Esettanulmány

Műanyag termékek hatékony gyártása

Az Orex által tervezett és gyártott SHUTTLE-5700 HYBRID rotomömláló gép lehetővé teszi a megújuló energiaforrások felhasználását a műanyag öntési folyamatban, miközben anyagmegtakarítást és nagyobb termelékenységet biztosít.

Az Orex speciális rotóburkoló gépeket gyárt, amelyeket a műanyag termékek forgási öntési eljáráson keresztül történő előállításához használnak. Ezeket a gépeket víztároló tartályok, játékok, házak és egyéb összetett formájú tárgyak előállítására használják. Egy németországi ügyfél számára az Orex egyedi gépet tervezett és gyártott: a SHUTTLE-5700 HYBRID. Ez az első ilyen méretű és technológiai kifinomultságú gép, amelyet a lengyel cég fejlesztett ki. A piacon elérhető egyéb megoldásokhoz képest kiemelkedik az energiaforrások felhasználásának rugalmasságával és magas hatékonyságával, jelentős megtakarítást eredményezve. A megoldás a Siemens technológián és a Rittal által szállított vezérlőszekrényeken alapul.

Hogyan működik a rotomoulding?

A rotációs öntés, más néven rotomoulding, egy olyan gyártási folyamat, amelyet háromdimenziós műanyag termékek előállítására használnak.

„A rotomoulding jelentős előnyökkel jár az alternatív műanyagformázási módszerekkel szemben. Minimalizálja az anyaghulladékot, hozzájárul a jobb termékminőséghez és csökkenti a rövid gyártási folyamatok előállításának költségeit. Lehetővé teszi bonyolult formájú és bonyolult geometriájú termékek gyártását is.”
elmagyarázza Sławomir Kocur, az Orex automatizálási osztályának beszerzési és logisztikai szakembere.

Az Orex rotomömláló gépek központi eleme a sütő. A sütő belsejében a műanyag magas hőmérsékleten lerakódik a forma falára, miközben a forma két tengelyen forog. Ebben a folyamatban kulcsszerepet játszik a fűtési rendszer, amely olyan alkatrészeket tartalmaz, mint a gázégők és más fűtési technológiák. A termékképződést a forgási rendszer teszi lehetővé, amely biztosítja az olvadt műanyag egyenletes eloszlását a forma belső felületén, ami egyenletes falvastagságot eredményez. A forgóburkoló gépek további funkcióját a hűtőrendszer biztosítja. Az öntés után lehűti a terméket, hozzájárulva a végső alakjának megőrzéséhez.

A magas termékminőség elérése pontos folyamatellenőrzést igényel. Az Orex forgóburkoló gépek, köztük a SHUTTLE-5700 HYBRID, fejlett automatizálási és vezérlőrendszerekkel vannak felszerelve, amelyek nemcsak a formázási folyamatok pontos vezérlését biztosítják, hanem lehetővé teszik a paraméterek monitorozását, valamint a különböző gyártási ciklusok és formák konfigurációjának programozását is.

A rotomoulding folyamat megköveteli a technológiai paraméterek szigorú betartását és a gyártás minden szakaszában szoros figyelemmel kísérést.

Az öntési folyamat manuálisan vagy automatikusan vezérelhető. A vezérlőrendszer középpontjában egy SIMATIC S7-1500 PLC áll, míg a folyamatmenedzsment és felügyelet a SIMATIC Comfort HMI érintőképernyőn keresztül történik.

Hibrid Solutions

A SHUTTLE-5700 HYBRID különböző öntőfűtési technológiákat ötvözi, növeli az energiahatékonyságot, csökkenti az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását és javítja a folyamattermelékenységet. A hibrid gépek egyik legfontosabb előnye, hogy alternatív módon gázégőket vagy elektromos fűtőberendezéseket, amelyeket megújuló energiaforrások, például napelemek és szélgenerátorok használnak az öntőkamra fűtésére.

„Az Orex által megvalósított hibrid megoldások rendkívül fontosak az éghajlatvédelem szempontjából. A hagyományos energiaforrások megújuló energiaforrásokkal történő cseréje csökkenti az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását és csökkenti az általános szén-dioxid
hangsúlyozza Marcin Koter, a Siemens Lengyelország értékesítési vezetője.

A SHUTTLE-5700 HYBRID az egyik legfontosabb hibrid gépmodell, amelyet az Orex gyárt porított polietilén (PE) anyagok termikus feldolgozására forgó öntési eljárással. Ezek a gépek fejlett felügyeleti és diagnosztikai rendszerekkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a gépparaméterek folyamatos elemzését és segítenek megelőzni az esetleges működési problémákat. Ezenkívül a Siemens technológián alapuló Orex megoldások pontos folyamatvezérlést biztosítanak, ami magasabb termékminőséget és hatékonyabb gyártásmenedzsmentet eredményez.

Siemens technológia rotomoulding megoldásokhoz

A rotációs öntési folyamat megköveteli a technológiai eljárások szigorú betartását és a paraméterek szoros figyelemmel kísérését a gyártás minden szakaszában. A gyártás során egy megfelelően előkészített, porított polietilént tartalmazó öntőformát meghatározott ideig forgatják a sütőkamrában, megfelelő sebességgel és programozott forgásirányváltozásokkal. A folyamat helyességének biztosításában kulcsfontosságú tényező a megfelelő öntési hőmérséklet elérése és fenntartása. Az OREX SHUTTLE-5700 HYBRID gépet 24, egyenként 40 kW teljesítményű fűtőpanelből álló elektromos fűtőelemekkel, valamint két, egyenként 1250 kW teljesítményű égőből álló gázolaj-fűtőrendszerrel működtettük. Mivel az égők hőcserélőbe vannak szerelve, ez a megoldás lehetővé teszi a tiszta levegő áramlását a sütőkamrában, miközben jobb égési feltételeket biztosít mind a földgáz, mind a fűtőolaj számára.

„A SHUTTLE gépet modern mozgás- és helyzetszabályozó rendszerekkel, PID fűtési vezérlőkkel, gyors SSR kontaktorokkal, valamint hőmérséklet-, nyomás- és helyzetérzékelőkkel szerelték fel. Ez lehetővé teszi a technológiai folyamat pontos testreszabását, biztosítva a kiterjedt termelési és technológiai képességeket,”
mondja Sławomir Kocur.

Az Orex által gyártott gép számos Siemens megoldást tartalmaz a SIMATIC, a SIMATIC NET és a SINAMICS termékcsaládból, valamint a SIRIUS/SENTRON kisfeszültségű kapcsoló- és védelmi berendezésekből.

Az Orex által alkalmazott Siemens alapú megoldások pontos folyamatvezérlést tesznek lehetővé, ami viszont magasabb termékminőséget és hatékonyabb gyártásmenedzsmentet eredményez.

Az öntési folyamat manuálisan vagy automatikusan vezérelhető. A vezérlőrendszer középpontjában egy SIMATIC S7-1500 PLC, amely kezeli a működtető komponenseket, összegyűjti a mérési adatokat, és feldolgozza a megszerzett információkat a folyamat algoritmusainak végrehajtásához. A folyamatmenedzsment, a felügyelet és az adatgyűjtés a SIMATIC Comfort HMI érintőképernyős interfész. Egy másik fontos szempont a megbízható kapcsoló- és védelmi eszközök használata a SIRIUS/KÖZPONT termékcsalád.

„A vezérlőrendszer magában foglalja a Siemens legújabb technológiáit, biztosítva a folyamat pontos ellenőrzését. A gépvezérlésért felelős legfontosabb alkatrészek közé tartozik SINAMICS szervohajtások fejlett biztonsági funkciókkal felszerelve. Kivitelezésük egyenletes sebességszabályozást tesz lehetővé mind a fő, mind a kisebb forgási tengelyeknél, 0,5—7 fordulat/perc tartományon belül.” mondja Krzysztof Staszek, az Orex Rotomoulding ipari automatizálási programozási szakértője.

Az abszolút kódolók használata a hajtótengelyeken lehetővé teszi a gépkarok forgási mozgásának pontos vezérlését. Ennek a fejlett technológiának köszönhetően a forma pontosan elhelyezhető, biztosítva mind a működési biztonságot, mind a gyors kezelhetőséget a rakodási, kirakodási és karbantartási tevékenységek során.

Alapértelmezés szerint az Orex gép villamosenergia-fogyasztásmérővel, energiaminőség-analizátorral és gázfogyasztásmérővel van felszerelve.

A biztonság elsősorban

Bármely gyártósor kulcsfontosságú szempontja a személyzet sérülésektől és a berendezések sérülésektől való védelme. Az Orex megoldásban ezeket a követelményeket szigorúan betartják és felügyelik a dedikált biztonsági rendszerek, amelyeket többek között a Siemens technológia támogat.

„A SHUTTLE gép biztonságát teljes élettartama alatt átfogó készülékek és biztonsági rendszerek biztosítják, amelyeket modern aktív gázérzékelő rendszerek, lángérzékelők, reteszelő zárak és mozgászárak támogatnak. A speciálisan kijelölt és védett munkaterületekkel, valamint képzett és biztonságtudatos üzemeltető személyzettel kombinálva a gép biztonságos és modern munkakörnyezetet biztosít.” mondja Krzysztof Staszek.

Az üzembiztonság további fokozása érdekében a sütőkamra vészhelyzeti kipufogógáz-elszívó rendszerrel és további hőcserélő ventilátorral van felszerelve. Ezenkívül a géphez való hozzáférést egy biztonsági kerítés biztosítja, dedikált folyamat- és karbantartási kapukkal. A gép olyan kijelölt zónákat tartalmaz, amelyekhez csak üzemeltetési vagy karbantartási feladatokat ellátó felhatalmazott személyzet férhet hozzá.

A SHUTTLE-5700 HYBRID üzemeltetése és a gyártási folyamat ellenőrzése érintőképernyős kezelőpanelen keresztül történik.

A SHUTTLE gép biztonságát teljes élettartama alatt egy átfogó eszköz- és biztonsági rendszer biztosítja, amelyet modern aktív gázérzékelő rendszerek, lángérzékelők, reteszelő biztonsági zárak és mozgászárak támogatnak.

Minden munkaállomás független kézi vezérlőpulttal van felszerelve. A technológiai folyamat biztonságát és minőségét a Siemens Fail-Safe PLC-n keresztül megvalósított SAFETY rendszer, valamint a beépített BIZTONSÁGI funkciókkal felszerelt, csúcsminőségű SINAMICS szervohajtásaink felügyelik

Marcin Koter, Értékesítési vezető, Siemens Lengyelország

Vezérlőszekrény berendezések

A gép felszerelésének fontos része a Rittal által kínált megoldások köre, beleértve a VX25 vezérlő- és elosztószekrényeket integrált klímaberendezéssel, valamint a VX25 Ri4Power és a Riline60 áramelosztó rendszereket.

A Siemens megoldásai mellett a SHUTTLE-5700 HYBRID gép magában foglalja a Rittal által szállított berendezéseket, beleértve a beépített klímaberendezéssel ellátott VX25 vezérlő- és áramelosztó szekrényeket, valamint a VX25 Ri4Power és a Riline60 áramelosztó rendszereket. Összességében a gép 12 Rittal szekrénnyel van felszerelve, amelyek kisfeszültségű elektromos berendezéseket tartalmaznak.

„A két fő tápszekrény Siemens 2500 A főmegszakítóval és Rittal NH3 630 A biztosítékkapcsoló leválasztóval van felszerelve. Az egyes fűtőelemeket ellátó kimenő adagolószekrényekbe 30 × 10 mm-es réz sínusokkal ellátott Riline60 sínrendszereket szereltek fel, biztosítékkapcsoló leválasztókkal és csatlakozóadapterekkel együtt.” elmagyarázza Bartosz Kaźmierczyk, a Rittal áramelosztási szegmenséért felelős termékmenedzsere.

A szekrény- és sínrendszer átfogó megoldást jelent a minősített kisfeszültségű kapcsolóberendezések kialakításához, belső rekeszeltéssel. A VX25 Ri4Power rendszert Siemens elektromos berendezésekkel tesztelték az EN 61439 szabvány szerint, beleértve a projektben használt 3WL1225 2500 A légmegszakítót (ACB) is.

„Ez a megoldás legfeljebb 6300 A. áramerősségű alkalmazásokhoz készült. A VX25 Ri4Power egyetlen házban egyesíti az áramelosztási és vezérlési technológiát. Az átfogó moduláris rendszer lehetővé teszi a kapcsolóberendezések gyors és rugalmas kivitelezését az 1 és 4b közötti elválasztás formáival. Lehetővé teszi az egyénileg konfigurált sínrekeszek, funkcionális egységek és csatlakozási területek létrehozását is.”
mondja Bartosz Kaźmierczyk, Rittal.

A projekt négy Blue e+ légkondicionáló egységet is tartalmaz, amelyek mindegyike 2 kW hűtőteljesítményű. Minden egység közvetlenül a kapcsolószekrény ajtajára van felszerelve. Az energiahatékonyság javítása érdekében a Rittal innovatív hibrid technológiát alkalmaz légkondicionáló rendszereiben. Ez a technológia ötvözi a hagyományos kompresszor alapú hűtőrendszert egy hőcsőrendszerrel, amely passzív hűtést biztosít. A kompresszor csak akkor működik, ha a passzív hűtés önmagában nem elegendő. Ennek eredményeként a megoldás alacsonyabb energiafogyasztást és csökkent CO₂ kibocsátást is biztosít.

A szekrényekbe beépített berendezések optimális hőfeltételeinek biztosítása érdekében a Blue e+ 2 kW hűtési teljesítményű légkondicionáló berendezéseket telepítettek.”

Kiváló minőség, költségmegtakarítás és környezeti előnyök

A környezetbarát megoldások és anyagok használata, beleértve a megújuló és alacsony kibocsátású energiaforrásokon alapuló energiarendszereket is, az Orex által kifejlesztett gépek egyik megkülönböztető jellemzője. A vállalat hibrid megoldásainak további előnyei közé tartozik az anyaghulladék csökkentése és az alacsonyabb termelési költségek, különösen a kis gyártási folyamatok esetében.

Más öntési technológiákhoz képest, mint például a fröccsöntés vagy a préselés, a forgó öntési folyamat nem igényli az anyag öntőformába való kényszerítéséhez szükséges nagy nyomást. Ez a tulajdonság teszi ideális módszert nagy, egydarabból álló termékek, például tartályok, konténerek és külső házak gyártásához. Ezenkívül a forgó öntés jelentősen minimalizálja az anyaghulladékot. Ellentétben a versengő gyártási módszerekkel, ahol a felesleges anyagot gyakran levágják és eldobják, a forgási öntésben használt műanyag szinte minden a végtermék részévé válik. Ez hatékonyabb anyagfelhasználást eredményez, és hozzájárul az általános termelési költségek csökkentéséhez.

„A forgó öntéshez használt szerszámok általában egyszerűbbek és olcsóbbak, mint az egyéb öntési technológiákhoz szükséges szerszámok. Ennek eredményeként a folyamat jobban hozzáférhető a gyártók számára, különösen azok számára, akik rövid távú tételeket gyártanak. Ezen túlmenően az ezzel a folyamattal gyártott termékeket magasabb minőség jellemzi. Zökkenőmentesek, hegesztéstől és ízületektől mentesek, így ellenállóbbak a kopásnak, a sérüléseknek és a mechanikai igénybevételnek. Mindezek az előnyök miatt a rotációs öntés vonzó választás olyan termékek számára, amelyeknek igényes környezeti körülmények között kell teljesíteniük.”
zárja Przemysław Orlik, az Orex Rotomoulding vezérigazgatója.

Kapcsolatfelvétel