Skip to main content
Trang này được hiển thị bằng tính năng dịch tự động. Xem bằng tiếng Anh?
Nghiên cứu điển hình

Sản xuất hiệu quả các sản phẩm nhựa

Được thiết kế và chế tạo bởi Orex, máy đúc quay SHUTTLE-5700 HYBRID cho phép sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo trong quá trình đúc nhựa đồng thời tiết kiệm vật liệu và năng suất cao hơn.

Orex sản xuất máy đúc quay chuyên dụng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm nhựa thông qua quá trình đúc quay. Những máy này được sử dụng để sản xuất bể chứa nước, đồ chơi, vỏ và các vật dụng khác có hình dạng phức tạp. Đối với một khách hàng ở Đức, Orex đã thiết kế và chế tạo một máy tùy chỉnh: SHUTTLE-5700 HYBRID. Đây là cỗ máy đầu tiên có kích thước và tinh vi công nghệ này được phát triển bởi công ty Ba Lan. So với các giải pháp khác có sẵn trên thị trường, nó nổi bật về tính linh hoạt trong việc sử dụng các nguồn năng lượng và hiệu quả cao, mang lại tiết kiệm đáng kể. Giải pháp dựa trên công nghệ Siemens và tủ điều khiển do Rittal cung cấp.

Rotomoulding hoạt động như thế nào?

Đúc quay, còn được gọi là khuôn quay, là một quy trình sản xuất được sử dụng để sản xuất các sản phẩm nhựa ba chiều.

“Rotomoulding mang lại những lợi thế đáng kể so với các phương pháp tạo hình nhựa thay thế. Nó giảm thiểu lãng phí vật liệu, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất ngắn hạn. Nó cũng cho phép sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp và hình học phức tạp,”
giải thích Sławomir Kocur, Chuyên gia Mua sắm và Hậu cần trong Bộ phận Tự động hóa tại Orex.

Thành phần trung tâm của máy đúc quay Orex là lò nướng. Bên trong lò, vật liệu nhựa được lắng đọng trên thành khuôn dưới nhiệt độ cao trong khi khuôn quay trên hai trục. Một vai trò quan trọng trong quá trình này được đóng bởi hệ thống sưởi ấm, bao gồm các thành phần như đầu đốt gas và các công nghệ sưởi ấm khác. Sự hình thành sản phẩm được thực hiện nhờ hệ thống quay, đảm bảo sự phân bố đồng đều của nhựa nóng chảy trên các bề mặt bên trong của khuôn, dẫn đến độ dày thành đồng đều. Một chức năng bổ sung của máy đúc quay được cung cấp bởi hệ thống làm mát. Nó làm mát sản phẩm sau khi đúc, giúp giữ được hình dạng cuối cùng của nó.

Đạt được chất lượng sản phẩm cao đòi hỏi phải kiểm soát quy trình chính xác. Máy ép khuôn Orex, bao gồm SHUTTLE-5700 HYBRID, được trang bị hệ thống điều khiển và tự động hóa tiên tiến không chỉ đảm bảo kiểm soát quá trình đúc chính xác mà còn cho phép giám sát thông số và lập trình các chu kỳ sản xuất và cấu hình khuôn khác nhau.

Orex Case Study 02 img

Quá trình đúc quay đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các thông số công nghệ và giám sát chặt chẽ ở mọi giai đoạn sản xuất.

Orex Case Study 03 img

Quá trình đúc có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động. Trung tâm của hệ thống điều khiển là PLC SIMATIC S7-1500, trong khi quản lý và giám sát quy trình được cung cấp thông qua giao diện cảm ứng SIMATIC Comfort HMI.

Hybrid Solutions

SHUTTLE-5700 HYBRID kết hợp các công nghệ gia nhiệt khuôn khác nhau, tăng hiệu quả năng lượng, giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện năng suất quy trình. Một lợi thế chính của máy lai là khả năng sử dụng thay thế đầu đốt gas hoặc máy sưởi điện chạy bằng các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như tấm pin mặt trời và máy phát điện gió, để làm nóng buồng đúc.

“Các giải pháp lai do Orex thực hiện là vô cùng quan trọng trong bối cảnh bảo vệ khí hậu. Thay thế các nguồn năng lượng thông thường bằng các nguồn năng lượng tái tạo giúp giảm phát thải khí nhà kính và giảm lượng khí thải carbon tổng thể”.
nhấn mạnh Marcin Koter, Giám đốc bán hàng tại Siemens Ba Lan.

SHUTTLE-5700 HYBRID là một trong những mô hình máy lai quan trọng nhất do Orex sản xuất để xử lý nhiệt các vật liệu polyethylene dạng bột (PE) sử dụng quy trình đúc quay. Những máy này được trang bị hệ thống giám sát và chẩn đoán tiên tiến cho phép phân tích liên tục các thông số máy và giúp ngăn ngừa các vấn đề hoạt động tiềm ẩn. Ngoài ra, các giải pháp Orex dựa trên công nghệ của Siemens cung cấp khả năng kiểm soát quy trình chính xác, dẫn đến chất lượng sản phẩm cao hơn và quản lý sản xuất hiệu quả hơn.

Công nghệ Siemens cho Giải pháp Rotomoulding

Quá trình đúc quay đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình công nghệ và giám sát chặt chẽ các thông số ở mọi giai đoạn sản xuất. Trong quá trình sản xuất, một khuôn được chuẩn bị đúng cách có chứa polyetylen bột được xoay bên trong buồng lò trong một khoảng thời gian xác định, ở tốc độ thích hợp và với các thay đổi theo chương trình về hướng quay. Một yếu tố quan trọng để đảm bảo tính chính xác của quy trình là đạt được và duy trì nhiệt độ đúc thích hợp. Máy OREX SHUTTLE-5700 HYBRID đã được điều chỉnh để hoạt động với các bộ phận gia nhiệt điện bao gồm 24 tấm sưởi có công suất 40 kW mỗi tấm, cũng như hệ thống sưởi dầu khí bao gồm hai đầu đốt với công suất 1.250 kW mỗi đầu đốt. Vì các đầu đốt được lắp đặt trong bộ trao đổi nhiệt, giải pháp này cho phép lưu thông không khí sạch trong buồng lò đồng thời cung cấp các điều kiện đốt cháy được cải thiện cho cả khí tự nhiên và dầu sưởi.

“Máy SHUTTLE đã được trang bị hệ thống điều khiển chuyển động và vị trí hiện đại, bộ điều khiển sưởi PID, công tắc tơ SSR nhanh và cảm biến nhiệt độ, áp suất và vị trí. Điều này giúp điều chỉnh chính xác quy trình công nghệ, đảm bảo khả năng sản xuất và công nghệ rộng rãi”.
Sławomir Kocur nói.

Case Study - Orex - 06 img

Máy do Orex chế tạo kết hợp một loạt các giải pháp của Siemens từ các dòng sản phẩm SIMATIC, SIMATIC NET và SINAMICS, cũng như thiết bị bảo vệ và chuyển mạch điện áp thấp SIRIUS/SENTRON.

Case Study - Orex - 07

Các giải pháp dựa trên Siemens được Orex sử dụng cho phép kiểm soát quy trình chính xác, từ đó dẫn đến chất lượng sản phẩm cao hơn và quản lý sản xuất hiệu quả hơn.

Quá trình đúc có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động. Trung tâm của hệ thống điều khiển là SIMATIC S7-1500 PLC, quản lý các thành phần kích hoạt, thu thập dữ liệu đo lường và xử lý thông tin thu được để thực hiện các thuật toán quy trình. Quản lý quy trình, giám sát và thu thập dữ liệu được cung cấp thông qua SIMATIC Comfort HMI giao diện màn hình cảm ứng. Một khía cạnh quan trọng khác là việc sử dụng các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ đáng tin cậy từ SIRIUS/SENTRON gia đình sản phẩm.

“Hệ thống điều khiển kết hợp các công nghệ mới nhất của Siemens, đảm bảo kiểm soát chính xác quá trình. Các thành phần chính chịu trách nhiệm điều khiển máy bao gồm Bộ truyền động servo SINAMICS được trang bị các chức năng an toàn tiên tiến. Việc thực hiện chúng cho phép điều chỉnh tốc độ trơn tru cho cả trục quay chính và trục nhỏ, trong phạm vi 0,5 đến 7 vòng/phút,” Krzysztof Staszek, Chuyên gia lập trình tự động hóa công nghiệp tại Orex Rotomoulding cho biết.

Việc sử dụng bộ mã hóa tuyệt đối trên trục truyền động cho phép điều khiển chính xác chuyển động quay của cánh tay máy. Nhờ công nghệ tiên tiến này, khuôn có thể được định vị chính xác, đảm bảo cả an toàn vận hành và xử lý nhanh chóng trong các hoạt động bốc xếp và bảo trì.

Theo tiêu chuẩn, máy Orex được trang bị đồng hồ tiêu thụ điện, máy phân tích chất lượng điện năng và đồng hồ đo tiêu thụ khí.

An toàn là trên hết

Một khía cạnh quan trọng của bất kỳ dây chuyền sản xuất nào là bảo vệ nhân viên khỏi bị thương và thiết bị khỏi bị hư hại. Trong giải pháp Orex, các yêu cầu này được tuân thủ nghiêm ngặt và giám sát bởi các hệ thống an toàn chuyên dụng được hỗ trợ, trong số những hệ thống khác, bởi công nghệ Siemens.

“Sự an toàn của máy SHUTTLE trong suốt thời gian sử dụng của nó được đảm bảo bởi một bộ thiết bị và hệ thống an toàn toàn diện, được hỗ trợ bởi các hệ thống phát hiện khí chủ động hiện đại, máy dò ngọn lửa, khóa lồng vào nhau và khóa chuyển động liên động. Kết hợp với các khu vực làm việc được chỉ định và được bảo vệ đặc biệt, cũng như nhân viên vận hành được đào tạo và có ý thức về an toàn, máy cung cấp một môi trường làm việc an toàn và hiện đại,” Krzysztof Staszek nói.

Để tăng cường hơn nữa an toàn vận hành, buồng lò được trang bị hệ thống hút khí thải khẩn cấp và quạt trao đổi nhiệt bổ sung. Ngoài ra, quyền truy cập vào máy được bảo đảm bằng hàng rào an toàn với cổng ra vào quy trình và bảo trì chuyên dụng. Máy bao gồm các khu vực được chỉ định chỉ có thể được truy cập bởi nhân viên được ủy quyền thực hiện các nhiệm vụ vận hành hoặc bảo trì.

Hoạt động của SHUTTLE-5700 HYBRID và giám sát quá trình sản xuất được thực hiện thông qua bảng điều khiển màn hình cảm ứng.

Case Study - Orex - 08 img

Sự an toàn của máy SHUTTLE trong toàn bộ vòng đời hoạt động của nó được đảm bảo bởi một hệ thống toàn diện các thiết bị và biện pháp bảo vệ, được hỗ trợ bởi các hệ thống phát hiện khí chủ động hiện đại, cảm biến ngọn lửa, khóa an toàn lồng vào nhau và khóa chuyển động liên động.

Mỗi máy trạm đã được trang bị một bảng điều khiển thủ công độc lập. Sự an toàn và chất lượng của quy trình công nghệ được giám sát bởi hệ thống AN TOÀN được triển khai thông qua PLC Fail-Safe của Siemens, cũng như các ổ đĩa servo SINAMICS hàng đầu của chúng tôi được trang bị các chức năng SAFETY tích hợp
Marcin Koter, Quản lý bán hàng, Siemens Ba Lan

Thiết bị tủ điều khiển

Case Study - Orex - 10 img

Một phần quan trọng của thiết bị của máy là một loạt các giải pháp do Rittal cung cấp, bao gồm tủ điều khiển và phân phối VX25 với hệ thống kiểm soát khí hậu tích hợp, cũng như hệ thống phân phối điện VX25 Ri4Power và RiLine60.

Ngoài các giải pháp của Siemens, máy SHUTTLE-5700 HYBRID kết hợp các thiết bị do Rittal cung cấp, bao gồm tủ điều khiển và phân phối điện VX25 với điều khiển khí hậu tích hợp, cũng như hệ thống phân phối điện VX25 Ri4Power và RiLine60. Tổng cộng, máy được trang bị 12 tủ Rittal chứa các thiết bị điện hạ thế.

“Hai tủ cung cấp chính được trang bị bộ ngắt mạch chính Siemens 2500 A và bộ ngắt cầu chì Rittal NH3 630 A. Trong các tủ cấp liệu đầu ra cung cấp cho các bộ phận gia nhiệt riêng lẻ, hệ thống thanh busbar RiLine60 với thanh đồng 30 × 10 mm đã được lắp đặt, cùng với bộ ngắt cầu chì và bộ điều hợp kết nối,” Bartosz Kaźmierczyk, Giám đốc sản phẩm chịu trách nhiệm phân khúc Phân phối điện tại Rittal giải thích.

Hệ thống tủ và thanh ống tạo thành một giải pháp toàn diện cho việc xây dựng các cụm thiết bị đóng cắt điện áp thấp được chứng nhận với ngăn bên trong. Hệ thống VX25 Ri4Power đã được thử nghiệm với thiết bị điện của Siemens theo tiêu chuẩn EN 61439, bao gồm bộ ngắt mạch không khí 3WL1225 2500 A (ACB) được sử dụng trong dự án này.

“Giải pháp này được thiết kế cho các ứng dụng có định mức hiện tại lên đến 6.300 A. VX25 Ri4Power kết hợp công nghệ phân phối và điều khiển điện trong một vỏ bọc duy nhất. Hệ thống mô-đun toàn diện cho phép thực hiện nhanh chóng và linh hoạt bất kỳ phần thiết bị đóng cắt nào với các hình thức tách từ 1 đến 4b. Nó cũng cho phép tạo ra các ngăn thanh nối được cấu hình riêng lẻ, các đơn vị chức năng và khu vực kết nối,”
Bartosz Kaźmierczyk của Rittal nói.

Dự án cũng kết hợp bốn đơn vị điều hòa không khí Blue e+, mỗi đơn vị có công suất làm mát 2 kW. Mỗi thiết bị được gắn trực tiếp trên cửa của tủ thiết bị đóng cắt. Để cải thiện hiệu quả năng lượng, Rittal sử dụng công nghệ lai cải tiến trong hệ thống điều hòa không khí của mình. Công nghệ này kết hợp hệ thống làm mát dựa trên máy nén thông thường với hệ thống ống dẫn nhiệt cung cấp làm mát thụ động. Máy nén chỉ hoạt động khi chỉ làm mát thụ động là không đủ. Do đó, giải pháp mang lại mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn và giảm lượng khí thải CO₂.

Case Study - Orex - 11 img

Để đảm bảo điều kiện nhiệt tối ưu cho các thiết bị được lắp đặt bên trong tủ, các thiết bị điều hòa không khí Blue e+ với công suất làm mát 2 kW đã được triển khai.

Chất lượng cao, tiết kiệm chi phí và lợi ích môi trường

Việc sử dụng các giải pháp và vật liệu thân thiện với môi trường, bao gồm các hệ thống điện dựa trên các nguồn năng lượng tái tạo và phát thải thấp, là một trong những đặc điểm nổi bật của máy móc do Orex phát triển. Các ưu điểm khác của các giải pháp lai của công ty bao gồm giảm lãng phí vật liệu và giảm chi phí sản xuất, đặc biệt là đối với các đợt sản xuất nhỏ.

So với các công nghệ đúc khác như ép phun hoặc ép, quá trình đúc quay không yêu cầu áp suất cao cần thiết để ép vật liệu vào khuôn. Đặc tính này làm cho nó trở thành một phương pháp lý tưởng để sản xuất các sản phẩm lớn, một mảnh như bể chứa, thùng chứa và vỏ bên ngoài.Ngoài ra, khuôn quay giảm thiểu đáng kể lãng phí vật liệu. Không giống như các phương pháp sản xuất cạnh tranh, nơi vật liệu dư thừa thường bị cắt bỏ và loại bỏ, gần như tất cả nhựa được sử dụng trong quá trình đúc quay trở thành một phần của sản phẩm cuối cùng. Điều này dẫn đến việc sử dụng vật liệu hiệu quả hơn và góp phần giảm chi phí sản xuất tổng thể.

“Dụng cụ được sử dụng trong khuôn quay thường đơn giản hơn và ít tốn kém hơn so với dụng cụ cần thiết cho các công nghệ đúc khác. Do đó, quy trình này dễ tiếp cận hơn đối với các nhà sản xuất, đặc biệt là những nhà sản xuất các lô ngắn hạn. Ngoài ra, các sản phẩm được sản xuất bằng quy trình này được đặc trưng bởi chất lượng cao hơn. Chúng liền mạch và không có mối hàn và mối nối, làm cho chúng có khả năng chống mài mòn, hư hỏng và ứng suất cơ học cao hơn. Tất cả những ưu điểm này làm cho khuôn quay trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các sản phẩm phải hoạt động trong điều kiện môi trường khắt khe”.
Przemysław Orlik, CEO của Orex Rotomoulding kết luận.

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