Skip to main content
K zobrazení této stránky byl použit automatický překlad. Chcete ji raději zobrazit v angličtině?
Případová studie

Efektivní výroba plastových výrobků

Rotoformovací stroj SHUTTLE-5700 HYBRID, navržený a vyrobený společností Orex, umožňuje využití obnovitelných zdrojů energie v procesu formování plastů a zároveň přináší úspory materiálu a vyšší produktivitu.

Společnost Orex vyrábí specializované rotační tvářecí stroje používané při výrobě plastových výrobků procesem rotačního formování. Tyto stroje se používají k výrobě zásobníků vody, hraček, pouzder a dalších předmětů se složitými tvary. Pro zákazníka v Německu společnost Orex navrhla a vyrobila vlastní stroj: SHUTTLE-5700 HYBRID. Jedná se o první stroj této velikosti a technologické sofistikovanosti vyvinutý polskou společností. Ve srovnání s jinými řešeními dostupnými na trhu vyniká svou flexibilitou při využívání zdrojů energie a vysokou účinností, která přináší významné úspory. Řešení je založeno na technologii Siemens a rozvaděčích dodávaných společností Rittal.

Jak funguje Rotomoulding?

Rotační formování, také známé jako rotomoulding, je výrobní proces používaný k výrobě trojrozměrných plastových výrobků.

„Rotomoulding nabízí oproti alternativním metodám tváření plastů významné výhody. Minimalizuje plýtvání materiálem, přispívá k vyšší kvalitě výrobků a snižuje náklady na výrobu krátkých výrobních sérií. Umožňuje také výrobu výrobků se složitými tvary a složitými geometriemi,“
vysvětluje Sławomir Kocur, specialista na nákup a logistiku v oddělení automatizace společnosti Orex.

Ústřední součástí rotačních tvářecích strojů Orex je trouba. Uvnitř trouby se plastový materiál nanáší na stěny formy při vysokých teplotách, zatímco forma se otáčí ve dvou osách. Klíčovou roli v tomto procesu hraje topný systém, který zahrnuje komponenty, jako jsou plynové hořáky a další technologie vytápění. Vytváření produktu je umožněno rotačním systémem, který zajišťuje rovnoměrné rozložení roztaveného plastu po vnitřních plochách formy, což vede k rovnoměrné tloušťce stěny. Další funkci rotačních tvářecích strojů zajišťuje chladicí systém. Ochlazuje produkt po formování a pomáhá zachovat jeho konečný tvar.

Dosažení vysoké kvality produktu vyžaduje přesné řízení procesu. Rotoformovací stroje Orex, včetně SHUTTLE-5700 HYBRID, jsou vybaveny pokročilými automatizačními a řídicími systémy, které nejen zajišťují přesné řízení procesu formování, ale také umožňují monitorování parametrů a programování různých výrobních cyklů a konfigurací forem.

Orex Case Study 02 img

Proces rotomoulding vyžaduje přísné dodržování technologických parametrů a pečlivé sledování v každé fázi výroby.

Orex Case Study 03 img

Proces formování lze řídit buď ručně, nebo automaticky. Srdcem řídicího systému je PLC SIMATIC S7-1500, zatímco řízení a monitorování procesů jsou zajištěny prostřednictvím dotykového rozhraní SIMATIC Comfort HMI.

Hybridní Solutions

SHUTTLE-5700 HYBRID kombinuje různé technologie ohřevu forem, zvyšuje energetickou účinnost, snižuje emise skleníkových plynů a zlepšuje produktivitu procesů. Klíčovou výhodou hybridních strojů je možnost alternativně používat plynové hořáky nebo elektrické ohřívače poháněné obnovitelnými zdroji energie, jako jsou solární panely a větrné generátory, k ohřevu formovací komory.

„Hybridní řešení implementovaná společností Orex jsou mimořádně důležitá v kontextu ochrany klimatu. Nahrazení konvenčních zdrojů energie obnovitelnými pomáhá snižovat emise skleníkových plynů a snížit celkovou uhlíkovou stopu.“
zdůrazňuje Marcin Koter, obchodní manažer společnosti Siemens Polska.

SHUTTLE-5700 HYBRID je jedním z nejdůležitějších modelů hybridních strojů vyráběných společností Orex pro tepelné zpracování práškových polyethylenových (PE) materiálů metodou rotačního formování. Tyto stroje jsou vybaveny pokročilými monitorovacími a diagnostickými systémy, které umožňují průběžnou analýzu parametrů stroje a pomáhají předcházet potenciálním provozním problémům. Řešení Orex založená na technologii Siemens navíc poskytují přesné řízení procesů, což vede k vyšší kvalitě výrobků a efektivnějšímu řízení výroby.

Technologie Siemens pro Rotomoulding Solutions

Proces rotačního formování vyžaduje přísné dodržování technologických postupů a pečlivé sledování parametrů v každé fázi výroby. Během výroby se řádně připravená forma obsahující práškový polyethylen otáčí uvnitř komory pece po stanovenou dobu, při vhodných rychlostech a s programovanými změnami směru otáčení. Klíčovým faktorem pro zajištění správnosti procesu je dosažení a udržení správné teploty formování. Stroj OREX SHUTTLE-5700 HYBRID byl přizpůsoben pro provoz s elektrickými topnými tělesy sestávajícími z 24 topných panelů o výkonu 40 kW, jakož i topného systému plynového oleje se dvěma hořáky o výkonu 1250 kW. Jelikož jsou hořáky instalovány ve výměníku tepla, umožňuje toto řešení cirkulaci čistého vzduchu v komoře trouby a zároveň poskytuje lepší podmínky spalování zemního plynu i topného oleje.

„Stroj SHUTTLE byl vybaven moderními systémy řízení pohybu a polohy, PID regulátory topení, rychlými stykači SSR a snímači teploty, tlaku a polohy. To umožňuje přesně přizpůsobit technologický proces a zajistit rozsáhlé výrobní a technologické možnosti,“
říká Sławomir Kocur.

Case Study - Orex - 06 img

Stroj vyrobený společností Orex zahrnuje řadu řešení Siemens z řad produktů SIMATIC, SIMATIC NET a SINAMICS a také nízkonapěťová spínací a ochranná zařízení SIRIUS/SENTRON.

Case Study - Orex - 07

Řešení založená na Siemens využívaná společností Orex umožňují přesné řízení procesů, což se zase promítá do vyšší kvality výrobků a efektivnějšího řízení výroby.

Proces formování lze řídit buď ručně, nebo automaticky. Srdcem řídicího systému je SIMATIC S7-1500 PLC, který spravuje ovládací komponenty, shromažďuje naměřená data a zpracovává získané informace za účelem provedení procesních algoritmů. Řízení procesů, monitorování a sběr dat jsou poskytovány prostřednictvím a SIMATIC Comfort HMI dotykové rozhraní. Dalším důležitým aspektem je použití spolehlivých spínacích a ochranných zařízení z SIRIUS/SENTRON produktová rodina.

„Řídicí systém využívá nejnovější technologie Siemens, které zajišťují přesnou kontrolu nad procesem. Mezi klíčové komponenty odpovědné za řízení stroje patří SERVOpohony SINAMICS vybavené pokročilými bezpečnostními funkcemi. Jejich implementace umožňuje plynulou regulaci otáček pro hlavní i vedlejší rotační osu v rozsahu 0,5 až 7 ot/min,“ říká Krzysztof Staszek, odborník na programování průmyslové automatizace ve společnosti Orex Rotomoulding.

Použití absolutních snímačů na hnacích osách umožňuje přesné řízení rotačního pohybu ramen stroje. Díky této pokročilé technologii lze formu přesně umístit, což zajišťuje jak provozní bezpečnost, tak rychlou manipulaci během nakládky, vykládky a údržby.

Stroj Orex je standardně vybaven měřičem spotřeby elektřiny, analyzátorem kvality energie a měřičem spotřeby plynu.

Bezpečnost na prvním místě

Klíčovým aspektem každé výrobní linky je ochrana personálu před zraněním a zařízení před poškozením. V řešení Orex jsou tyto požadavky přísně dodržovány a dohlíženy specializovanými bezpečnostními systémy podporovanými mimo jiné technologií Siemens.

„Bezpečnost stroje SHUTTLE po celou dobu jeho životnosti je zajištěna komplexní sadou zařízení a bezpečnostních systémů podporovaných moderními aktivními systémy detekce plynů, detektory plamene, blokovacími zámky a blokovacími blokovacími blokovacími prvky. V kombinaci se speciálně určenými a chráněnými pracovními zónami a vyškoleným a bezpečnostním personálem poskytuje stroj bezpečné a moderní pracovní prostředí,“ říká Krzysztof Staszek.

Pro další zvýšení provozní bezpečnosti je komora trouby vybavena nouzovým systémem odsávání výfukových plynů a přídavným ventilátorem výměny tepla. Přístup ke stroji je navíc zajištěn bezpečnostním oplocením s vyhrazenými procesními a údržbovými přístupovými branami. Stroj obsahuje určené zóny, do kterých může přistupovat pouze autorizovaný personál provádějící provozní nebo údržbářské úkoly.

Provoz SHUTTLE-5700 HYBRID a sledování výrobního procesu jsou prováděny prostřednictvím dotykového ovládacího panelu.

Case Study - Orex - 08 img

Bezpečnost stroje SHUTTLE po celou dobu jeho životnosti je zajištěna komplexním systémem zařízení a ochranných opatření podporovaných moderními aktivními systémy detekce plynů, senzory plamene, blokovacími bezpečnostními zámky a blokovacími blokovacími blokovacími prvky.

Každá pracovní stanice je vybavena nezávislým ručním ovládacím panelem. Na bezpečnost a kvalitu technologického procesu dohlíží systém SAFETY implementovaný prostřednictvím PLC Siemens Fail-Safe, stejně jako naše špičkové servopohony SINAMICS vybavené integrovanými funkcemi SAFETY
Marcin Koter, Manažer prodeje, Siemens Polsko

Vybavení ovládací skříně

Case Study - Orex - 10 img

Důležitou součástí vybavení stroje je řada řešení dodávaných společností Rittal, včetně řídicích a rozvodných skříní VX25 s integrovanou klimatizací, jakož i distribučních systémů VX25 Ri4Power a RiLine60.

Kromě řešení Siemens obsahuje stroj SHUTTLE-5700 HYBRID vybavení dodávané společností Rittal, včetně řídicích a rozvodných skříní VX25 s integrovanou klimatizací, jakož i distribučních systémů VX25 Ri4Power a RiLine60. Celkově je stroj vybaven 12 skříněmi Rittal s nízkonapěťovými elektrickými zařízeními.

„Dvě hlavní napájecí skříně jsou vybaveny hlavním jističem Siemens 2500 A a pojistkovým odpojovačem Rittal NH3 630 A. Ve výstupních podávacích skříních zásobujících jednotlivé topné články byly instalovány přípojnicové systémy RiLine60 s měděnými přípojnicemi 30 × 10 mm spolu s pojistkovými odpojovači a připojovacími adaptéry,“ vysvětluje Bartosz Kaźmierczyk, produktový manažer odpovědný za segment distribuce elektrické energie ve společnosti Rittal.

Systém skříní a přípojnic tvoří komplexní řešení pro konstrukci certifikovaných nízkonapěťových rozváděčů s vnitřním rozdělovačem. Systém VX25 Ri4Power byl testován s elektrickými zařízeními Siemens v souladu s normou EN 61439, včetně vzduchového jističe 3WL1225 2500 A (ACB) použitého v tomto projektu.

„Toto řešení je navrženo pro aplikace s jmenovitým proudem až 6 300 A. VX25 Ri4Power kombinuje distribuci energie a řídicí technologii v jediném krytu. Komplexní modulární systém umožňuje rychlou a flexibilní realizaci libovolné sekce rozváděče s formami oddělení od 1 do 4b. Umožňuje také vytvoření individuálně konfigurovaných přihrádek přípojnic, funkčních jednotek a spojovacích oblastí,“
říká Bartosz Kaźmierczyk z Rittalu.

Součástí projektu jsou také čtyři klimatizační jednotky Blue e+, každá s chladicím výkonem 2 kW. Každá jednotka je namontována přímo na dveře rozvaděče. Pro zvýšení energetické účinnosti využívá společnost Rittal ve svých klimatizačních systémech inovativní hybridní technologii. Tato technologie kombinuje konvenční chladicí systém na bázi kompresoru se systémem tepelného potrubí, který zajišťuje pasivní chlazení. Kompresor pracuje pouze tehdy, když pasivní chlazení samo o sobě není dostatečné. Výsledkem je, že řešení přináší nižší spotřebu energie a nižší emise CO₂.

Case Study - Orex - 11 img

Pro zajištění optimálních tepelných podmínek pro zařízení instalované uvnitř skříní byly nasazeny klimatizační jednotky Blue e+ s chladicím výkonem 2 kW.“

Vysoká kvalita, úspora nákladů a přínosy pro životní prostředí

Použití řešení a materiálů šetrných k životnímu prostředí, včetně energetických systémů založených na obnovitelných a nízkoemisních zdrojích energie, je jedním z charakteristických rysů strojů vyvinutých společností Orex. Mezi další výhody hybridních řešení společnosti patří snížení materiálového odpadu a nižší výrobní náklady, zejména u malých sérií výroby.

Ve srovnání s jinými technologiemi formování, jako je vstřikování nebo lisování, proces rotačního formování nevyžaduje vysoké tlaky potřebné k vtlačení materiálu do formy. Tato vlastnost z něj činí ideální metodu pro výrobu velkých jednodílných výrobků, jako jsou nádrže, kontejnery a vnější pouzdra. Kromě toho rotační formování výrazně minimalizuje plýtvání materiálem. Na rozdíl od konkurenčních výrobních metod, kde je přebytečný materiál často ořezáván a vyřazen, se téměř veškerý plast použitý v procesu rotačního formování stává součástí konečného produktu. To vede k efektivnějšímu využití materiálu a přispívá ke snížení celkových výrobních nákladů.

„Nástroje používané při rotačním formování jsou obecně jednodušší a levnější než nástroje potřebné pro jiné technologie formování. Výsledkem je, že proces je přístupnější výrobcům, zejména těm, kteří vyrábějí krátkodobé šarže. Kromě toho se výrobky vyráběné tímto procesem vyznačují vyšší kvalitou. Jsou bezešvé a bez svarů a spojů, díky čemuž jsou odolnější vůči opotřebení, poškození a mechanickému namáhání. Všechny tyto výhody činí z rotačního formování atraktivní volbu pro výrobky, které musí fungovat v náročných podmínkách prostředí,“
uzavírá Przemysław Orlik, CEO společnosti Orex Rotomoulding.

Case Study - Orex - 13 img
Case Study - Orex - 14 img
Case Study - Orex - 15 - img
Case Study - Orex - 16 - img