Новые технологии в производстве литьевой пластиковой упаковки

Производители упаковки из  полимерных материалов оперативно реагируют на возрастающие требования потребителей, выпуская на рынок огромное количество уникальных образцов новых изделий. Многие из них патентуются, стандартизуются и в дальнейшем производятся миллиардными тиражами, в основном, методом литья пластмасс под давлением на термопластав-томатах (ТПА).

Технология производства тонкостенной упаковки непроста в принципе. А для масштабного производства эксклюзивов требуются самые современные высокоскоростные термопластавтоматы и новейшие технологии литья под давлением. Высокопроизводительные ТПА обеспечивают короткое время цикла и высокую точность литья, а умелое использование материалов и технологий в сочетании с удачным дизайном позволяет получить оригинальный продукт.

В течение последних 3-4 лет в области производства изделий из пластмасс, и в частности литьевой упаковки, широко внедряются следующие новые технологии:

• литье с декорированием внутри пресс-формы (IML-decoration); 
• многокомпонентное литье (multi-component);
• литье с барьерным слоем;
• литье с газом (gas injection);
• литье с водой (water injection);
• использование «семейных» и «этажных» пресс-форм;
• применение электрических ТПА.

Машины от ведущих европейских поставщиков — в основном модульного типа, причем от самых простых, «базовых» — для начина ющих, до «напичканных» сверхтехнологическими функциями — для продвинутых пользователей. Такое оборудование изменяется и комбинируется, как детский конструктор. Возможно изменение расстояния между колоннами, узла впрыска, привода шнека. Как стандарт, на эти машины устанавливают: - регулируемое управление скоростью и давлением впрыска;

• ультразвуковой датчик перемещений;
• байпасные фильтры;
• опцию работы со знаками;
• свободно программируемые выходы;
• стандартные клапаны;
• линейные резистивные датчики перемещения;
• цветные дисплеи 4-го поколения.

Для увеличения скорости литья на стандартные машины устанавливают гидроаккумуляторы, высокоскоростные клапаны, регуляторы скорости и давления с обратной связью. В этом случае используется более продвинутая система управления с замкнутыми контурами контроля за движением улов и агрегатов машины. Также скоростные машины доосна-щают дополнительными насосами узла впрыска и приводами для каждого движения исполнительных механизмов ТПА.

Это самые оптимальные на сегодня быстроходные машины для «миллионных» тиражей.

В основе их конструкторского исполнения лежит оптимальная комбинация гидравлического и электрического приводов, обеспечивающих высокую скорость и параллельность всех движений агрегатов и узлов ТПА. Высокоскоростные машины оснащаются самыми совершенными системами управления с обратными связями. Это позволяет контролировать рабочие параметры с большой частотой опроса показаний для быстрого реагирования на малейшие отклонения от заданных параметров. Одновременно в такие машины заложены энергосберегающие технологии.

Основной задачей в массовом производстве тонкостенной упаковки всегда является достижение минимально возможного веса изделия и времени цикла. Эта задача увязывается с одновременным сохранением ударопрочных характеристик, габаритных размеров и потребительских свойств изделий. Поэтому при изготовлении очень больших партий изделий и гарантированном сбыте (коротком сроке окупаемости) можно использовать и полностью электрический ТПА.

Слово — лидерам

Что предлагают нам сегодня ведущие производители ТПА?

Самые известные в мире фирмы, занимающиеся исследованиями в области высокоскоростного производства тонкостенных изделий, — это японские компании Fanuc, Mitsubishi, Toshiba, Nissei, Mikei.

В Европе широко известны высокоскоростные ТПА Stork (Дания) и Billion (Франция).

Очень хороши, надежны и точны как часы швейцарские машины фирмы Netstal.

Это действительно лидеры новых технологий. Однако либо они не спешат в Россию, либо наши заказчики еще не готовы к их приходу.

Можно назвать много других мировых производителей, выпускающих весьма достойное оборудование, но их присутствие на российском рынке очень незначительно.

Более-менее распространены в России высокоскоростные машины из Италии: Sandretto, BMB, BM Biraghi, Negri Bossi, Oima, MIR. Но все-таки доля этих машин на российском рынке невелика.

Рассмотрим более распространенные в России марки ТПА, оптимально подходящие для скоростного выпуска пластиковой упаковки. Уделим внимание тем фирмам, которые имеют представительства в России и стремятся наладить службу технической поддержки своих машин.

В их числе оказались фирмы, производящие самые быстрые в мире машины: Dem-ag, Engel, Husky, Ferromatic.

Demag

Фирма Demag открыла свое представительство в России еще в 1990 году. Поэтому начнем свой обзор с ее достижений в области упаковки.

ТПА Demag серии El-Exis S, которые появились на рынке в 1999 г., изначально были предназначены для выпуска упаковочной продукции из полимерных материалов — ведер, крышек, стаканчиков, навинчивающихся колпачков. Сегодня эти машины наиболее востребованы в производстве контейнеров под пресервы и т. д., а также на растущем рынке тонкостенной полисти-рольной упаковки для «фаст-фуда». Более десяти различных моделей ТПА с усилием смыкания от 100 до 700 тонн имеют электрические приводы перемещения шнека и подвижной части пресс-формы, что позволяет экономить энергопотребление по сравнению с гидравлическими ТПА вплоть до 40%. Машины очень удачно сочетают в себе преимущества электрических и гидравлических приводов, и за семь лет работы у первых их покупателей успешно зарекомендовали себя. В числе постоянных клиентов компании такие «киты», как «Мир Упаковки», «Перинт», «Вийнер Пластикс», «Интеко».

Есть и другие интересные возможности применения таких машин. Например, ТПА марки El-EXIS S 150/500-610 (усилие смыкания — 1500 кН, просвет между колоннами — 500 мм, объем впрыска — 610 см³), изготавливающий по технологии декорирования в форме крышку и ведерко объемом 500 мл за один цикл и в одной пресс-форме с горяче-канальной литниковой системой. Несмотря на различную длину пути течения расплава, равномерное заполнение формообразующих полостей пресс-формы достигается за счет применения сопел с независимо управляемыми игольчатыми клапанами.

Полностью электрические термопластавтоматы серии IntElect после выхода на рынок три года назад являются наиболее продаваемыми из западноевропейских ТПА в серии электрических машин. Отличительной особенностью ТПА этой серии является высокая точность и воспроизводимость от цикла к циклу размеров и массы литьевой продукции, которые достигаются за счет постоянного контроля и поддержания на заданном уровне технологических параметров процесса — времени набора дозы материала, давления впрыска и подпитки и др., а также за счет высокой точности позиционирования шнека при впрыске. Несколько единиц электрических ТПА Demag IntElect уже эксплуатируются в России. По отзывам покупателей, у этих машин большое будущее, особенно если отметить, что дочерняя фирма-представительство «Де-мага» в России имеет и самую большую сервисную службу.

В целом, число поклонников данной марки очень велико. За 15 лет в Россию было ввезено более 2200 ТПА компании Demag.

Engel

Австрийская компания Engel предлагает новое семейство высокоскоростных машин ma-cPACK. Эта серия, в отличие от традиционных «бесколон-ников» компании, имеет колонное исполнение. Машины оснащены пятиточечным колено-рычажным механизмом. Его использование дает преимущества по времени цикла перед гидравлическими ТПА. По такой характеристике, как усилие смыкания, модельный ряд этой серии варьируется от 125 до 550 тонн.

Серьезны и планы этой компании, занимающей одно из первых мест по продажам ТПА в мире. С недавних пор фирма Engel стала уделять больше внимания растущему российскому рынку. Появилась информация о создании с 2007 года собственного представительства и сервисной службы в России.

Husky

Хорошо известно в среде упаковщиков, и в том числе в нашей стране, оборудование канадской фирмы Husky. Конструкция этих машин идеальна там, где требуется повышенная стерильность - для медицинских производств и пищевой промышленности.

В сфере упаковки предлагаются машины серии Hylect-ric. В этих ТПА для вращения шнека используется электропривод, а гидравлика перемещает шнек в горизонтальной плоскости.

Отличие машин Husky в том, что подвижная плита движется не по колоннам, а на особых линейных опорах. Усилие смыкания рас пределяется равномерно благодаря запатентованной конструкции плит. Узел смыкания очень компактный и скоростной. Высока не только производительность, но и точность литья. Ряд этих и других инноваций позволяет существенно уменьшить требования по усилию смыкания. Поэтому под кон кретные задачи фирма Husky может предложить машины с меньшим усилием смыкания, чем у конкурентов. Также эта фирма производит горячеканальные системы и пресс-формы для индустрии упаковки.

Для двухкомпонентного литья стандартную машину дополняют вторым и даже третьим узлами впрыска.

Указанное выше относится к небольшим производствам одноразовой посуды, ведер, и т. д., когда используются стандартные гидравлические или колено-рычажные ТПА.Для больших производств тонкостенной упаковки лучше подходят гибридные ТПА.