В этом году на выставке Chinaplas, проходившей с 23 по 26 апреля 2024 г. в Шанхае, многие участвовавшие в ней компании продемонстрировали свои инновационные продукты и прорывные технологии (о кратких итогах Chinaplas см. в ПМ № 6 2024 г., с. 50–53. – Прим. ред.). По мнению ряда экспертов, в настоящее время производители и переработчики пластмасс уделяют основное внимание высокоточным, высокоэффективным и энергосберегающим технологиям. В данном обзоре, на примере некоторых экспонентов Chinaplas-2024, занятых в полимерном машиностроении, обсуждается, как эти известные компании понимают и внедряют подобное инновационное производство.
Sumitomo (SHI) Demag. Согласно статистическим данным, в Китае более 150 млн человек страдают сахарным диабетом, что объясняет такой огромный объем рынка только одних защитных полимерных колпачков для инсулиновых ручек, составляющий сотни миллиардов долларов. Это обстоятельство также создает многообещающие возможности для производителей машин для литья под давлением. На выставке Chinaplas-2024 компания Sumitomo (SHI) Demag представила используемый для этих целей полностью электрический термопластавтомат (ТПА) модели IntElect2 S 130, преимущества которого заключаются в низком энергопотреблении, энергоэффективности, чистоте переработки и высокой точности управления (рис. 1, а). Инновационная технология прямого привода, реализованная в этом ТПА, обеспечивает более высокий уровень точности и скорости движений. Так, время цикла изготовления медицинских инсулиновых защитных колпачков в 96-гнездной форме составляет всего 6,7 с. Захват робота с вакуумными присосками извлекает эти детали и помещает их в подготовленный лоток. После того, как система оптического бесконтактного контроля завершит проверку внутреннего и наружного диаметра каждого колпачка, она удалит все некачественные детали и восполнит недостающее их количество, вызванное браком, чтобы обеспечить быстрое упаковывание очередной партии колпачков. Помимо соответствия стандарту чистых помещений класса 10000, IntElect2 S 130 имеет также антибактериальные покрытия соответствующих поверхностей, что свидетельствует о максимальном внимании производителя к чистоте производства, необходимой для данного вида продукции. Следует заметить, что решения Sumitomo (SHI) Demag для автоматизированного литья под давлением медицинских изделий универсальны и подходят также для производства, например, элементов шприцев для инъекций для похудения или косметического назначения. В целом эти инновационные решения способствуют повышению производительности в медицинской промышленности. Из всего этого также вытекает, что инновационное производство должно соответствовать требованиям эффективности, стабильности и адаптироваться к возможно более широкому спектру применений.
Пристальное внимание посетителей, в том числе из России, на выставке привлек еще один экспонат Sumitomo (SHI) Demag – высокопроизводительный гибридный ТПА Systес SP 280, произведенный в Китае, который в 48-гнездной форме отливал крышки из ПЭВП диаметром 29 мм и массой 1,3 г cо 100%-ным контролем качества и с временем цикла всего 2,5 с, т.е. с производительностью более 1,5 млн крышек в сутки (рис. 1, б).
ENGEL Group. Австрийская компания ENGEL представила несколько инновационных решений в виде высокоавтоматизированных производственных ячеек для литья под давлением изделий для автомобильной промышленности на базе своих ТПА, в том числе бесколонных, которые, обладая увеличенной по размерам зоной формы и сервогидравлическим приводом, предоставляют пользователям больше возможностей (рис. 2). Так, на бесколонном ТПА victory 120 по технологии optimelt с высокой точностью отливались длинные сверхтонкие световоды с одновременной подготовкой клей-расплава для предотвращения пожелтения и появления следов пригорания на деталях (более подробно о технологии см. в ПМ № 10 2022 г., с. 4–7. – Прим. ред.).
Компактные вертикальные ТПА серии insert упрощают процесс литья под давлением деталей сложной геометрии и функционализации. На одном из них было представлено производство биполярных пластин топливных элементов автомобилей. По словам Штефана Энгледера (Stefan Engleder), генерального директора ENGEL Group,
«экологичность является у нас одним из основных направлений инновационного производства. Поэтому на выставке мы демонстрируем ряд технологий с низким энергопотреблением и применением отходов пластмасс. Например, технология skinmelt позволяет изготавливать транспортные контейнеры с содержанием вторичных материалов более 50 % без ущерба для внешнего вида и прочности изделий»
(более подробно о технологии см. в ПМ № 8 2022 г., с. 12–16. – Прим. ред.).
WITTMANN Group. Для многих лидеров отрасли высокая точность переработки демонстрирует не только техническую мощь компании, но и ее инновационность. Так, компания Wittmann Battenfeld, входящая в состав группы WITTMANN, специализирующейся на производстве ТПА, роботов и периферийного оборудования, представила на Chinaplas-2024 среди прочего новые решения для литья под давлением медицинских изделий. Например, на ТПА модели MicroPower 15/10, соответствующем стандартам чистых помещений ISO 7, в 4-гнездной форме изготавливались венозные микрозажимы из полиоксиметилена массой 3 мг с временем цикла 6,3 с (рис. 3). Ван Цзюнь (Wang Jun), генеральный директор бизнес-подразделения Wittmann Battenfeld в Шанхае, заявил:
«Мы постоянно стремимся повышать точность литья, тем более микродеталей. На выставке мы продемонстрировали также новые системы управления и робот-манипулятор R9 с диапазоном грузоподъемности от 3 до 15 кг, который стал дебютом данной модели, произведенной в Китае!».
JonWai. Традиционно для изготовления двухцветных винных пробок из двух материалов требуется чрезвычайно высокая точность как формы, так и собственно литья. На этой выставке китайская компания JonWai продемонстрировала процесс производства двухцветной винной пробки массой 43 г из двух материалов – поликарбоната и жидкого силикона – на ТПА JW-180TCWS, оснащенном (1+1)-гнездной формой, точной системой загрузки материала и контроля впрыска (рис. 4). По словам Лин Лие (Lin Liye) из компании JonWai Machinery Works, «целью инноваций является создание более экологичных и эффективных производственных процессов». Указанный двухкомпонентный ТПА сочетает в себе высокую скорость и точность электрического узла впрыска со стабильностью и надежностью гидравлического узла смыкания, обеспечивая хороший баланс между точностью и стоимостью литья. Он имеет широкий спектр областей применения, в том числе для производства товаров повседневного спроса, упаковки, медицинского оборудования, автозапчастей, электроники и др.
Jwell Machinery. Chinaplas-2024 показала, что упомянутые в заголовке данного обзора тенденции развития полимерного машиностроения, характерны не только для литьевого, но и для экструзионного оборудования. Компания Jwell Machinery по праву считается лидером по производству практически всех видов данного оборудования в Китае, выпуская более 3000 (!) экструзионных линий и систем в год. Об инновационности ее подхода к работе говорит тот факт, что она является обладателем более 4 тыс. патентов. С новыми и проверенными экструзионными решениями компании, отличающимися точностью, эффективностью и энергосбережением, могли познакомиться на выставке многочисленные посетители ее стенда (рис. 5).
JCTIMES. На стенде группы компаний JCTIMES была продемонстрирована среди прочего новая соэкструзионная головка, предназначенная для производства высокобарьерной раздувной пленки, в том числе 7- или даже 11-слойной, причем с направлением раздува как вверх, так и вниз (рис. 6). Некоторые параметры головки следующие:
- шероховатость поверхности Ra: 0,025;
- допуск на округлость: +0,01 мм;
- радиус губок R: < 0,15 мм;
- точность контроля температуры: ±2 °C;
- толщина хромированного покрытия поверхности каналов течения: 0,02–0,03 мм;
- максимальное давление: ≤ 60 МПа.
Модульная конструкция головки позволяет индивидуально регулировать температуру каждого слоя, предотвращая деструкцию материала. Головка проста в эксплуатации, чистке и обслуживании. Система тонкой настройки типа push&pull обеспечивает высокоточную регулировку зазора между губками, повышая однородность и стабильность толщины и качества пленки.
Liansu. Все мы знаем, что качество конечного продукта зачастую определяется не только основным, но и вспомогательным технологическим оборудованием. В области переработки порошков и гранул компания Guangdong Liansu Machinery Manufacturing, специализирующаяся на производстве экструзионного оборудования, продемонстрировала различные инновационные производственные системы. Примером служат многокомпонентные автоматические весы для дозирования добавок (вплоть до 12 одновременно), которые имеют модульную конструкцию и могут работать по так называемым принципам потерь или увеличения веса. Эти весы оптимально подходят для автоматического составления рецептур и дозирования порошков, гранул или их комбинаций. Другим примером является вакуумный насос, приводимый в действие эффективным синхронным двигателем переменной частоты с постоянными магнитами. Это обеспечивает не только низкое энергопотребление, но и снижение уровня шума при работе централизованных систем подачи материалов к месту их переработки.
По словам Хуана Чжэнсюна (Huang Zhengxiong), технического директора Liansu,
«снижение шума и энергосбережение являются сейчас одними из главных приоритетов для клиентов. В связи с этим наша компания разработала новое экструзионное оборудование с низким уровнем шума и энергосберегающими характеристиками (экономия энергии составляет более 20 %). Его выход на рынок ожидается в самом ближайшем будущем».
Greefu. Китайская компания Greefu продемонстрировала на выставке автоматизированные гидравлические и магнитные системы быстрой замены форм, а также «беспилотные» тележки для этих целей (рис. 7). Среди преимуществ этих систем – оптимальное размещение магистралей с энергоносителями, автоматическая фиксация форм на плитах ТПА при отключении питания и экономия энергии более чем на 95 %. Наконец, возможность осуществления операции «автоматической смены форм в один клик» открывает путь к созданию интеллектуального, полностью безлюдного производства.
Ван Лей (Wang Lei), менеджер по маркетингу компании, заявил:
«Greefu всегда придерживалась принципов инновационного развития и стремилась предоставлять клиентам по всему миру комплексные и эффективные автоматизированные решения для экономичной замены форм, что особенно важно в постоянно меняющихся рыночных условиях».
Gendrre. Что касается инновационности, Ли Цзыань (Li Zi’an), генеральный директор компании Gendrre заявил:
«Мы трактуем понятие «инновационное производство», используя два ключевых слова – «эффективность» и «настраиваемость».
Эффективность в данном контексте означает, что наша компания может, например, интегрировать несколько функций, таких как транспортировка, перемешивание и гомогенизация, в один шнековый узел, оптимизируя его конструкцию и параметры работы для повышения эффективности указанных процессов, не забывая об износостойкости. А «настраиваемость» подразумевает возможность индивидуализации шнеков с использованием новых материалов для их изготовления в целях повышения их прочности, коррозионной и износостойкости». Например, глубокая и длинная шнековая канавка обеспечивает более тщательное и полное перемешивание полимерного материала и способствует более высокой производительности процесса экструзии и повышению общей эффективности производства. Это инновационное решение может быть успешно использовано в полимерной, химической и фармацевтической отраслях промышленности.
В заключение следует подчеркнуть тот отрадный факт, что все больше компаний внедряет инновации и содействует развитию индустрии пластмасс и технологическому прогрессу. И хотя у каждой компании свои приоритеты, «все дороги ведут в Рим». Мы верим, что наша отрасль, вдохновленная «новыми производительными силами» и практикой большого количества инновационных решений, несомненно, будет процветать, вступая в новую эру.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 7 (302) 2024 г., с. 38–42.
