Большой контейнер из «небольшой» формы

Специализирующаяся на переработке полимерных материалов российская компания «Ай-Пласт» обеспечивает со своего предприятия, находящегося в Нижнекамске (Республика Татарстан), всю Россию полимерными контейнерами и поддонами. Новинкой в программе поставок компании являются контейнеры для сбора мусора. Начало было положено контейнером с плоской крышкой объемом 1100 литров. Соответствующие литьевые формы были изготовлены верхнеавстрийской компанией Haidlmair, работающей в секторе форм для производства контейнеров. В этих целях компания впервые использовала новую концепцию проектирования, которая по сравнению с традиционными обеспечивает существенно меньшие размеры и массу литьевых форм с вытекающими отсюда другими преимуществами.

Завершающим этапом жизненного цикла продукции является утилизация. По мере повышения уровня сознательного отношения к охране окружающей среды возрастает также готовность к тому, чтобы не просто захоронить отходы где-нибудь, а передать их на целенаправленную обработку. Однако на этом пути возникает потребность в контейнерах для сбора мусора и в логистической системе для обращения с ними. Специализирующаяся на переработке полимерных материалов компания «Ай-Пласт», являющаяся известным российским производителем транспортных контейнеров и поддонов, приняла решение организовать во втором полугодии 2012 году выпуск стандартизованных мусорных контейнеров и их реализацию в масштабах всей страны.

Проникновение в этот сектор рынка было решено начать с контейнера объемом 1,1 кубический метр, изготавливаемого в соответствии со стандартом EN 840. По этому поводу руководитель сектора развития производства компании «Ай-Пласт» Ольга Акимова отметила: «Мы хотели предложить мусорные контейнеры для базовой системы обеспечения сбора отходов, которые представляли бы собой современную альтернативу тяжелым и подверженным коррозии металлическим контейнерам. Кроме того, они должны быть более простыми в изготовлении. В результате мы остановились на пластиковом контейнере. Особенно важное значение для нас имело снижение его массы. Ведь мы намереваемся организовать общероссийскую поставку контейнеров на предприятия по утилизации мусора. С этой точки зрения снижение транспортных расходов становится определяющим преимуществом».

После того как было принято решение о новом виде продукции, встал вопрос о приобретении соответствующего производственного оснащения. Касательно этой проблемы г-жа Акимова высказалась так: «Мы узнали от своих консультантов по технологическим вопросам, что для изготовления контейнера необходимо иметь литьевую машину с усилием смыкания 55 000 кН. Несмотря на имевшийся у нас опыт производства крупногабаритных литьевых изделий (мы с 2007 года изготавливаем полимерные поддоны на литьевых машинах с усилием смыкания 20000 и 30000 кН), освоение выпуска продукции такого класса размеров было для нас неисследованной областью.

Поскольку при выполнении такого ответственного шага нам не хотелось бы рисковать, мы приняли решение использовать опыт лидеров рынка в этой области. Поэтому при выборе литьевой машины мы остановились на модели ENGEL duo 5500 производства австрийской компании ENGEL, а при выборе литьевых форм сотрудничаем со специализирующейся в области производства контейнеров (также австрийской) компанией Haidlmair; литьевые формы этой компании мы уже успешно использовали при выпуске своей продукции».

Компания Haidlmair смогла предложить убедительную концепцию конструирования литьевой формы, соответствующую данному классу размеров. Эта прошедшая успешную апробацию на примере более чем 1000 экземпляров концепция, изначально предназначенная для конструирования форм для изготовления ящиков для напитков и транспортных контейнеров, была перенесена на производство особо крупных контейнеров.

Главные преимущества этой концепции – в максимальной компактности и очень высокой стабильности работы литьевой формы. Компактность является следствием ее особой конструкции, обеспечивающей оптимальное распределение нагрузок в пределах литьевой формы. Центральным конструкторским принципом здесь служит формообразование внешней поверхности боковых стенок контейнера с помощью составной матрицы, состоящей из четырех частей – раздвижных ползунов с формообразующими вставками, которые в процессе смыкания формы входят в раму с клиновидным внутренним поперечным сечением (с наклонными внутренними поверхностями), в которой они одновременно фиксируются и центрируются. При этом часть воспринимаемого ползунами давления расплава полимерного материала внутри формы передается на примыкающие к ним части формы. Важным преимуществом такой конструкции, используемой во всех предназначенных для изготовления контейнеров литьевых формах компании Haidlmair, является то, что в результате удается свести к минимуму число плит и деталей. Такая конструкция литьевой формы позволяет также уменьшить до минимума не только размеры ее поперечного сечения, но и ее высоту в сомкнутом состоянии.

Еще одно выгодное обстоятельство для рассматриваемой конструкции литьевой формы заключается в том, что ее основная масса (плита с литниковой системой и тяжелые формообразующие вставки-ползуны) приходится на неподвижную половину формы. Таким образом, подвижной оказывается только более легкая часть формы с пуансоном, что играет далеко не последнюю роль в снижении мощности привода узла смыкания литьевой машины и потребляемой энергии. Преимуществом является также абсолютно свободный доступ к подвижной половине формы с пуансоном, на котором остается изделие после ее открывания. Именно с этой стороны готовое изделие может извлекаться с помощью робота манипулятора без каких-либо осложнений и без применения специальных вспомогательных приспособлений. После извлечения из литьевой формы каждый контейнер передается на станцию дополнительного охлаждения, находящуюся на обратной стороне машины. На этой станции изделие насаживается на ширильную раму, противодействующую его усадке.

 

 

Впечатляющие преимущества разработанной конструкторской концепции литьевой формы особенно ярко проявляются при сравнении с традиционными литьевыми формами для изготовления контейнеров. В традиционном варианте матрица изготавливается монолитной (не составной) – без ее разделения на отдельные раздвижные сегменты. Из-за этого давление, передаваемое в процессе впрыска на боковые стенки, воспринимается исключительно плитой с монолитной матрицей, которая для противодействия этому давлению должна быть более жесткой и тяжелой, чем четыре отдельных сегмента, передающие нагрузки на соседние плиты. Отсюда вытекает значительная разница между размерами и массой литьевых форм, изготовленных в соответствии с различными концепциями. Если масса «традиционной» литьевой формы составляет в среднем 100–120 тонн, то масса литьевой формы, изготовленной в соответствии с описываемым конструкторским принципом, – всего 62 тонны, т. е. на 38 – 42% меньше. Соответственно меньше и ее габаритные размеры.

В то время как традиционной литьевой форме для изготовления мусоросборника потребовалось бы полностью использовать технические возможности крупногабаритного узла смыкания машины ENGEL duo 5500 с усилием смыкания 55 000 кН, для описываемой литьевой формы с поперечными размерами 2100.1950 мм достаточно примерно 70% имеющейся поверхности крепежных плит. Поскольку на эту 70%-ную площадь поверхности передается усилие смыкания, равное 55 000 кН, то при непрерывной работе плиты машины будут подвергаться локальным перегрузкам. Другими словами, литьевая форма оказывается слишком маленькой для такой большой машины. Для решения этой проблемы были использованы дополнительные промежуточные плиты для увеличения опорной поверхности. Каждая из этих плит размером 2840.2500 мм имеет четыре дополнительные, регулируемые по высоте колонки, с помощью которых можно регулировать распределение нагрузок. Несмотря на наличие промежуточных плит массой по 7,75 тонн (всего – 15,5 тонн), общая масса составляет «всего лишь» 77 тонн, что намного меньше массы традиционной литьевой формы, которая могла бы быть использована для данных целей. Это дает дополнительное важное преимущество, которое заключается в снижении нагрузки на внутрипроизводственный транспорт, например при необходимости выполнения работ по обслуживанию.

Для того чтобы переработать 30 килограмм высоковязкого полиэтилена высокой плотности и обеспечить полное и точное заполнение оформляющего гнезда литьевой формы, используется литниковая система с 8 точками впрыска. Охлаждающая система также сконструирована с расчетом на высокую производительность. В общей сложности она содержит 100 контуров охлаждения, выполненных в чрезвычайно компактной для такого крупногабаритного изделия литьевой форме. В неподвижной половине формы имеются 16 контуров охлаждения в каждом из четырех ползунов (всего – 64) и 10 дополнительных контуров охлаждения в плите с центральной литниковой втулкой и разводящей литниковой системой, а в подвижной – 26 контуров, предназначенных для охлаждения пуансона, которые в совокупности обеспечивают исключительно быстрый отвод тепла от отливки.

Производственная практика подтвердила все, что прогнозировалось еще на стадии разработки концепции литьевой формы. При непрерывной работе время цикла варьируется от 140 до 160 секунд. Благодаря этому компания «Ай-Пласт» может производить каждый час от 23 до 26 четырехколесных мусорных контейнеров, что соответствует среднегодовому объему выпуска 175 тысяч штук. Для полноты картины следует отметить, что компания Haidlmair изготовила и поставила компании

«Ай-Пласт» также литьевые формы для производства крышек массой 7,5 килограмм для мусорных контейнеров и различных принадлежностей (ручек, замков и пр.). Проект «Мусорный контейнер» не является первым случаем сотрудничества компаний «Ай-Пласт» и Haidlmair. По этому поводу г-жа Акимова отметила: «Поставленные нам ранее компанией Haidlmair литьевые формы, предназначенные для изготовления контейнеров и поддонов с меньшими размерами, показали настолько положительные результаты, что мы даже не задумались, когда коллектив этой компании предложил нам альтернативную концепцию литьевой формы для производства мусорных контейнеров. Результаты ввода в эксплуатацию доказывают, что нам не придется разочароваться в своем доверии. Особенно приятно, что мы является первыми заказчиками литьевой формы, изготовленной по новому принципу, и первыми можем извлечь выгоду из предоставляемых ею больших потенциальных возможностей с точки зрения производительности».