При оценке одноступенчатой машины для литья под давлением с растяжением и выдувным формованием наиболее важным параметром является количество станций. Количество станций определяет, какие формы контейнеров может производить машина, какие материалы она может надежно обрабатывать, сколько энергии она потребляет за цикл и, в конечном итоге, обеспечит ли она приемлемый выход годной продукции для тех контейнеров, которые вы действительно планируете производить.
На этот вопрос нет универсального ответа. У производителя косметики, выпускающего стандартные круглые банки из ПЭТГ, и фармацевтической компании, использующей контейнеры из полипропилена с широким горлышком, принципиально разные требования. Выбор неправильной конфигурации приводит к высокому проценту брака, чрезмерным затратам энергии или к тому, что оборудование физически не может производить контейнеры, необходимые вашим клиентам.
Данное руководство представляет собой структурированное техническое сравнение архитектур машин ISBM с 3 и 4 станциями, основанное на инженерном опыте компании Ever-Power в обеих конфигурациях на рынках от Австралии и Германии до Бразилии, Южной Кореи и Ближнего Востока.
Принципиальное различие между 3 и 4 станциями
Оба типа машин классифицируются как одноступенчатые межпланетные баллистические ракеты (МБР), но внутренняя компоновка станции определяет все последующие этапы.
Геометрия контейнера: что может и чего не может дать каждая конфигурация.
Ключевым техническим отличием между двумя архитектурами является взаимосвязь между равномерностью температуры заготовки и формой контейнера.
При растяжении и выдувании заготовки из ПЭТ или ПЭТГ материал преимущественно течет к более горячим зонам стенки заготовки. В идеально цилиндрической заготовке при идеально равномерной температуре это приводит к образованию цилиндрической бутылки с постоянной толщиной стенок по окружности. Трехпозиционная машина отлично справляется с этой задачей.
Проблема возникает с некруглыми контейнерами. Для овальной бутылки шампуня материал на узких поверхностях должен растягиваться сильнее, чем материал на широких поверхностях. Если заготовка находится при равномерной температуре, материал в углах — которые должны преодолеть наибольшее расстояние — окажется тоньше, чем панели на широких поверхностях. Это приводит к тому, что бутылки не проходят испытания на ударопрочность, поскольку стенки углов оказываются ниже минимальной несущей толщины.
Станция подготовки материала в 4-позиционной машине решает эту проблему, избирательно нагревая угловые зоны заготовки сильнее, чем широкие лицевые зоны, перед выдуванием. Дополнительный нагрев размягчает угловой материал, позволяя ему легче затекать в острые кромки пресс-формы. В результате получается контейнер с равномерной толщиной стенок и структурной целостностью по всему периметру — чего невозможно достичь в 3-позиционной машине при сложных формах, независимо от того, как регулируются параметры впрыска.
| Тип контейнера | 3-станция | 4-станция | Примечания |
|---|---|---|---|
| Стандартные цилиндрические круглые бутылки | ✓ | ✓ | Трехстанционная система более энергоэффективна в этой категории. |
| Овальные и плоские флаконы для средств личной гигиены | ✗ | ✓ | Для достижения равномерного распределения тепла по стенкам требуется дифференциальный нагрев. |
| Косметические баночки с толстыми стенками (похожие на стекло) | ✗ | ✓ | Для равномерного распределения толстых заготовок требуется длительное время кондиционирования. |
| Банки с широким горлышком для продуктов (арахисовое масло, мед) | ~ | ✓ | Для простых круглых булочек с широким горлышком возможна обработка в 3 станциях; для обеспечения высокого качества предпочтительнее обработка в 4 станциях. |
| Фармацевтические флаконы и флаконы для глазных капель | ✓ | ✓ | Круглые цилиндрические формы подходят для 3-позиционных установок; 4-позиционные — для сложных фармацевтических форм. |
| Асимметричные флаконы для духов | ✗ | ✓ | Сложная асимметричная геометрия требует полного контроля над процессом обусловливания. |
| Бутылочки для грудного вскармливания (Тритан/ПП) | ✗ | ✓ | Для тритана и полипропилена требуется точная термообработка, выходящая за рамки возможностей трехступенчатой системы сохранения остаточного тепла. |
Какие материалы может обрабатывать каждая конфигурация?
Технологические параметры смолы и температурная чувствительность напрямую определяют необходимую архитектуру оборудования.
ПЭТ имеет относительно широкий температурный диапазон выдувания от 95 до 115 градусов Цельсия и допускает незначительные температурные неравномерности без видимых дефектов в цилиндрических контейнерах. Именно поэтому круглые бутылки из ПЭТ являются естественной областью применения трехстанционной системы ISBM — остаточного тепла от впрыска, как правило, достаточно, чтобы поддерживать заготовку в пределах температурного диапазона выдувания на протяжении всего процесса переноса от станции впрыска к станции выдувания.
ПЭТГ имеет более узкий температурный диапазон и более чувствителен к охлаждению поверхности во время переноса. На трехпозиционной машине внешняя оболочка заготовки из ПЭТГ может остыть ниже идеальной температуры выдувания за время, необходимое для перехода от впрыска к выдуванию, особенно на предприятиях, работающих при более низких температурах окружающей среды. Четырехпозиционная станция кондиционирования позволяет восстановить и выровнять температуру заготовки перед выдуванием.
Тритан, полипропилен и поликарбонат имеют значительно более узкий диапазон технологических параметров и более высокую чувствительность к колебаниям температуры. Обработка этих материалов на трехпозиционном оборудовании обычно приводит к высокому проценту брака из-за обесцвечивания под воздействием напряжения, неравномерного распределения материала на стенках или неполного формирования бутылок. Четырехпозиционная архитектура практически обязательна для надежной обработки тритана и полипропилена.
Сравнение времени цикла и энергопотребления
Понимание компромиссов в отношении энергопотребления и производительности между двумя конфигурациями.
Трехстанционная машина обладает существенным преимуществом в плане энергоэффективности при производстве контейнеров. Отсутствие станции кондиционирования сокращает цикл, а энергия, затрачиваемая на нагрев заготовки во время литья под давлением, используется непосредственно для выдувания без промежуточного регулирования температуры. Для производителя, выпускающего стандартные круглые ПЭТ-контейнеры в больших объемах, трехстанционная машина обеспечит наименьшую себестоимость одной бутылки.
Четырехпозиционная машина увеличивает время цикла из-за индекса кондиционирования. Однако это частично компенсируется тем, что станция кондиционирования также служит термическим буфером — заготовка может дольше поддерживаться при точно контролируемой температуре, что может фактически снизить вероятность возникновения дефектов, связанных с выдуванием, и связанные с этим затраты на брак. В производственных условиях, где процент брака сложных контейнеров превышает 5–10 процентов на трехпозиционной машине, переход на четырехпозиционную машину часто повышает общий объем производства, несмотря на номинально более длительный цикл.
Обе конфигурации значительно выигрывают от использования полноценных сервоприводных систем. Ever-Power EP-HGY50-V3-EV (3-позиционный полноприводный сервопривод) и EP-HGY150-V4-EV (4-позиционная полноприводная система) обеспечивает экономию энергии на 30-40 процентов по сравнению с аналогичными гидравлическими машинами, поскольку серводвигатели потребляют энергию только при активном создании движения, а не при непрерывной работе гидравлического насоса.
Типичное время цикла для ПЭТ-преформы массой от 30 до 50 грамм, используемой для производства круглой бутылки объемом от 250 до 500 мл на одногнездной 3-позиционной машине. Многогнездные пресс-формы увеличивают производительность за то же время цикла.
Станция кондиционирования добавляет от 2 до 4 секунд к циклу обработки контейнеров сложной формы. Чистая эффективная производительность в час часто равна или превышает результат, достигаемый при использовании 3 станций для таких контейнеров, благодаря существенному снижению процента брака.
Измеренное снижение энергопотребления на полностью сервоприводных машинах Ever-Power по сравнению с гидравлическими машинами ISBM непрерывного действия в стандартных заводских условиях испытаний. Применимо как к 3-позиционным, так и к 4-позиционным сервоприводным моделям.
Доступные модели по конфигурации
Компания Ever-Power предлагает широкий ассортимент 3-позиционных и 4-позиционных станков ISBM с усилием смыкания от 50 до 400 кН.
EP-HGY150-V4 — 4-позиционная машина со специальной станцией для регулирования температуры заготовок.
Как выбрать правильную конфигурацию для вашего производства
Структурированная система принятия решений, основанная на типе контейнера, материале и масштабе производства.
Не уверены, какая конфигурация соответствует вашим требованиям?
Пришлите нам чертежи контейнера, целевые объемы производства и технические характеристики материалов. Наши ведущие инженеры оценят требования и в течение 24 часов бесплатно порекомендуют точную конфигурацию станка и класс усилия смыкания.
Часто задаваемые вопросы
Технические сравнения и данные о производительности, приведенные в этой статье, основаны на технических характеристиках Ever-Power и результатах заводских испытаний. Оценка возможностей контейнеров отражает общий отраслевой опыт для обеих конфигураций машин. Для получения консультаций по конкретным задачам обращайтесь по адресу: [email protected] или посетите наш страница контактов.
