze od 8 do 12 stopni Celsjusza krąży w formie rozdmuchowej, determinując szybkość chłodzenia i czas cyklu. Stała temperatura wody jest niezbędna dla uzyskania powtarzalnej geometrii butelki.

Siła zacisku musi być większa niż siła rozdzielająca wynikająca z ciśnienia wtrysku. Zakres mocy maszyn Ever-Power wynosi od 50 kN w zastosowaniach kosmetycznych do 400 kN w przypadku EP-HGY650-V4.

W przypadku PET, ASR od 2,0 do 2,5 w połączeniu ze współczynnikiem rozciągania obwodowego od 3,5 do 4,5 zapewnia optymalną orientację dwuosiową. Odchylenie obniża wydajność bariery i wytrzymałość mechaniczną.

Wszystkie maszyny Ever-Power ISBM działają w oparciu o standardowe trójfazowe zasilanie przemysłowe o napięciu od 370 do 400 V, kompatybilne z Europą, Australią, Bliskim Wschodem i większością rynków światowych.

Zmiana grubości ścianki

Przyczyna: Nierównomierna temperatura preformy podczas rozciągania. Cieńsze fragmenty pokazują, gdzie preforma była cieplejsza. Najczęściej występuje w przypadku kształtów asymetrycznych na maszynach 3-stanowiskowych.

Rozwiązanie: Należy przejść na maszynę 4-stanowiskową z niezależnym kondycjonowaniem lub sprawdzić mapę temperatur strefy gorących kanałów, aby uzyskać bardziej jednolitą temperaturę formy wstępnej przed rozdmuchem.

Wybielanie stresu

Przyczyna: Temperatura preformy podczas rozdmuchiwania jest zbyt niska. Polimer orientuje się poniżej temperatury zeszklenia, tworząc mikropustki, które rozpraszają światło i powodują białą mgiełkę.

Rozwiązanie: Zwiększaj temperaturę kondycjonowania o 2 stopnie. Sprawdź, czy woda chłodząca formę wtryskową nie pobiera nadmiernej ilości ciepła z preformy przed dotarciem do stanowiska rozdmuchowego.

Chmurna podstawa

Przyczyna: Baza PET była zbyt długo przechowywana w temperaturze powyżej zakresu krystalizacji od 90 do 160 stopni Celsjusza. PET krystalizuje w tym zakresie i trwale traci przezroczystość.

Rozwiązanie: Skróć czas cyklu, aby zminimalizować ekspozycję formy wstępnej. Zwiększ przepływ wody chłodzącej w formie wtryskowej, aby szybciej schłodzić sekcję bazową.

Błysk na gwintach szyi

Przyczyna: Siła docisku wtrysku jest niewystarczająca, aby utrzymać wkładki pierścienia szyjkowego zamknięte pod ciśnieniem wtrysku. Stopiony polimer wydostaje się i krzepnie w postaci wypływki, uniemożliwiając prawidłowe osadzenie nakrętki.

Rozwiązanie: Sprawdź, czy zmierzona siła zacisku jest zgodna ze specyfikacją maszyny. Sprawdź zużycie wkładki pierścienia szyjkowego i zastanów się, czy lepkość żywicy zmieniła się pomiędzy partiami.

Serwomechanizm czy hydraulika: ile energii zużywa ISBM?

Tradycyjne hydrauliczne maszyny ISBM napędzane są pompą o zmiennym wydatku, która w sposób ciągły zapewnia cyrkulację oleju pod stałym ciśnieniem, niezależnie od tego, czy maszyna wtryskuje, przedmuchuje, chłodzi, czy jest w trybie pauzy. Energia zużywana podczas chłodzenia – do 40% całkowitego czasu cyklu – kumuluje się w postaci wysokich rachunków za media w ciągu 24/7 miesięcy produkcji.

Pełne systemy serwo, stosowane w modelach EP-HGY50-V3-EV i EP-HGY150-V4-EV, zastępują centralną pompę indywidualnymi serwosilnikami elektrycznymi, które pobierają energię tylko podczas aktywnego wytwarzania ruchu. W fazie chłodzenia zużycie energii przez serwosilniki spada niemal do zera.

W standardowych warunkach testów fabrycznych w pełni serwosilniki Ever-Power konsekwentnie osiągają oszczędności energii rzędu 30–40 procent w porównaniu ze starszymi maszynami hydraulicznymi, co przekłada się na dziesiątki tysięcy dolarów oszczędności rocznie na maszynę na rynkach o wysokim zużyciu energii elektrycznej, takich jak Niemcy, Australia i Wielka Brytania.

Jak projektowanie form wpływa na wynik procesu ISBM

Idealnie skonfigurowana maszyna z idealnie przygotowanym polimerem nadal będzie produkować wadliwe pojemniki, jeśli forma będzie źle zaprojektowana. W jednoetapowym formowaniu wtryskowym z rozciąganiem i rozdmuchem dwa odrębne elementy oprzyrządowania pracują sekwencyjnie: forma wtryskowa, która definiuje geometrię preformy i dokładność gwintu szyjki, oraz forma rozdmuchowa, która definiuje zewnętrzny kształt i wykończenie powierzchni finalnego pojemnika.

Polerowane na wysoki połysk gniazda form rozdmuchowych pozwalają uzyskać pojemniki o wysokim połysku; gniazda o satynowym wykończeniu zapewniają matową estetykę. Nierównomierna grubość ścianek preformy przekłada się bezpośrednio na nierównomierną grubość ścianek gotowego pojemnika. Ever-Power projektuje i produkuje niestandardowe formy ISBM jednoetapowe na miejscu, dopasowując dokładnie geometrię każdej wnęki do objętości wtrysku maszyny, współczynników rozciągania i żywicy produkcyjnej.

Wyświetl opcje form niestandardowych

Opakowania farmaceutyczne

Butelki na syropy, fiolki z kroplami do oczu, pojemniki na tabletki i butelki z aerozolem do nosa wymagają precyzyjnej geometrii gwintu, wysokiej bariery chroniącej przed wilgocią i tlenem oraz higienicznego, jednoetapowego procesu, który minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia. System ISBM w PET lub PP spełnia wszystkie te wymagania w ramach jednej kompaktowej maszyny.

Kosmetyki luksusowe

Prestiżowe marki kosmetyków i perfum wymagają słoików i butelek o grubych ściankach, które imitują estetykę i wagę szkła. PETG na maszynach 4-stanowiskowych produkuje pojemniki kosmetyczne o grubości ścianek przekraczającej 4 mm, przejrzystości przypominającej szkło oraz skomplikowanych, owalnych lub asymetrycznych profilach, niemożliwych do uzyskania na prostszych urządzeniach.

Słoiki na żywność i przyprawy

Słoiki PET na masło orzechowe, miód, przyprawy i oleje kuchenne wymagają doskonałej bariery tlenowej i integralności strukturalnej, aby przetrwać układanie w stosy w sklepach detalicznych. Dwuosiowa orientacja w procesie ISBM znacznie zmniejsza przepuszczalność tlenu, wydłużając okres przydatności do spożycia w porównaniu z pojemnikami formowanymi wtryskowo z PP o tej samej grubości ścianek.

Produkty dla niemowląt i małych dzieci

Butelki do karmienia niemowląt wymagają materiałów wolnych od BPA, przejrzystości optycznej, odporności na stłuczenia i precyzyjnego gwintu na szyjce, aby można było stosować standardowe smoczki silikonowe. Materiały Tritan i PP w 4-stanowiskowych maszynach ISBM spełniają wszystkie te wymagania. Jednoetapowy proces w obiegu zamkniętym minimalizuje zanieczyszczenie w porównaniu z dwuetapową produkcją z przechowywaniem preform.

Pojemniki na napoje

Producenci napojów niszowych i premium stosują jednoetapowy proces ISBM w celu uzyskania lepszej dystrybucji materiału w butelkach o złożonych kształtach oraz możliwości przetwarzania żywic premium, takich jak PETG, w celu uzyskania zróżnicowanej prezentacji na półce przy umiarkowanych ilościach, w przypadku których maszyny dwuetapowe byłyby zbyt specjalistyczne i nieelastyczne.

Produkty chemiczne i gospodarstwa domowego

Olejki eteryczne, koncentraty czyszczące, płyny do płukania tkanin i środki agrochemiczne wymagają pojemników o doskonałej odporności chemicznej i szczelnym zamknięciu. Dwuosiowo zorientowane pojemniki PET produkowane przez ISBM charakteryzują się znacznie lepszą odpornością na pęknięcia naprężeniowe i precyzyjną geometrią gwintu szyjki w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami formowanymi wtryskowo.

Wszystkie podane parametry techniczne odnoszą się do zmierzonych danych o wydajności maszyn Ever-Power w standardowych warunkach testowych w fabryce. Aby uzyskać karty katalogowe i porady dotyczące konfiguracji maszyny, prosimy o kontakt. sprzedaż@isbmmolding.com lub odwiedź naszą strona kontaktowa.