Иновативни решения за автоматизация на леенето под налягане

Начало > Автоматизация > Във Фокус > Сп. Инженеринг ревю - брой 4/2024 > 18.06.2024

  • Инжекционното формоване днес е сред най-високоавтоматизираните индустриални методи за изработка на пластмасови изделия

  • И в най-ефективната линия обаче може да се открие потенциал за допълнително оптимизиране

  • На фронтовата линия във все повече предприятия от сектора застават промишлените роботи, които стават все по-точни, достъпни и интуитивни за използване

 

Инжекционното формоване днес е сред най-високоавтоматизираните индустриални методи за изработка на пластмасови изделия, особено що се отнася до едросерийните производства. И в най-ефективната линия обаче може да се открие потенциал за допълнително оптимизиране посредством подход, технология, компонент или решение от по-ново поколение. На фронтовата линия във все повече предприятия от сектора застават шприц автоматите и промишлените роботи, които стават все по-точни, достъпни и интуитивни за използване. Водещо средство за подобряване на прецизността, ефективността и качеството на крайната продукция са автоматизираните и роботизирани системи за обслужване – отваряне, затваряне и смяна на матриците и шприцформите, както и изваждането на готовите отлети изделия, които могат да бъдат както интегрална част от машините (проектирани и интегрирани от самия производител), така и внедрени допълнително като част от програми за ретрофит, реинженеринг и модернизация на производствените линии.

Цеховете в бранша използват и други специализирани инструменти за повишаване на степента на автоматизация, гъвкавостта, енергийната ефективност и производителността, като сензори, интелигентни измервателни средства, децентрализирани платформи за управление, системи за диагностика, мониторинг, енергиен мениджмънт и прогнозна поддръжка, Internet of Things приложения, честотни задвижвания, енкодери, софтуер, базирани на данни решения, технологии с изкуствен интелект и машинно самообучение и т. н.

 

Роля на автоматизацията

В епохата на зелените и устойчиви решения и постепенния преход към петата индустриална революция автоматизацията изпълнява все повече задачи в заводите и линиите за лети пластмасови изделия. Към традиционни приоритети на автоматизираното и дигитализирано производство, като усъвършенствано управление, свеждане до минимум на намесата на операторите, повишаване на безопасността и оползотворяване на генерираните от свързаните сензори и измервателни решения данни като ценен актив за извличане на допълнителна бизнес стойност, се добавят и нови цели. Те са свързани с постепенно редуциране на въглеродния отпечатък в производството на пластмаси и пластмасови изделия – което обикновено се свързва с множество директни и индиректни негативни ефекти върху околната среда – подобряване на енергийната ефективност на оборудването и цялостната устойчивост на предприятията в сектора. Постигането на тези две групи цели паралелно помага на компаниите в отрасъла да реализират и значими финансови ползи вследствие на намалени разходи за електроенергия и персонал, по-малко загуби на материали и ресурси, повишаване на качеството, съкращаване на работните цикли, редуциране на бракуваната продукция и на необходимостта от преработване на дадени изделия или партиди, както и сведени до минимум престои на оборудването.

Ръчното обслужване на машините за леене на пластмаси под налягане крие множество опасности за здравето на персонала поради наличието на високотемпературни процеси и тежки затварящи се механизми, при които са налице рискове от изгаряне и прищипване на пръстите, ръцете и т. н. Автоматизирането на технологичните операции и роботизираното обслужване на шприц машините елиминира огромен процент от рисковите фактори за служителите, а операторът е ангажиран единствено с надзор на системата, който може да бъде извършван и отдалечено. Ето защо автоматизацията в сектора има съществена роля и по отношение на подобряването на безопасността и на условията на труд за персонала. Тя е основен подход и за справяне с нарастващия глобален дефицит на кадри, който ограничава бизнес растежа на редица производства.

Вариациите в крайното качество на изделията, които често се получават вследствие на ръчно обслужване на оборудването за леене под налягане, също могат да бъдат избегнати посредством внедряването на нови автоматизирани машини и/или модернизирането на съществуващото оборудване чрез разнообразни хардуерни и софтуерни системи. Автоматизацията гарантира висока повторяемост и постоянна точност на технологичните операции, които в резултат водят до еднакво високо качество на продуктите от всяка партида, произведени посредством изпълнението на една и съща програма. Деликатното боравене с готовите изделия чрез автоматизирани и роботизирани манипулатори свежда до минимум и рисковете от различни козметични или по-значителни повърхностни и структурни дефекти вследствие на изпускане, надраскване, удари, счупвания и т. н.

 

Предимства на автоматизираните производства

Шприцването на пластмаси е бърз и ефикасен метод за серийно производство на големи партиди от еднакви пластмасови изделия с комплексни форми и геометрии и сложни външни и/или вътрешни характеристики, включително вложки, отвори, канали и т. н. Възможностите за многокомпонентно леене, шприцване на няколко етапа и вграждане на специални функционални или конструктивни (носещи) елементи във вътрешността на изделието позволяват огромна свобода при дизайна, използване на по-голям брой различни материали в един и същи продукт и изработка на готови продукти в рамките на един технологичен цикъл. Автоматизацията значително подсилва предимствата на метода, като позволява още по-висока скорост и производителност, значително по-високо качество на крайната продукция (с много по-ниски разходи за единица) и многократно по-голяма гъвкавост по отношение на конструкциите и специалните характеристики на изделията.

Макар да изисква сравнително по-висока първоначална инвестиция, една съвременна автоматизирана система за инжекционно формоване гарантира сериозна оптимизация на бюджетните аспекти на производството в дългосрочен план поради изключително бързата възвръщаемост и незабавното реализиране на ползите, както и благодарение на много по-кратките периоди за разработка, произвеждане и пазарно реализиране на нови и по-сложни продукти.
Все по-ключов инструмент за повишаване на ефективността в цеховете за леене на пластмасови изделия са индустриалните роботи, а през последните години – и колаборативните системи, които позволяват с минимална инвестиция и реорганизация на работните процеси значително да се подобрят производителността и точността. Като традиционно приложение на роботите и коботите в сектора се обособяват например поставянето на вложки в комплексните изделия, изработвани чрез многоетапно леене, както и зачистването, обрязването и полирането на готовите продукти с постоянна точност и минимални допуски с цел постигането на постоянно високо качество при всяка партида.

Непрекъснато нараства значимостта и на интелигентните сензори, интегрирани в модерното оборудване за леене на пластмаси под налягане, включително усъвършенстваните решения за машинно зрение и прецизна визуална инспекция. Сензорните устройства могат да следят и измерват в реално време огромен набор от ключови показатели на работния процес, да регистрират и най-малките отклонения от зададените параметри и да инициират своевременни коригиращи мерки, които да предотвратят изработката на големи количества дефектни изделия за бракуване.

 

Специфични и нови приложения

Съществуват няколко основни направления в производството на пластмасови изделия чрез инжекционно формоване, в които автоматизацията може значително да подобри ефективността. Ключово сред тях е обслужването на машините и системите за шприцване чрез автоматизирани системи и/или роботи. Такива могат да бъдат използвани за подготовка и подаване на изходния материал – пластмасови пелети, оцветители, добавки, затваряне и отваряне на матриците, изваждане на охладените готови продукти, почистване на изделията и леяковите канали, прецизно и безопасно поставяне на вложки, преформоване за съединяване на предварително отлети заготовки, нанасяне на лепила или повърхностни покрития, полиране, качествена инспекция, опаковане, палетизиране и т. н.
Според пазарните анализатори в глобален мащаб се наблюдават и няколко отчетливи технологични тенденции, които оптимизират съществуващите и създават нови приложения на автоматизацията в леенето на пластмаси под налягане. Сред тях са производството в малки серии на специализирани изделия, по-кратките вериги на доставките, нарастващият фокус върху устойчивостта и революционни иновации, като AI платформите.

Макар до неотдавна изработката на пластмасови изделия в къси или единични партиди (по клиентска поръчка или с цел развой и прототипиране) да беше сложно и нерентабилно за много цехове, усъвършенстваните системи за автоматизация и дигитализация на производството днес позволяват лесно реализиране и извличане на максимум ползи от подобни приложения. Изкуственият интелект – мегатенденцията на Industry 4.0, вече безспорно има неизменна роля в индустриалното производство и по-специално в шприцването на пластмаси. С него автоматизираните машини стават все по-ефективни, икономични, автономни и безпогрешни, като изискват и все по-малко човешка намеса. С помощта на изкуствен интелект, машинно и дълбоко самообучение една специализирана софтуерна платформа за прецизно управление на процесите при шприцване може да оптимизира практически всички техни аспекти – от потреблението на енергия през консумацията на суровини и контрола на отделните технологични етапи до довършителната обработка и качествения контрол. Така човешкият капитал на една фабрика може качествено да бъде преориентиран към по-креативни, безопасни и отговорни задачи, предлагащи и по-голям потенциал за кариерна реализация.


Вижте още от Автоматизация


Ключови думи: леене под налягане, шприцване, производство на пластмаси, пластмасови изделия, устойчивост, енергийна ефективност, автоматизация, роботи, сензори, изкуствен интелект, Industry 4.0



Редактор на статията:

Пепа Петрунова

Пепа Петрунова

Редактор

  • Завършва специалност "Журналистикa" в СУ "Св. Климент Охридски";

 

  • Заема длъжността редактор "Списания" от 2013 г.;

 

  • Разполага с над 15 години опит в разработването на оперативни материали и технически статии в широк кръг от тематични области.

 

Пепа Петрунова в LinkedIn

Top