Studija slučaja

Učinkovita proizvodnja plastičnih proizvoda

Dizajniran i izradio Orex, stroj za rotacijsko oblaganje SHUTTLE-5700 HYBRID omogućuje korištenje obnovljivih izvora energije u procesu oblikovanja plastike uz uštedu materijala i veću produktivnost.

Orex proizvodi specijalizirane strojeve za rotacijsko oblikovanje koji se koriste u proizvodnji plastičnih proizvoda kroz proces rotacijskog oblikovanja. Ovi strojevi se koriste za proizvodnju spremnika vode, igračaka, kućišta i drugih predmeta složenih oblika. Za kupca u Njemačkoj, Orex je dizajnirao i izgradio prilagođeni stroj: SHUTTLE-5700 HYBRID. To je prvi stroj ove veličine i tehnološke sofisticiranosti koji je razvila poljska tvrtka. U usporedbi s ostalim rješenjima dostupnim na tržištu, ističe se fleksibilnošću u korištenju izvora energije i visokom učinkovitošću, pružajući značajne uštede. Rješenje se temelji na Siemensovoj tehnologiji i upravljačkim ormarima koje isporučuje Rittal.

Kako djeluje rotomoulding?

Rotacijsko oblikovanje, poznato i kao rotomoulding, proizvodni je postupak koji se koristi za proizvodnju trodimenzionalnih plastičnih proizvoda.

"Rotomoulding nudi značajne prednosti u odnosu na alternativne metode oblikovanja plastike. Smanjuje materijalni otpad, doprinosi višoj kvaliteti proizvoda i smanjuje troškove proizvodnje kratkih proizvodnih ciklusa. Također omogućuje proizvodnju proizvoda složenih oblika i zamršenih geometrija,"
objašnjava Sławomir Kocur, specijalist za nabavu i logistiku u Odjelu za automatizaciju u Orexu.

Središnja komponenta Orex rotomoulding strojeva je pećnica. Unutar pećnice plastični materijal se taloži na zidove kalupa pod visokim temperaturama dok se kalup okreće na dvije osi. Ključnu ulogu u ovom procesu igra sustav grijanja, koji uključuje komponente kao što su plinski plamenici i druge tehnologije grijanja. Formiranje proizvoda omogućeno je rotacijskim sustavom koji osigurava ravnomjernu raspodjelu rastopljene plastike preko unutarnjih površina kalupa, što rezultira ujednačenom debljinom stijenke. Dodatnu funkciju strojeva za rotomoulding osigurava sustav hlađenja. Hladi proizvod nakon oblikovanja, pomažući zadržati njegov konačni oblik.

Postizanje visoke kvalitete proizvoda zahtijeva preciznu kontrolu procesa. Orex strojevi za rotacijsko oblaganje, uključujući SHUTTLE-5700 HYBRID, opremljeni su naprednim sustavima automatizacije i upravljanja koji ne samo da osiguravaju preciznu kontrolu procesa oblikovanja, već omogućuju i praćenje parametara i programiranje različitih proizvodnih ciklusa i konfiguracija kalupa.

Proces rotacijskog oblikovanja zahtijeva strogo pridržavanje tehnoloških parametara i pomno praćenje u svakoj fazi proizvodnje.

Postupak oblikovanja može se kontrolirati ručno ili automatski. U središtu upravljačkog sustava nalazi se SIMATIC S7-1500 PLC, dok se upravljanje procesima i nadzor pružaju putem SIMATIC Comfort HMI dodirnog sučelja.

Hibridna Solutions

SHUTTLE-5700 HYBRID kombinira različite tehnologije grijanja kalupa, povećavajući energetsku učinkovitost, smanjujući emisije stakleničkih plinova i poboljšavajući produktivnost procesa. Ključna prednost hibridnih strojeva je mogućnost alternativnog korištenja plinskih plamenika ili električnih grijača koji se powered by obnovljivim izvorima energije, poput solarnih panela i vjetrogeneratora, za zagrijavanje komore za oblikovanje.

"Hibridna rješenja koja implementira Orex izuzetno su važna u kontekstu zaštite klime. Zamjena konvencionalnih izvora energije obnovljivim izvorima pomaže u smanjenju emisija stakleničkih plinova i smanjenju ukupnog ugljičnog otiska.
naglašava Marcin Koter, voditelj prodaje u Siemens Poljska.

SHUTTLE-5700 HYBRID jedan je od najvažnijih hibridnih modela strojeva proizvedenih u tvrtki Orex za termičku obradu polietilenskih materijala u prahu (PE) pomoću procesa rotacijskog oblikovanja. Ovi strojevi opremljeni su naprednim nadzornim i dijagnostičkim sustavima koji omogućuju kontinuiranu analizu parametara stroja i pomažu u sprječavanju potencijalnih operativnih problema. Osim toga, Orex rješenja temeljena na Siemens tehnologiji pružaju preciznu kontrolu procesa, što rezultira većom kvalitetom proizvoda i učinkovitijim upravljanjem proizvodnjom.

Siemens tehnologija za rotomoulding Solutions

Proces rotacijskog oblikovanja zahtijeva strogo pridržavanje tehnoloških postupaka i pomno praćenje parametara u svakoj fazi proizvodnje. Tijekom proizvodnje pravilno pripremljeni kalup koji sadrži polietilen u prahu okreće se unutar komore pećnice na određeno razdoblje, odgovarajućim brzinama i programiranim promjenama smjera rotacije. Ključni čimbenik u osiguravanju ispravnosti postupka je postizanje i održavanje odgovarajuće temperature kalupa. Stroj OREX SHUTTLE-5700 HYBRID prilagođen je za rad s električnim grijaćim elementima koji se sastoje od 24 ploče za grijanje po 40 kW, kao i sustavom grijanja na plinsko ulje koji se sastoji od dva plamenika snage 1.250 kW svaki. Budući da su plamenici ugrađeni unutar izmjenjivača topline, ovo rješenje omogućuje cirkulaciju čistog zraka unutar komore pećnice uz poboljšanje uvjeta izgaranja prirodnog plina i ulja za grijanje.

"Stroj SHUTTLE opremljen je modernim sustavima kontrole pokreta i položaja, PID regulatorima grijanja, brzim SSR kontaktorima i senzorima temperature, tlaka i položaja. To omogućuje precizno prilagođavanje tehnološkog procesa, osiguravajući opsežne proizvodne i tehnološke mogućnosti,"
kaže Sławomir Kocur.

Stroj koji je izgradio Orex uključuje niz Siemensovih rješenja iz obitelji proizvoda SIMATIC, SIMATIC NET i SINAMICS, kao i SIRIUS/SENTRON niskonaponsku opremu za prebacivanje i zaštitu.

Siemensova rješenja koja koristi Orex omogućuju preciznu kontrolu procesa, što zauzvrat znači veću kvalitetu proizvoda i učinkovitije upravljanje proizvodnjom.

Postupak oblikovanja može se kontrolirati ručno ili automatski. U središtu kontrolnog sustava nalazi se SIMATIC S7-1500 PLC, koji upravlja komponentama za aktiviranje, prikuplja podatke o mjerenjima i obrađuje stečene informacije za izvršavanje algoritama procesa. Upravljanje procesima, praćenje i prikupljanje podataka pružaju se putem SIMATIC Comfort HMI sučelje osjetljiv na dodir. Drugi važan aspekt je uporaba pouzdanih uređaja za prebacivanje i zaštitu od SIRIUS/CENTAR obitelj proizvoda.

"Upravljački sustav uključuje najnovije Siemensove tehnologije, osiguravajući preciznu kontrolu nad procesom. Ključne komponente odgovorne za kontrolu stroja uključuju SINAMICS servo pogoni opremljen naprednim sigurnosnim funkcijama. Njihova primjena omogućuje glatku regulaciju brzine i za glavne i za manje rotacijske osi, u rasponu od 0,5 do 7 o/min," kaže Krzysztof Staszek, stručnjak za programiranje industrijske automatizacije u Orex Rotomouldingu.

Korištenje apsolutnih enkodera na pogonskim osi omogućuje preciznu kontrolu rotacijskog kretanja krakova stroja. Zahvaljujući ovoj naprednoj tehnologiji, kalup se može točno postaviti, osiguravajući operativnu sigurnost i brzo rukovanje tijekom utovara, istovara i održavanja.

Standardno je stroj Orex opremljen mjeračem potrošnje električne energije, analizatorom kvalitete energije i mjeračem potrošnje plina.

Sigurnost na prvom mjestu

Ključni aspekt svake proizvodne linije je zaštita osoblja od ozljeda i opreme od oštećenja. U rješenju Orex ti se zahtjevi strogo poštuju i nadgledaju namjenski sigurnosni sustavi podržani, između ostalog, Siemensovom tehnologijom.

"Sigurnost SHUTTLE stroja tijekom cijelog vijeka trajanja osigurana je sveobuhvatnim skupom uređaja i sigurnosnih sustava, podržanih modernim sustavima za detekciju aktivnog plina, detektorima plamena, zaključavanjem bravama i blokadama pokreta. U kombinaciji s posebno određenim i zaštićenim radnim zonama, kao i obučenim i sigurnosnim operativnim osobljem, stroj pruža sigurno i moderno radno okruženje," kaže Krzysztof Staszek.

Kako bi se dodatno poboljšala operativna sigurnost, komora pećnice opremljena je sustavom za odvod ispušnih plinova u nuždi i dodatnim ventilatorom za izmjenu topline. Osim toga, pristup stroju osiguran je sigurnosnom ogradom s namjenskim pristupnim vratima za proces i održavanje. Stroj uključuje određene zone kojima može pristupiti samo ovlašteno osoblje koje obavlja operativne zadatke ili zadatke održavanja.

Rad SHUTTLE-5700 HYBRID i praćenje proizvodnog procesa provode se putem upravljačke ploče osjetljive na dodir.

Sigurnost SHUTTLE stroja tijekom cijelog radnog vijeka osigurana je sveobuhvatnim sustavom uređaja i zaštitnih mjera, podržanim modernim sustavima za detekciju aktivnog plina, senzorima plamena, blokiranim sigurnosnim bravama i blokadama pokreta.

Svaka radna stanica opremljena je neovisnom ručnom upravljačkom pločom. Sigurnost i kvalitetu tehnološkog procesa nadgledaju sustav SAFETY implementiran putem Siemens Fail-Safe PLC-a, kao i naši vrhunski SINAMICS servo pogoni opremljeni integriranim sigurnosnim funkcijama

Marcin Koter, Voditelj prodaje, Siemens Poljska

Oprema upravljačkog kabineta

Važan dio opreme stroja je raspon rješenja koje isporučuje Rittal, uključujući upravljačke i razvodne ormare VX25 s integriranom kontrolom klime, kao i sustave za distribuciju energije VX25 Ri4Power i Riline60.

Osim Siemensovih rješenja, SHUTTLE-5700 HYBRID stroj uključuje opremu koju isporučuje Rittal, uključujući VX25 upravljačke i distribucijske ormare s integriranom kontrolom klime, kao i sustave za distribuciju energije VX25 Ri4Power i Riline60. Ukupno, stroj je opremljen s 12 Rittal ormara u kojima se nalaze niskonaponska električna oprema.

"Dva glavna ormara za napajanje opremljena su glavnim prekidačem Siemens 2500 A i odvojnicima osigurača Rittal NH3 630 A. U odlazne ormare za napajanje pojedinih grijaćih elemenata ugrađeni su Riline60 sabirnički sustavi s bakrenim sabirnicama 30 × 10 mm, zajedno s odvajačima osigurača i priključnim adapterima," objašnjava Bartosz Kaźmierczyk, voditelj proizvoda odgovoran za segment distribucije električne energije u Rittalu.

Sustav ormara i sabirnice predstavlja sveobuhvatno rješenje za izradu certificiranih niskonaponskih sklopova rasklopnih uređaja s unutarnjom kompartmentalizacijom. Sustav VX25 Ri4Power testiran je sa Siemensovom električnom opremom u skladu sa standardom EN 61439, uključujući zračni prekidač 3WL1225 2500 A (ACB) koji se koristi u ovom projektu.

"Ovo rješenje dizajnirano je za primjene s strujom do 6.300 A. VX25 Ri4Power kombinira tehnologiju distribucije i upravljanja napajanjem unutar jednog kućišta. Sveobuhvatan modularni sustav omogućuje brzu i fleksibilnu implementaciju bilo kojeg dijela rasklopnih uređaja s oblicima odvajanja od 1 do 4b. Također omogućuje stvaranje pojedinačno konfiguriranih odjeljaka sabirnice, funkcionalnih jedinica i područja povezivanja,"
kaže Bartosz Kaźmierczyk iz Rittala.

Projekt također uključuje četiri Blue e+ klima uređaja, svaka s kapacitetom hlađenja od 2 kW. Svaka jedinica montirana je izravno na vrata ormarića rasklopnih uređaja. Kako bi poboljšao energetsku učinkovitost, Rittal koristi inovativnu hibridnu tehnologiju u svojim klimatizacijskim sustavima. Ova tehnologija kombinira konvencionalni sustav hlađenja temeljen na kompresoru sa sustavom toplinskih cijevi koji osigurava pasivno hlađenje. Kompresor radi samo kada je samo pasivno hlađenje nedovoljno. Kao rezultat toga, rješenje osigurava nižu potrošnju energije i smanjenu emisiju CO₂.

Kako bi se osigurali optimalni toplinski uvjeti za opremu ugrađenu unutar ormara, ugrađeni su Blue e+ klima uređaji kapaciteta hlađenja od 2 kW."

Visoka kvaliteta, ušteda troškova i koristi za okoliš

Korištenje ekološki prihvatljivih rješenja i materijala, uključujući energetske sustave temeljene na obnovljivim i niskoemisijskim izvorima energije, jedna je od karakteristika strojeva koje je razvio Orex. Ostale prednosti hibridnih rješenja tvrtke uključuju smanjenje materijalnog otpada i niže troškove proizvodnje, posebno za male proizvodne serije.

U usporedbi s drugim tehnologijama oblikovanja kao što su brizganje ili oblikovanje prešom, postupak rotacijskog oblikovanja ne zahtijeva visoke pritiske potrebne za prisiljavanje materijala u kalup. Ova karakteristika čini ga idealnom metodom za proizvodnju velikih jednodijelnih proizvoda kao što su spremnici, kontejneri i vanjska kućišta. Osim toga, rotacijsko oblikovanje značajno smanjuje otpad materijala. Za razliku od konkurentskih proizvodnih metoda, gdje se višak materijala često odrezuje i odbacuje, gotovo sva plastika koja se koristi u procesu rotacijskog oblikovanja postaje dio konačnog proizvoda. To rezultira učinkovitijim korištenjem materijala i doprinosi nižim ukupnim troškovima proizvodnje.

"Alat koji se koristi u rotacijskom kalupu općenito je jednostavniji i jeftiniji od alata potrebnog za druge tehnologije oblikovanja. Kao rezultat toga, postupak je pristupačniji proizvođačima, posebno onima koji proizvode kratkotrajne serije. Osim toga, proizvodi proizvedeni ovim postupkom karakteriziraju viša kvaliteta. Oni su bešavni i bez zavara i spojeva, što ih čini otpornijim na habanje, oštećenja i mehanička naprezanja. Sve ove prednosti čine rotacijsko oblikovanje atraktivnim izborom za proizvode koji moraju raditi u zahtjevnim uvjetima okoline."
zaključuje Przemysław Orlik, izvršni direktor Orex Rotomouldinga.

Kontaktirajte nas