قبل از خرید دستگاه قالب گیری دمشی 2 تا 10 لیتری بطری چه چیزهایی باید بدانید؟

دستگاه قالب گیری دمشی بطری 2 تا 10 لیتری چیست؟

الف دستگاه قالب گیری دمشی بطری 2L-10L دسته ای از تجهیزات صنعتی است که به طور خاص برای تولید ظروف پلاستیکی توخالی متوسط تا بزرگ با ظرفیت 2 لیتر تا 10 لیتر طراحی شده است. از این ماشین ها برای تولید محصولاتی مانند بطری روغن موتور، ظروف مواد شیمیایی خانگی، پارچ آب، بطری مواد شوینده، ظروف حلال های صنعتی، کوزه های شیمیایی کشاورزی و سطل های مخصوص مواد غذایی استفاده می شود. محدوده حجم 2 تا 10 لیتر بین بخش بطری های کوچک پرسرعت (زیر 2 لیتر) و بخش درام های صنعتی سنگین (بالاتر از 10 لیتر) قرار می گیرد و این ماشین ها را به پلت فرمی همه کاره برای طیف گسترده ای از کاربردهای بسته بندی تبدیل می کند که مستلزم دیواره های ظروف مستحکم، پرداخت های گردنی دقیق و دقت ابعاد بزرگ تولید است.

تکنولوژی فرآیند غالب مورد استفاده در این محدوده اندازه، قالب‌گیری دمشی اکستروژن (EBM) است، که در آن یک لوله پلاستیکی مذاب به نام پاریسون بین نیمه‌های قالب باز به سمت پایین اکسترود می‌شود، قالب در اطراف پاریسون بسته می‌شود و هوای فشرده، پریسون را در برابر دیواره‌های حفره قالب باد می‌کند تا شکل بطری را تشکیل دهد. قالب‌گیری کششی تزریقی (ISBM) برای برخی از ظروف PET در انتهای پایین این محدوده استفاده می‌شود، اما EBM با HDPE، LDPE، PP یا مواد چندلایه هم‌اکسترود شده به دلیل انعطاف‌پذیری در حمل اشکال پیچیده، دسته‌ها و ظروف با دیواره ضخیم بر تولید 2 لیتر و بالاتر غالب است.

پیکربندی های اصلی ماشین برای محدوده 2L-10L

ماشین‌های رده 2L-10L در چندین پیکربندی مکانیکی موجود هستند که هر کدام برای حجم‌های تولید، هندسه بطری و سطوح اتوماسیون مختلف مناسب هستند. انتخاب پیکربندی مناسب مستلزم تطبیق نرخ خروجی دستگاه، ظرفیت قالب و سیستم جابجایی مواد با نیازهای تولید خاص برنامه است.

ماشین های شاتل تک ایستگاهی

ماشین های قالب گیری ضربه ای شاتل تک ایستگاهی از یک یا دو واگن قالب نصب شده بر روی یک سیستم شاتل خطی که به صورت جانبی زیر سر اکستروژن ثابت حرکت می کند، استفاده می کنند. پاریزون اکسترود می شود، قالب بسته می شود و به ایستگاه دمشی می رود که در آن بطری باد شده و خنک می شود، و سپس قالب برای چرخه بعدی به موقعیت اکستروژن باز می گردد. این پیکربندی برای بطری‌های بزرگ در محدوده 5L-10L مناسب است، جایی که زمان‌های خنک‌سازی طولانی طراحی‌های چند ایستگاهی را کارآمدتر می‌کند، و در جایی که هزینه ابزار برای هر حفره بالا است. ماشین‌های شاتل معمولاً یک تا چهار حفره در هر ایستگاه اجرا می‌کنند و برای ظروف با دیواره‌های ضخیم، کوزه‌های دسته‌دار و شکل‌های ویژه‌ای که نیاز به زمان ماندگاری طولانی‌تری دارند، ترجیح داده می‌شوند.

ماشین های چرخ دوار

ماشین‌های قالب‌گیری دمشی چرخ دوار ایستگاه‌های قالب متعددی را حمل می‌کنند که در اطراف یک چرخ دائماً در حال چرخش قرار گرفته‌اند. همانطور که چرخ می چرخد، هر ایستگاه قالب از سر اکستروژن عبور می کند تا یک پارازون دریافت کند، سپس از طریق یک قوس حرکت می کند که در آن بطری دمیده می شود، خنک می شود و قبل از بازگشت به موقعیت اکستروژن خارج می شود. ماشین‌های روتاری برای ظروف با حجم متوسط ​​در محدوده 2L-5L بسیار کارآمد هستند، جایی که زمان چرخه به اندازه کافی کوتاه است تا از حرکت مداوم چرخ بهره‌مند شوند. آنها نیاز به سرمایه گذاری بیشتری نسبت به ماشین های شاتل دارند، اما خروجی قابل توجهی در هر واحد فضای طبقه و به ازای هر واحد انرژی مصرف شده ارائه می دهند.

الفccumulator Head Machines

برای بطری‌هایی که در انتهای بالایی محدوده 2L-10L قرار دارند - به ویژه آنهایی که به پریزون‌های بزرگ با توزیع ضخامت دیواره دقیق نیاز دارند - ماشین‌های سر انباشته بار رزین مذاب را در یک سیلندر انباشته‌کننده هیدرولیک ذخیره می‌کنند و سپس به سرعت در کسری از ثانیه شات کامل پاریزون را تزریق می‌کنند. این افت سریع پاریسون، افتادگی را به حداقل می رساند و توزیع ثابت ضخامت دیواره را در ظروف بلند و با قطر بزرگ تضمین می کند که در آن اکستروژن پیوسته آهسته به دلیل وزن خود پاریسون، مخروطی غیرقابل قبول ایجاد می کند. دستگاه‌های سر انباشته‌کننده انتخاب استاندارد برای ظروف 8 تا 10 لیتری، جریکان‌های 10 لیتری و ظروف ساخته‌شده از رزین‌های مهندسی با پنجره‌های پردازشی باریک هستند.

مشخصات فنی کلیدی برای ارزیابی

هنگام مشخص کردن یا مقایسه ماشین‌های قالب‌گیری دمشی 2L-10L، چندین پارامتر فنی مستقیماً تعیین می‌کنند که آیا یک دستگاه الزامات تولید را برای یک کانتینر و ترکیب رزین معین برآورده می‌کند یا خیر. درک این پارامترها از عدم تطابق پرهزینه بین توانایی ماشین و اهداف تولید جلوگیری می کند.

• قطر پیچ اکسترودر و نسبت L/D: پیچ اکسترودر پلاستیکی می شود و رزین مذاب را به سر قالب پمپ می کند. برای محدوده 2L-10L، قطر پیچ 60 میلی متر تا 120 میلی متر معمولی است، با نسبت L/D 24:1 تا 30:1. نسبت L/D طولانی‌تر زمان ماندگاری بیشتری را برای ذوب و همگن‌سازی کامل فراهم می‌کند، که به ویژه هنگام پردازش مخلوط‌های حاوی دوباره آسیاب یا مواد با پنجره‌های باریک دمای مذاب مانند HMWHDPE که در ظروف شیمیایی استفاده می‌شود، مهم است.
• برنامه نویسی Die head و parison: هد دای شکاف حلقوی را که از طریق آن پریسون اکسترود می شود، کنترل می کند. برنامه‌نویس‌های پاریسون (معمولاً کنترل‌کننده‌های الکترونیکی 100 یا 256 نقطه‌ای) با اکسترود شدن پاریسون شکاف قالب را به‌صورت دینامیکی تغییر می‌دهند، دیوار را در مناطقی که در حین دمیدن نازک کشیده می‌شوند ضخیم می‌کنند و در جایی که کمترین کشش رخ می‌دهد نازک می‌شوند. برنامه ریزی دقیق پاریسون برای ظروف با دسته، گردن افست یا اشکال پیچیده مخروطی در محدوده 5L-10L که توزیع ناهموار دیوار باعث خرابی های ساختاری یا استفاده بیش از حد از مواد می شود ضروری است.
• نیروی بستن: واحد گیره قالب باید نیروی کافی تولید کند تا نیمه های قالب را در برابر فشار داخلی بدون نشتی فلاش در خط جدا نگه دارد. برای ظروف 2-10 لیتری که در فشارهای معمولی 6-10 بار دمیده می شوند، نیروهای بستن 30 کیلونیوتن تا 150 کیلو نیوتن بسته به منطقه قالب پیش بینی شده رایج است. نیروی گیره ناکافی باعث ایجاد فلاش در خط جدایی می شود و باعث افزایش ضایعات و به طور بالقوه به خطر افتادن یکپارچگی ظرف می شود.
• سیستم باد دمنده: فشار هوا، سرعت جریان و حجم هوای خنک کننده مستقیماً زمان چرخه و کیفیت دیواره بطری را تعیین می کند. دمیدن کم فشار با حجم بالا و به دنبال آن قفل فشار بالا برای ظروف بزرگ استاندارد است. خنک‌سازی داخلی با هوای سرد یا تزریق نیتروژن مایع می‌تواند زمان خنک‌سازی را برای ظروف 8 تا 10 لیتری با دیواره ضخیم 20 تا 40 درصد کاهش دهد و به طور قابل‌توجهی نرخ خروجی را بهبود بخشد.
• اتوماسیون تخلیه و پایین دست: ظروف در این محدوده اندازه معمولا دارای فلاش بالا و پایین قابل توجهی هستند که باید قبل از بسته بندی کوتاه شوند. واحدهای فلاشینگ یکپارچه - اعم از سرهای برش دوار یا پرس های تریم پانچ و دای - نصب شده به صورت خطی در پایین دست ایستگاه ضربه، نیاز به پیرایش دستی را برطرف می کند، هزینه کار را کاهش می دهد و ثبات ابعادی گردن و پایه تمام شده را بهبود می بخشد.

مواد سازگار و ویژگی های پردازش آنها

بخش قالب گیری دمشی 2L-10L طیف وسیع تری از مواد را نسبت به کاربردهای بطری کوچک پردازش می کند، زیرا ظروف در چنین بازارهای نهایی متنوعی خدمت می کنند - از غذا و نوشیدنی گرفته تا مواد شیمیایی خودرو و محصولات کشاورزی. هر خانواده رزین دارای الزامات پردازش متمایز است که بر پیکربندی ماشین و تنظیم پارامتر فرآیند تأثیر می گذارد.

نرخ های خروجی و معیارهای بهره وری

خروجی تولید ماشین‌های قالب‌گیری دمشی 2 تا 10 لیتری با توجه به اندازه بطری، ضخامت دیواره، مواد، تعداد حفره‌ها و کارایی سیستم خنک‌کننده به طور قابل‌توجهی متفاوت است. معیارهای زیر عملکرد معمولی را برای ماشین‌های مدرنی که به خوبی نگهداری می‌شوند را نشان می‌دهد که از HDPE تحت شرایط بهینه استفاده می‌کنند:

• بطری گرد 2 لیتری HDPE، دستگاه شاتل 2 حفره: 300-450 بطری در ساعت. زمان چرخه تقریباً 8 تا 12 ثانیه با خنک کننده استاندارد.
• کوزه 4 لیتری، ماشین شاتل 2 حفره: 180-280 بطری در ساعت. زمان خنک‌سازی طولانی‌تر مورد نیاز برای ضخامت دسته و پایه؛ زمان چرخه 14-20 ثانیه
• دستگاه انباشته کن 5 لیتری، تک حفره ای: 100-160 بطری در ساعت. وزن شات پاریسن تقریباً 350-450 گرم. زمان چرخه 22-30 ثانیه
• ظرف گرد 10 لیتری، دستگاه آکومولاتور تک حفره ای: 60-100 بطری در ساعت. زمان چرخه 35 تا 50 ثانیه بسته به ضخامت دیوار و راندمان مدار خنک کننده.

این ارقام را می‌توان با افزودن سیستم‌های خنک‌کننده هوای داخلی، آب قالب خنک در دمای 8 تا 12 درجه سانتی‌گراد به جای خنک‌کننده دمای محیط، و توزیع بهینه دیوار جداری که مواد غیر ضروری را در مناطق غیر ساختاری به حداقل می‌رساند، 20 تا 35 درصد بهبود بخشید. بسیاری از ماشین‌های مدرن در این دسته از سیستم‌های گیره و اکستروژن مبتنی بر سروو استفاده می‌کنند که مصرف انرژی در هر بطری را 15 تا 25 درصد در مقایسه با پیشینیان کاملاً هیدرولیک کاهش می‌دهد و هزینه عملیاتی و تکرارپذیری فرآیند را بهبود می‌بخشد.

ملاحظات طراحی قالب برای ظروف 2 تا 10 لیتری

قالب گران‌ترین جزء ابزار تکی در عملیات قالب‌گیری دمشی است و تصمیمات طراحی قالب برای ظروف 2L-10L تأثیر عمده‌ای بر کیفیت بطری، زمان چرخه و هزینه کل ابزار دارد. قالب‌ها در این محدوده اندازه معمولاً از آلیاژ آلومینیوم (برای حجم تولید کمتر و تبادل حرارتی سریع‌تر) یا آلیاژ بریلیم-مس (برای تولید با حجم بالا که مقاومت در برابر سایش و پایداری ابعادی طولانی‌مدت اولویت دارند) ماشین‌کاری می‌شوند.

چیدمان کانال خنک کننده در قالب حیاتی ترین پارامتر طراحی است که بر زمان چرخه تاثیر می گذارد. کانال‌های خنک‌کننده منسجم - سوراخ‌شده یا ریخته‌گری شده برای پیروی از شکل بطری در فاصله ثابتی از سطح حفره - گرما را به‌طور یکنواخت‌تر از کانال‌های مته مستقیم انتقال می‌دهند و می‌توانند زمان چرخه را 10 تا 20 درصد در مقایسه با طرح‌های خنک‌کننده قالب معمولی کاهش دهند. برای ظروف 10 لیتری با دیواره‌های ضخیم در پایه و نقاط اتصال دسته، قرار دادن درج‌های بریلیوم-مس در این مناطق با گرمای بالا، افزایش موضعی در رسانایی گرمایی را فراهم می‌کند که از تبدیل شدن این مناطق به گلوگاه زمان چرخه جلوگیری می‌کند.

کالیبراسیون پایان گردن یکی دیگر از عوامل مهم طراحی قالب برای این محدوده اندازه است. ظروف بزرگ در محدوده 5L-10L اغلب در خطوط پرکننده پر سرعت پر شده و درپوش قرار می گیرند، و روکش گردن - قطر بیرونی، شکل نخ و سطح آب بندی - باید مطابق با روکش های استاندارد مانند HDPE-2 38 میلی متر، 45 میلی متر، یا 63 میلی متر باشد تا از سازگاری و پرکردن تجهیزات استاندارد اطمینان حاصل شود. درج‌های گردن قالب معمولاً از فولاد ابزار سخت شده ساخته می‌شوند تا در برابر سایش ناشی از چرخه‌های مکرر باز/بستن قالب مقاومت کنند و تحمل‌های ابعادی محکم مورد نیاز برای آب‌بندی بسته شدن بدون نشتی را حفظ کنند.

کنترل کیفیت و الزامات تست

ظروف تولید شده بر روی ماشین‌های قالب‌گیری دمشی 2 تا 10 لیتری که به بازارهای صنعتی، شیمیایی و مواد غذایی خدمت می‌کنند، مشمول الزامات تست کیفیت دقیقی هستند که باید از ابتدا در فرآیند تولید گنجانده شوند. تست های زیر برای ظروف این دسته استاندارد هستند:

• بار بالا / قدرت انباشته شدن: ظروف انباشته روی پالت ها در حین توزیع باید بارهای فشاری را بدون فروریختن تحمل کنند. آزمایش بار بالا مطابق با استانداردهای سازمان ملل یا مشتری برای اکثر ظروف صنعتی و شیمیایی اجباری است. حداقل مقادیر بار بالا برای ظروف 5 لیتری HDPE معمولاً 100 تا 200 کیلوگرم بسته به ارتفاع پشته است.
• تست ضربه سقوط: ظروف پر شده که از ارتفاع مشخصی (معمولاً 1.2 متر برای ظروف دارای رتبه بندی سازمان ملل متحد 1.2 متر) روی یک سطح سفت و محکم افتاده اند، نباید نشت یا پاره شوند. عملکرد ضربه افت به ویژه به یکنواختی ضخامت دیوار و ESCR مواد (مقاومت در برابر ترک تنش محیطی) حساس است - هر قسمت از دیوار نازک ناشی از برنامه‌ریزی ضعیف پاریسون با آزمایش سقوط آشکار می‌شود.
• تست فشار هیدرولیک: ظروف در داخل تا یک سطح مشخص (معمولاً 0.5-1.5 بار) تحت فشار قرار می گیرند و برای مدت معینی نگهداری می شوند تا یکپارچگی مهر و موم بسته را تأیید کند و هر گونه نقص میکرو در دیواره کانتینر را از همجوشی یا آلودگی ناقص تشخیص دهد.
• اندازه گیری ضخامت دیوار: ضخامت سنج های دیوار اولتراسونیک در نقاط اندازه گیری تعریف شده روی ظرف مورد استفاده قرار می گیرند تا بررسی کنند که تنظیمات برنامه نویس پاریسون حداقل ضخامت دیوار مشخص شده را در مناطق بحرانی ایجاد می کند - گوشه های پایه، نقاط اتصال دسته و نواحی شانه ای که معمولاً خرابی های دمشی رخ می دهد.
• بررسی وزن و حجم: وزن کانتینر (وزن شلیک منهای وزن تریم فلاش) و ظرفیت حجم واقعی در برابر تحمل مشخصات به عنوان شاخص های اولیه پایداری فرآیند اندازه گیری می شود. انحراف فراتر از %2± معمولاً نشان‌دهنده انحراف فرآیند است که قبل از ادامه تولید بیشتر نیاز به بررسی دارد.

ادغام سیستم‌های بینایی درون خطی برای تشخیص نشت، بررسی‌کننده وزن، و اندازه‌گیری ابعاد خودکار در سیستم نوار نقاله پایین‌دست، امکان بازرسی 100 درصدی خروجی تولید را با سرعت خط، حذف خطر نمونه‌برداری از بررسی‌های دستی دوره‌ای و ارائه داده‌های بلادرنگ برای کنترل فرآیند آماری عملیات قالب‌گیری دمشی فراهم می‌کند.