オリックスが設計・製造したSHUTTLE-5700ハイブリッド回転成形機は、プラスチック成形プロセスで再生可能エネルギー源を使用すると同時に、材料の節約と生産性の向上を実現します。
Orexは、回転成形プロセスを通じてプラスチック製品の製造に使用される特殊な回転成形機を製造しています。これらの機械は、貯水タンク、おもちゃ、ハウジング、その他の複雑な形状のアイテムの製造に使用されます。ドイツの顧客のために、Orexはカスタムマシン、シャトル5700ハイブリッドを設計して製造しました。これは、ポーランドの会社が開発した、このサイズと高度な技術を備えた最初の機械です。市場に出回っている他のソリューションと比較して、エネルギー源の使用における柔軟性と効率の高さが際立っており、大幅な節約につながります。このソリューションは、リタールが提供するSiemens 技術と制御キャビネットに基づいています。
回転成形は、回転成形とも呼ばれ、3次元のプラスチック製品を製造するために使用される製造プロセスです。
「回転成形には、他のプラスチック成形方法に比べて大きな利点があります。材料の無駄を最小限に抑え、製品品質の向上に貢献し、短時間の生産にかかるコストを削減します。また、複雑な形状や複雑な形状の製品の製造も可能です。」
と、Orexの自動化部門の調達およびロジスティクスのスペシャリスト、Sławomir Kocur氏は説明します。
Orex回転成形機の中心的なコンポーネントはオーブンです。オーブンの内部では、金型が2軸を中心に回転している間に、高温下でプラスチック材料が金型の壁に堆積します。このプロセスで重要な役割を果たすのは、ガスバーナーやその他の暖房技術などのコンポーネントを含む暖房システムです。製品の形成は回転システムによって可能になります。これにより、溶融プラスチックが金型の内面に均一に分布し、肉厚が均一になります。回転成形機の追加機能は、冷却システムによって提供されます。成形後に製品を冷却し、最終的な形状を保つのに役立ちます。
高い製品品質を達成するには、正確なプロセス制御が必要です。SHUTTLE-5700 HYBRIDを含むOrex回転成形機には、正確な成形プロセス制御を保証するだけでなく、パラメーターの監視やさまざまな生産サイクルや金型構成のプログラミングを可能にする高度な自動化および制御システムが装備されています。
回転成形プロセスでは、製造のあらゆる段階で技術的パラメータを厳守し、綿密に監視する必要があります。
成形工程は手動でも自動でも制御できます。制御システムの中心はSIMATIC S7-1500 PLCで、プロセス管理と監視はSIMATIC Comfort HMIタッチインターフェイスを介して行われます。
SHUTTLE-5700 HYBRIDは、さまざまな金型加熱技術を組み合わせて、エネルギー効率を高め、温室効果ガス排出量を削減し、プロセスの生産性を向上させます。ハイブリッドマシンの主な利点は、ソーラーパネルや風力発電機などの再生可能エネルギー源を動力源とするガスバーナーまたは電気ヒーターを代わりに使用して、成形室を加熱できることです。
「Orexが実装したハイブリッドソリューションは、気候保護の観点から非常に重要です。従来のエネルギー源を再生可能なエネルギー源に置き換えることは、温室効果ガスの排出量を削減し、全体的な二酸化炭素排出量を削減するのに役立ちます。」
は、Siemens スポーランドのセールスマネージャーであるMarcin Koterを強調しています。
SHUTTLE-5700 HYBRIDは、回転成形プロセスによる粉末ポリエチレン（PE）材料の熱処理用にOrexが製造する最も重要なハイブリッドマシンモデルの1つです。これらの機械には、機械パラメータの継続的な分析を可能にし、潜在的な運用上の問題を防ぐのに役立つ高度な監視および診断システムが装備されています。さらに、Siemens 技術に基づいたOrexソリューションは正確なプロセス制御を提供するため、製品の品質が向上し、生産管理がより効率的になります。
回転成形プロセスでは、製造のあらゆる段階で技術的手順を厳守し、パラメーターを綿密に監視する必要があります。製造中、粉末ポリエチレンを含む適切に準備された型が、オーブンチャンバー内で適切な速度で、プログラムされた回転方向の変化とともに、オーブンチャンバー内で一定時間回転されます。プロセスを正しく行うための重要な要素は、適切な成形温度を達成し、維持することです。OREX SHUTTLE-5700 HYBRIDマシンは、それぞれ定格40kWの24枚の加熱パネルで構成される電熱素子と、出力1,250kWの2つのバーナーで構成されるガスオイル加熱システムで動作するように調整されています。バーナーは熱交換器内に設置されているため、このソリューションにより、天然ガスと暖房油の両方の燃焼条件を改善しながら、オーブンチャンバー内の空気を清潔に循環させることができます。
「シャトルマシンには、最新のモーションおよび位置制御システム、PID加熱コントローラー、高速SSRコンタクター、温度、圧力、位置センサーが装備されています。これにより、技術プロセスを正確に調整することが可能になり、広範な生産能力と技術能力を確保できます。」
とスワヴォミール・コクルは言います。
Orexが製造した機械には、SIRIUS/SENTRONの低電圧スイッチングおよび保護装置だけでなく、SIMATIC、SIMATIC NET、SINAMICS製品ファミリーのさまざまなSiemens ソリューションが組み込まれています。
Orexが採用しているシーメンスベースのソリューションは正確なプロセス制御を可能にし、ひいては製品品質の向上と生産管理の効率化につながります。
成形工程は手動でも自動でも制御できます。制御システムの中心は SIMATIC S7-1500 ピーエルシーは、作動部品を管理し、測定データを収集し、取得した情報を処理して処理アルゴリズムを実行します。プロセス管理、監視、およびデータ収集は SIMATIC・コンフォート HMI タッチスクリーン・インターフェイス。もう一つの重要な点は、信頼性の高いスイッチングデバイスと保護デバイスの使用です SIRIUS/セントロン 製品ファミリー。
「制御システムには最新のSiemens 技術が組み込まれており、プロセスを正確に制御できます。機械制御を担う主なコンポーネントは次のとおりです SINAMICS サーボドライブ 高度な安全機能を搭載しています。それらの実装により、主回転軸と副回転軸の両方で、0.5〜7 rpmの範囲でスムーズな速度調整が可能になります。」 と、Orexロトモールディングの産業オートメーションプログラミング専門家、Krzysztof Staszekは言います。
ドライブ軸にアブソリュートエンコーダーを使用すると、マシンアームの回転運動を正確に制御できます。この高度な技術のおかげで、金型を正確に配置することができ、荷積み、積み下ろし、およびメンテナンスの際の操作上の安全性と迅速な処理の両方を保証します。
Orexマシンには、電力消費量計、電力品質アナライザー、ガス消費量計が標準装備されています。
どの生産ラインでも重要なのは、人員を怪我から守り、機器を損傷から守ることです。Orexソリューションでは、これらの要件は、とりわけSiemens ステクノロジーがサポートする専用の安全システムによって厳密に守られ、監督されています。
「SHUTTLEマシンの耐用年数全体にわたる安全性は、最新のアクティブガス検知システム、火炎検知器、インターロッキングロック、モーションインターロックに支えられた包括的な装置と安全システムによって保証されています。特別に指定され保護された作業区域、訓練を受けた安全意識の高い作業員を組み合わせることで、この機械は安全で現代的な作業環境を提供します。」 とクシシュトフ・スターゼックは言います。
操作上の安全性をさらに高めるために、オーブンチャンバーには緊急排気ガス抽出システムと追加の熱交換ファンが装備されています。さらに、機械へのアクセスは、専用のプロセスおよびメンテナンスアクセスゲートを備えた安全フェンスによって保護されています。マシンには、操作または保守作業を行う権限のある担当者のみがアクセスできる指定ゾーンがあります。
SHUTTLE-5700 HYBRIDの操作と製造プロセスの監視は、タッチスクリーンのコントロールパネルで行います。
SHUTTLEマシンの動作寿命全体にわたる安全性は、最新のアクティブガス検知システム、火炎センサー、インターロッキング安全ロック、モーションインターロックに支えられた包括的な装置と安全装置によって保証されています。
各ワークステーションには、独立した手動コントロールパネルが装備されています。技術プロセスの安全性と品質は、Siemens フェイルセーフPLCによって実装された安全システムと、統合された安全機能を備えた最高級のSINAMICSサーボドライブによって監視されています
機械装置の重要な部分は、温度調節が統合されたVX25制御および配電キャビネット、VX25 Ri4PowerおよびRiLine60配電システムなど、リタールが提供するさまざまなソリューションです。
Siemens ソリューションに加えて、SHUTTLE-5700 HYBRIDマシンには、VX25制御および温度制御が統合された配電キャビネット、VX25 Ri4PowerおよびRiline60配電システムなど、リタールが提供する機器が組み込まれています。合計で、この機械には低電圧電気機器を収容する12個のリタールキャビネットが装備されています。
「2つの主電源キャビネットには、Siemens 2500A主回路ブレーカーとリタールNH3 630Aヒューズスイッチ断路器が装備されています。個々の発熱体を供給する出力フィーダーキャビネットには、30×10 mmの銅バスバーを備えたRiLine60バスバーシステムと、ヒューズスイッチ断路器と接続アダプターが取り付けられています。」 リタールの配電セグメントを担当するプロダクトマネージャー、Bartosz Kažmierczykは説明します。
キャビネットとバスバーシステムは、内部に区画化された認定低電圧開閉装置アセンブリを構築するための包括的なソリューションを形成します。VX25 Ri4Powerシステムは、このプロジェクトで使用された3WL1225 2500Aのエアサーキットブレーカー（ACB）を含む、EN 61439規格に従ってSiemens 電気機器でテストされています。
「このソリューションは、定格電流が最大6,300Aのアプリケーション向けに設計されています。VX25 Ri4Powerは、配電技術と制御技術を1つのエンクロージャーにまとめたものです。包括的なモジュラーシステムにより、1bから4bまでの分離形式であらゆる開閉装置セクションを迅速かつ柔軟に実装できます。また、個別に構成されたバスバーコンパートメント、機能ユニット、接続エリアを作成することもできます。」
リタールのバルトシュ・カミエルチクは言う。
このプロジェクトには、それぞれ2 kWの冷却能力を持つ4つのBlue e+空調ユニットも組み込まれています。各ユニットは、スイッチギアキャビネットのドアに直接取り付けられています。エネルギー効率を向上させるために、リタールは空調システムに革新的なハイブリッド技術を採用しています。この技術は、従来のコンプレッサーベースの冷却システムと、パッシブ冷却を提供するヒートパイプシステムを組み合わせています。コンプレッサーは、受動冷却だけでは不十分な場合にのみ動作します。その結果、このソリューションはエネルギー消費量の削減とCO₂排出量の削減の両方を実現します。
キャビネット内に設置された機器の最適な熱条件を確保するために、冷却能力が2 kWのBlue e+空調ユニットが導入されました。」
再生可能で低排出のエネルギー源をベースにした電力システムなど、環境にやさしいソリューションと材料の使用は、Orexが開発した機械の際立った特徴の1つです。同社のハイブリッドソリューションのその他の利点には、特に小規模生産の場合、材料廃棄物の削減と生産コストの削減があります。
射出成形やプレス成形などの他の成形技術と比較して、回転成形プロセスでは、材料を金型に押し込むのに必要な高圧は必要ありません。この特性により、タンク、コンテナ、外部ハウジングなどの大型一体型の製品を製造するのに理想的な方法です。さらに、回転成形は材料の無駄を大幅に最小限に抑えます。余分な材料が切り取られて廃棄されることが多い競合の製造方法とは異なり、回転成形プロセスで使用されるプラスチックのほとんどすべてが最終製品の一部になります。これにより、材料をより効率的に利用でき、全体的な生産コストの削減につながります。
「回転成形に使用される工具は、一般的に他の成形技術に必要な工具よりもシンプルで安価です。その結果、このプロセスはメーカー、特に短期バッチを製造するメーカーにとってより利用しやすくなります。さらに、このプロセスを使用して製造された製品は、品質が高いという特徴があります。継ぎ目がなく、溶接や接合部がないため、摩耗、損傷、機械的ストレスに対する耐性が高まります。これらすべての利点により、回転成形は厳しい環境条件下でも機能しなければならない製品にとって魅力的な選択肢となっています。」
オレックス・ロトモールディングのCEO、プシェミスワフ・オルリックは締めくくりました。
