克朗斯“微波加热”工艺获嘉奖

各种中空容器是吹塑成型技术最大的应用领域,随着成型技术的持续创新发展,各种不同功能的中空包装纷纷出新,有耐高热的、有带多层阻隔的等等。本文介绍国内外中空吹塑技术的最新发展。

克朗斯“微波加热”工艺获嘉奖

说到吹塑技术专家,不得不提克朗斯(Krones)。该公司于去年9月在纽伦堡举行的2011年欧洲啤酒及饮料工业展览会(Brau Beviale 2011)上,获德国包装协会颁售了德国包装奖。该奖项授予其用于拉伸吹塑技术的FlexWave微波加热工艺。

凭借克朗斯的创新FlexWave微波加热工艺,应用拉伸吹塑方法进行PET容器的生产,将使其更具可持续性、更节能、灵活、快捷且多样化,原因就在于该系统的创新工艺。由于FlexWave使用微波加热PET瓶坯,这种方法不仅不同于传统的拉伸吹塑方法,而且在世界上也独树一帜。

FlexWave可向拉伸吹塑机运营商提供更大的独立性。该系统能个别调节和监控每个PET瓶坯的加热过程,由此可一方面平衡对环境的影响,用不同可回收成份混合瓶坯;另一方面也可因此生产多色瓶,从而开辟容器设计的新路。

与传统红外线炉相比,微波技术所需能源最多可减少50%,提供了明显的成本优势。同时,FlexWave还以较短的生产时间引人注目,该机加热极快,仅需约三秒钟,比其它系统缩短了80%。

实用高效的C3LS 吹塑工艺荣获Hagen奖

去年10月,Kautex Maschinenbau公司以其C3LS 吹塑工艺荣获德国工程师(VDI)协会颁发的Hagen奖。

Dr. Reinold Hagen基金会(波恩)已是第9次颁发“吹塑创新技术”奖,表彰吹塑工程领域的开拓性创新技术。2011年10月5日,在德国工程师协会举办的“2011年吹塑工程技术”大会上宣布了今年该奖项的得主。VDI塑胶工程部吹塑顾问委员会的一个独立评审团从多家高水准申报者中评选出了获奖者。

塑胶油箱通常采用6层共挤工艺加工,其中由一层特殊的阻隔层来阻止烃类通过油箱壁渗透。但是,如果加工后开设装配孔的话会破坏阻隔层。一方面,法规要求愈来愈严格,例如美国标准LEV III(低排放辆)或PZEV(部分零排放车辆)。因而许多研究工作都聚焦于如何将油箱内部元件(如油泵)的装配工艺与吹塑工艺直接整合到一起。

Kautex Maschinenbau公司的专家们开发了一种新方法来替代现有技术,即C3LS 吹塑工艺。在这一工艺中,管状型坯在挤出过程中在一点处沿纵向切开,并展开。在吹塑模具部分闭合的情况下,将油泵、油位指示器、防溅板、阀和通气管通过型坏上的开孔放置到预吹塑胶油箱泡囊的内部。采用该新方法不仅吹塑模具成本低,而且机器结构更紧凑。其可以与经实际考证的Kautex 6层共挤机头技术,以及现有壁厚控制系统组合使用。

Dr. Reinold Hagen 基金会研发部主任Olaf Bruch博士表示:“评审团将2011年Dr. Reinold Hagen奖授予Kautex Maschinenbau公司的C3LS技术是因为该技术是一种业界极为关注的实用技术。”

Kautex Maschinenbau 公司总裁Andreas Lichtenauer先生说:“荣获这一令人羡慕的奖项我们感到非常自豪,这是对我们公司对创新技术不懈追求的充分认可。”

旋转机器 低成本高质量

旋转机器之所以简单,是因为它们现在都是机械式的,未使用复杂、昂贵的液压装置。据Wilmington公司所述,这些机器不仅简单,而且能效极高,每年可节省多达10万美元的电费。

使机器简化的另一因素是其采用了单瓶坯技术。大家从以下介绍可以体会到这一技术的优势所在。如果一家公司需要在往复式机器上制造相同数量的瓶,他们必须有多达20-80个瓶坯,并保持良好的平衡,以保证所有瓶都相同,实际上,这是不可能的,而且瓶的重量和材料分布会变化,但采用单瓶坯技术完全不存在这种问题。


Wilmington公司指采用单瓶坯旋转技术可大幅降低成本。
采用Wilmington单瓶坯旋转技术可以大幅降低每只瓶的成本,为公司节省费用,原因如下:降低了材料成本——采用单瓶坯技术,材料分布和重量变化极佳,一些用户已可以将目标重量减轻多达10~15%;节能——每年可节约多达10万美元;节约建筑面积——一台旋转机器可以替代3~4台老式吹瓶机,所以需要的建筑面积较少;节省人工——其系统只需要一名操作人员,通常可以节省60~70%的劳力。最后一个因素是可提高工厂总体运行效率,降低预防性维护费用。采用Wilmington单个高速系统,工厂运行效率可以提高3~5%,每年可以减少几百小时进行预防性维护的停机时间。

有特别要求的生产商会要求特定的吹塑方法,例如想生产轻量HDPE奶瓶和酸奶饮料瓶,或多层阻隔容器,或热灌装产品的加工厂家。

Wilmington Machinery公司指出,对于寻求经济吹塑设备的加工厂会发现,与往复螺杆式机器相比,旋转吹塑机最适合这些加工场合。原因是,旋转系统是现在使用最简单的,加工商利用这种设备可以生产极低成本的高质量瓶。


Bekum公司高速吹塑机获中国公司垂青。
高速运转 保证产量

通过新代表处士耀国际股份有限公司(Morglory),Bekum公司开始打入中国巿场。

最近,三台高性能吹塑机、吹塑模具,以及多种辅助装置已销售给相信“德国制造”机器质量的中国客户,去年已交付了两台机器。

这两台机器是双工位BM 206 DL和BM 806 D型吹塑机,前者合模力为80kN,后者合模力为270kN。吹塑机在柏林制造,配备有内部制造的5x和10x BKZ挤出机头,从而可达到精密的壁厚(±0.1 mm)、内螺纹直径(±0.2 mm)、制品重量(±1g)和体积公差指标,并保证具有极高的负载值。由于挤出瓶坯高速运动,以及鼓风机头和挤出机的倾斜功能,特别关注了制品的重现性,从而保障机器每天17.94万件产品的产量。

该机器可适用于HDPE和PP两种不同材料加工。所生产的制品用输送带输送到一个瓶颈修整装置上去除飞边,并在产品试验单元中进行最终质量检查。

平衡热流道 减少磨损

Thermoplay公司开发了一种新型热流道流道板,利用该流道板就可将热半模设计中的最新创新技术应用于注吹行业。


Thermoplay公司将热半模设计中的创新技术应用于注吹行业。
最常见的应用例子,注塑系统由不平衡的流道板组成,喷嘴由螺纹固定在流道板上。喷嘴一般是自由流动,由热流道板传导的热量加热。新型Thermoplay设计中采用了带平衡流道的流道板,喷嘴仅通过机械压力安装在流道板上(座式喷嘴)。利用该技术就可保证喷嘴总位于模腔的中心,从而减小了耦合区的磨损。喷嘴板的温度调节成与模具的温度相同(30℃)。

一个外部套管从外部拧到每个喷嘴上(从而可以方便地卸掉),喷嘴与成型模腔耦合在一起。所有Thermoplay喷嘴都配有塑料密封区,以防止塑料泄漏,保证在瓶坯上形成高质量的注塑点。

该系统其他优点包括:材料均匀分布在产品上,壁厚均匀;在注塑点处无料条、色线或褪色;瓶颈处公差精密;测温点靠近注塑点;整个喷嘴长度上热量分布均匀;喷嘴套可更换,配有喷嘴驱动,密封性好;完全独立的热半模,可直接安装,适用于各种注塑机;直接注塑系统,具有可选关断功能。

双酚A禁令后 新材料应用设备

作为中国中空制品的专业设备提供商,精业机器一直以不断创新的产品系列,致力于提升客户的品牌价值。成功向巿场推出了包括用于PET和PP生产的全自动“注-拉-吹”一步法成型机、适用于耐高温材料PPSU(PES)“注-吹”一步法成型机以及用于全自动“注-吹”成型机中的伺服液压系统等在内的多款新产品。

此外,从2008年开始,PC(聚碳酸酯)材料在婴儿奶瓶的禁令实施,精业机器将更多的注意力转移到新材料应用设备的开发上。精业机器目前能够为客户提供多个解决方案:针对运动水杯,旋风系列WIB-52PC等机型能够加工目前已被广泛认可的替代材料Tritan树脂材料(来自美国EASTMAN公司),并已得到广泛推广使用,成为多个国际知名品牌的生产设备。针对婴儿奶瓶材料,陆续开发了适用于PPSU、PES两种耐高温材料的全自动“注-吹”成型机WIB-52PPSU,和适用于PP材料的全自动“注-拉-吹”一步法吹瓶机WISB-40PP。

WIB-52PPSU“注-吹”一步法成型机采用特别订制的机筒螺杆,能够对PPSU和PES这两种耐高温且安全可靠的特殊材料进行加工。相比原有机型,该设备的配置更高,性能更加稳定,能够很好地满足这两种价格高昂的材料对设备的高稳定要求。值得一提的是,由该设备制得的婴儿奶瓶具有更好的品质,成品率不低于98%。

WISB-40PP全自动“注-拉-吹”一步法成型机将注坯与拉伸吹瓶在一台设备完成,而且管坯在注射成型时就调整好适宜拉伸的温度,经旋转机构带动,转移到拉伸吹瓶工位,一次直接完成整个吹瓶工艺流程,自动化程度高,结构简单,节省人工,节省能耗,减少生产工序环节,令奶瓶品质更好,生产过程可以在洁净环境中一次完成,令生产管理更符合现代企业发展的需要。

由于PP材料是业内公认的环保材料,且价格较低,是很多婴儿奶瓶生产厂商首选的PC或玻璃替代材料。为了使设备的高性能得到更好体现,精业机器专门配置了目前业内最先进的配置,即采用伺服系统提供主动力,并由伺服电动机驱动旋转机构等。

电动挤吹 引领绿色风潮

近年,油压向电动的改革不仅在注塑领域推广得如火如荼,电动风潮也吹向了中空成型领域,雅琪集团早几年前就在国内率先推出全电动吹瓶机,引起业界不小反响。国内另一家专业从事吹瓶机械、模具专业设计及制造的企业迈格公司表示,公司现已拥有电液驱动、全电驱动塑料挤吹机设计方案,而伺服全电动驱动挤吹机也正在全面试制。

全电挤吹成型机

据介绍,迈格公司设计的电动挤吹机将传统的液压驱动更换为全电动驱动,大大满足了食品、医疗、医药、卫生等行业对机器和产品洁净的满足要求。此外,由于剔除液压系统,也免去了因液压系统循环所需要的冷却水,机器节能量可达35%,速度快、噪音少、无污染,充分满足环保潮流。


迈格双工位吹塑机。
开合模全部采用全新铸造模板设计,外型美观并能保证在吹塑过程中刚性的要求。采用全电动式挤吹成型机型的合模驱动系统在模具关闭状态后,基本上可以做到零能源消耗,不再像传统的液压驱动机型,电机和油泵需要保持正常工作状态来满足吹气时增压锁模的消耗能量。公司的伺服电机驱动模架架上、架下移模方式,比较于以往使用液压系统驱动及拉杆作导向方式,更有效节省能耗,降低噪音,提高速度、精度、产量(一套一出四模产品在24小时可达10万多个产品)。

为满足不同塑胶材料的塑化需求,迈格公司重新优化设计塑化单元,对双合金料筒和螺杆,进料段、压缩段、均化段的尺寸经过反复的计算和实践试验,优化的料筒和螺杆的使用寿命超过了一般氮化螺杆50%,塑化产量提高了10~15%,经菠萝头,菱形均化通过自动滤网进入模头的塑料混炼更好。

针对现在存在的一些挤吹模头弊端,迈格设计团队在现有模头基础上,进行了优化调整,使经过心型、螺旋流道的均化更加合理,确保模头内零死角,并在四周设有专门换料口,以此满足客户快速换色要求,降低生产商在更换颜色时带来的原料损耗。模嘴可选配电动伺服驱动的100~500点壁厚控制系统,控制坯型更加精确,可以做一些结构复杂,壁厚很薄的特殊产品。

在电动驱动机型中,抬头、升降、插笔采用电动驱动,避免了液压移动过程中的停顿冲击,使动作更加稳定,宁静低噪音。插笔稳定到位精确,使得吹出的剪切口更加美观。该机的电器系统配置均采用国际知名品牌产品,利用电动伺服来调节控制各动作的速度和力量。从而保证机器运行更节能、更稳定,更耐用。

电动驱动机型控制采用更为先进的操控系统,PLC可选配有远程操作功能,该功能允许厂商通过网络快速查看以及操作机器,便于快速解决操作问题,也可通过配合内置储存来进行系统改善与升级。重新编排后的控制界面,更加明了直观,使生产操作人员能在短时间内熟悉操作。电动机型具有占地面积小,设计先进,布局巧妙,适用范围广等特点,高效、节能、省料为突出亮点。

直线式全电吹拉机

创立于1981年的铨宝是专业设计双轴延伸拉吹机的制造商。基于全球化的理念,铨宝在台湾地区及中国大陆皆有设厂,客户分布全球超过70个国家。


CPSB-LSS12直线全电式12模穴机。
公司致力于发展直线式的高速拉吹机。在中、低产能需求的包装领域中,直线式与旋转式高速拉吹机在其先天结构设计上,面对市场需求特性而各占有一席之地:旋转式适合瓶型单一大量生产,直线式则产品较多样化,产能也具一定水准。

CPSB-LSS12为一款全新直线全电式12模穴机种,整机设计概念以节能、高速与弹性化生产为出发点。耗电量较传统直线式吹瓶机节省约30%,并将气体回收装置列为标准配置,降低气体消耗量。结合多轴伺服运动控制与凸轮动作,提升产能(0.6L瓶)高达18000/hr。弹性化的生产可将12穴生产0.6L转换为6穴生产1.5L,并搭配快速的更换模具,使瓶型选择更加活用。

入坯与公自转系统:入坯道与整列机一体化,使整机占地面积节省30%,并有效缩短装机时间。采用连续与稳定的入坯方式,及多道防护机构及检测,确保入坯的安全及快速连续生产。无翻转与低摩擦的公转结构,搭配低污染的同步带自转,确保公转运转效率。38mm短间距坯头设计,能有效降低能源消耗及提升加热效率,所有的动作应用伺服系统与机械结构完成。


CPSB-LSS12为一全新直线全电式12模穴机种,以节能、高速、弹性化生产为特点,其中,入坯道与整列机一体化,使整机占地面积节省30%。
加热系统:经特殊设计的导流设计,可有效提升加热效率,应用气流控制,可引导至箱体散热、坯头吹冷及瓶坯表面降温,传感器连线温度反馈系统能更确保稳定的加热条件,提升整体效能及减少能耗为目标,新结构设计较传统直线机节省30%耗电量。

变节距系统:由铨宝独立研发专利变节距机构,利用高精密的变导程螺杆,搭配凸轮曲线达到低噪音且高速与低损耗的目的,并使用伺服系统驱动以达到高重现性精度。高准确度的激光传感器与多重外部安全装置,确保高速运转下兼具机器的安全保护与产品稳定度。

成型系统:由伺服系统驱动连杆机构再藉由电子凸轮曲线配合下,有效提高机构可靠度与速度。一次同步更换12模穴模具,较传统旋转式吹瓶机节省50%换模时间。并且可以搭配使用6穴生产1.5L瓶形,提供吹瓶机附有更多样化、实用且便利的选择。

拉吹系统:高速与高稳定的拉杆伺服机构,提供高效率与高稳定度的生产环境,确保瓶子品质与降低不良率。吹瓶时的压力检测则可以确保不良的瓶子无法进入下游生产线,确保生产线效率。

气体回收系统:标准配置的气体回收系统,可有效减少气体消耗量最高可达到30%。有效减少吹瓶无效空间并搭配高精密高压吹气阀,降低气体消耗量。

控制系统:采用Beckhoff的PC控制系统技术,CPU 模组通过一个功能更为强大的 1GHz Intel M CPU 对现有CX1000 系列产品进行了扩展而无需冷却系统,可以在带有视觉化功能或者不带视觉化功能的情况下进行操作。也可以通过 TwinCAT NC I 完成带插补的轴运动,强化多轴运动自动控制提供高速、高稳定与高效率控制,CX1020,EtherCAT 和 TwinCAT 的组合能够使系统的周期和回应时间小于 1 微秒,其远程通讯强化与客户间良好互动与服务,其高智能系统也能优化更多机构模式,达到高品质、高精度之要求。

机械优化分析:为提升节能与高效能的目标,针对成形组作优化分析,利用向量回路分析计算模拟并配合实务测试,成功的在各条件参数皆维持原数值不变的条件下,将速度增加12%,振动降低。

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