Popularne maszyny w sektorze opakowaniowym

Technologia rozdmuchiwania, która znalazła zastosowanie w dwóch najważniejszych metodach przetwórstwa tworzyw, tj. wytłaczaniu i wtryskiwaniu, pozwala na wielkoseryjny i masowy wyrób pojemników i folii w postaci rękawów rurowych. Zalety wytłaczania z rozdmuchiwaniem i wtryskiwania z rozdmuchiwaniem to korzyści ekonomiczne, wysoka jakość i właściwości użytkowe otrzymywanych wyrobów. Proces rozdmuchu prowadzi się na maszynach zwanych rozdmuchiwarkami.

Wśród niezliczonych przedmiotów wykonywanych współcześnie z tworzyw polimerowych znajdują się elementy, których wykonanie wymaga operacji rozciągania. Aby otrzymać zamierzony produkt finalny, rozciąganiu poddawany jest pozostający w stanie uplastycznienia półfabrykat z tworzywa termoplastycznego. Sama operacja rozciągania może odbywać się w kierunku poprzecznym, podłużnym lub w obu kierunkach jednocześnie. Jednym z czynników stanowiących medium rozciągające jest powietrze podawane pod zwiększonym ciśnieniem, a proces z tym związany nazywa się rozdmuchiwaniem bądź rozdmuchem.

Maszyny do rozdmuchu – rozdmuchiwarki

Rozdmuchiwarki odpowiadają na potrzeby szerokiego grona klientów, w tym przemysłu butelkowego, motoryzacyjnego, medycznego AGD i wielu innych. Większość maszyn do formowania z rozdmuchiwaniem to nadal dwustopniowe maszyny, tzn. surowce z tworzyw sztucznych muszą najpierw zostać przetworzone w preformy, a następnie rozdmuchane. Formowanie z rozdmuchiwaniem jest główną techniką wytwarzania wyrobów pustych w środku i należy do popularnych metod przetwórstwa tworzyw sztucznych, obok wtrysku i wytłaczania. Pokrótce wygląda to tak, że żywica termoplastyczna jest najpierw używana do wytłaczania lub formowania wtryskowego w celu uzyskania półstopionej kształtki rurowej, a następnie podgrzewana do stanu zmiękczonego i formowana kształtka wstępna jest umieszczana w różnych kształtach form.

Po zamknięciu formy wtryskuje się do kształtki sprężone powietrze i kształtkę zamkniętą we wnęce formy w stanie gumopodobnym napompowuje się za pomocą ciśnienia gazu tak, aby była blisko wewnętrznej ścianki formy. Formowanie z rozdmuchem przez wytłaczanie ciągłe odnosi się do ciągłego wytłaczania półwyrobu rury przez maszynę do formowania z rozdmuchem. Gdy półfabrykat rury osiągnie ustaloną długość, forma jest zamykana, półfabrykat rury jest cięty, a forma jest przenoszona do następnego stanowiska w celu napompowania i chłodzenia.

Prognozy rynkowe

Według raportu opracowanego przez Allied Market Research wielkość globalnego rynku rozdmuchiwarek oszacowano na 4 654,5 mln USD w 2020 roku, a do 2030 roku prognozuje się osiągnięcie 6 878,6 mln USD, przy CAGR wynoszącym 3,8% w latach 2021-2030.

Pandemia COVID-19 zwiększyła popyt na maszyny do formowania z rozdmuchiwaniem, ze względu na wzrost produkcji środków odkażających i innych środków czyszczących.

Branża opakowaniowa odnotowuje w ostatnim czasie zwyżkę, ze względu na wzrost liczby gałęzi przemysłu wykorzystujących pakowane produkty, takie jak przemysł spożywczy i napojów oraz przemysł farmaceutyczny. Powoduje to wzrost zapotrzebowania na maszyny do formowania z rozdmuchem wśród producentów butelek, tubek i innych elementów opakowań. Tym samym napędza to wzrost rynku maszyn do formowania z rozdmuchiwaniem. Wprowadzenie zaawansowanych technologii sprawia, że obecnie proces formowania z rozdmuchiwaniem jest bardziej energooszczędny, przy jednoczesnym mniejszym marnotrawstwie surowców. Ponadto, integracja najnowszych technologii i oprogramowania komputerowego umożliwia skuteczną automatyzację, która obniża koszty pracy, a jednocześnie utrzymana zostaje wyższa wydajność.

Co na rynku rozdmuchiwarek?

Nissei ASB Machine Co., Ltd.

Firma Nissei ASB Machine opracowała technologię „Zero Cooling”. Poprawia ona jakość i wytrzymałość butelki, co pomaga w zmniejszeniu jej wagi przy jednoczesnym wzroście wydajności. Zmniejszenie wagi pomaga firmie w wypełnianiu zobowiązań dotyczących bezpieczeństwa środowiska.

W technologię tę są wyposażone czterostanowiskowe maszyny do formowania z rozdmuchem serii ASB.

Standardowe, czteroetapowe formowanie z rozdmuchem rozpoczyna się od wtrysku i schłodzenia preformy. Preforma pozostaje w temperaturze wyższej od temperatury zeszklenia PET, dzięki czemu jest nadal elastyczna podczas przechodzenia do drugiego etapu procesu. Preforma jest kondycjonowana w drugiej stacji, formowana z rozdmuchem w trzeciej stacji i wyrzucana w czwartej stacji. Nowy proces pozwala uzyskać mniejsze i grubsze preformy, co poprawia estetykę produktu.

Technika Zero Cooling firmy Nissei ASB przenosi chłodzenie preform ze stacji formowania wtryskowego na drugą stację – stację kondycjonowania. Zmiana ta oznacza, że stacja formowania wtryskowego szybciej rozpoczyna kolejny cykl, ponieważ chłodzenie poprzedniej wypraski może być kontynuowane jednocześnie w drugiej stacji. Zwiększa to produktywność, stad też nazwa procesu „Zero Cooling”.

Dzięki zastosowaniu tego procesu uzyskuje się pojemniki o lepszych właściwościach fizycznych, ponieważ można stosować mniejsze, grubsze preformy. Jakie twierdzi firma takie preformy mają wyższy współczynnik rozciągliwości, co skutkuje odpowiednim rozłożeniem materiału i wytrzymałością na obciążenie o około 15 procent większą niż preformy wykonane w standardowym jednoetapowym procesie formowania z rozdmuchiwaniem. W innych systemach preformy są zazwyczaj dłuższe i cieńsze, aby zminimalizować czas chłodzenia.

Zdaniem firmy ta technika chłodzenia nadaje się również do formowania ciężkich pojemników kosmetycznych klasy premium, które nie wykazują zamglenia, w bardzo krótkim czasie cyklu przy użyciu standardowych gatunków PET.

ChumPowerMachinery

Firma ChumPowerMachiner oferuje wysokoobrotową maszynę do rozdmuchu z rozciąganiem, która dzięki wydajności 24 000 butelek na godzinę, należy do szybszych tego typu maszyn na świecie. Jednak nie tylko duża prędkość jest jej zaletą – wyróżnia się także dzięki trzem specjalnym cechom. Lekkie preformy – najlżejsza butelka o pojemności 200 ml waży zaledwie 4,3 g – pozwalają zaoszczędzić na kosztach surowców nawet 300 tys. dolarów rocznie i ograniczyć zużycie energii o ok. 14%. Kolejną nową funkcjonalnością jest zastosowanie pieca grzewczego o rozstawie 38 mm, który umożliwia podgrzanie w jednym czasie większej liczby preform (o ok. 33%) w porównaniu do pieca o rozstawie 50 mm. Trzecią cechą jest zastosowanie systemu odzyskiwania powietrza. Zamiast wydalania całego do atmosfery, część jest przechowywana i wykorzystywana do innych celów.

Bekum

Klienci oczekują od firmy Bekum odpowiedzi na pytania dotyczące najbardziej efektywnej i wydajnej technologii formowania z rozdmuchem, dostosowanej do ich warunków produkcyjnych i zastosowań. Seria maszyn Bekum "07" oferuje pełen zakres możliwości produkcji butelek – od małych butelek po duże produkty z uchwytem. Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu rynku na „szybką maszynę do produkcji butelek", firma Bekum wprowadziła na rynek maszynę 40 7 DL. Oferuje korzyści płynące z zastosowania podwójnej płyty dociskowej z długim skokiem, jednak z naciskiem na efektywną kosztowo produkcję mniejszych butelek, zwłaszcza tych przeznaczonych do produktów higieny osobistej. Maszyna 407 DL, podobnie jak modele 407 D i 607 D, jest wyposażona w opatentowaną konstrukcję zacisków C – Frame i jest dostępna w wersji elektrycznej (EBLOW) lub hydraulicznej (HYBLOW), a także w wersji hybrydowej, dostosowanej do specyficznych potrzeb klienta. EBLOW 407DL oferuje możliwość produkcji w wielu gniazdach, jak ma to miejsce w przypadku maszyn z podwójnym systemem przesuwu, jednak z naciskiem na szybkość i oszczędność produkcji mniejszych butelek. Elastyczność jest zapewniona dzięki nowo opracowanemu zintegrowanemu systemowi szybkiej wymiany form, który umożliwia jej wymianę w czasie krótszym niż 15 minut na jednostkę zamykania bez użycia narzędzi.

STM

Najnowsza rozdmuchiwarka z serii Blue Line 8 HiTech “All Electric” ma osiem gniazd, nowoczesne systemy oparte na serwomechanizmach i opatentowane rozwiązania konstrukcyjne. Bez żadnych problemów osiąga wydajność 16 000 butelek na godzinę. Jest to jedna z najszybszych liniowych maszyna z rozdmuchem dostępnych na rynku. Maszynę rozdmuchową do produkcji butelek PET z preform wyróżnia również innowacyjność.

Maszyny serii Blueline to w pełni automatyczne rozdmuchiwarki, które mogą być wyposażone w innowacyjne rozwiązania oferowane przez Eco Power Innovation System. System odzyskiwania powietrza Eco Power jest standardową funkcją tej maszyny do formowania z rozdmuchem, a dla dalszych oszczędności można ją wyposażyć w system odzyskiwania powietrza Eco Power, który wykorzystuje gorące powietrze pobierane z pieca do wstępnego podgrzewania preform. W maszynie Blueline preformy PET poruszają się w sposób ciągły z nitką skierowaną do góry w piecu. Seria rozdmuchiwarek Blueline charakteryzuje się możliwością zastosowania wielu rozmiarów szyjek preform (system MultiFlex), butelki asymetryczne i owalne są rozdmuchiwane o różnych skomplikowanych kształtach, o bardzo dużym zakresie objętości od 10 do 12000 ml.

Do maszyn do formowania z rozdmuchiwaniem można dodać innowacyjny moduł monitorowania maszyny. Zapewnia bieżącą informację zwrotną identyfikującą, czy któraś z części maszyny wymaga naprawy.

BRONCO Poland

Firma BRONCO Poland oferuje w pełni automatyczne rozdmuchiwarki do butelek i słoików PET z serii BRONCO SUPRA, które pracują w każdych warunkach zasilania elektrycznego na świecie, nawet w klimacie tropikalnym. Są to jedyne maszyny do produkcji PET w Polsce dające możliwość rozdmuchu butelek i słoików na bazie preform wykonanych z tworzywa biodegradowalnego PLA. Uzyskany w ten sposób produkt jest w pełni biodegradowalny, czyli ekologiczny. Konstrukcja rozdmuchiwarek może zostać dopasowana do konkretnych potrzeb klienta, np. w przypadku wytwarzania trudnych, asymetrycznych kształtów butelek, jak również dostosowana do warunków u klienta. Rozdmuchiwarki z serii BRONCO SUPRA oferują, niespotykany w żadnej innej konstrukcji, szeroki zakres pojemności produkowanych butelek od 100 ml do 12,5 litra i to na jednej maszynie. Ich wydajności to do 7200 butelek/godzinę (maszyna 4-gniazdowa). Są energooszczędne, gdyż ich konstrukcja zapewnia niezwykle niski pobór energii w przeliczeniu na 1 butelkę oraz niskie zużycie powietrza dostarczanego do form (100 ml). Dodatkowo, na życzenie klienta, może zostać zainstalowana opcja odzysku powietrza. Połączenie internetowe maszyny z biurem producenta zapewnią jej zdalną diagnostykę, nawet na drugim krańcu świata. Rozdmuchiwarki te nie wymagają zatrzymań serwisowych, dlatego też mogą pracować na okrągło przez cały rok.

Meccanoplastica

Meccanoplastica oferuje m.in. dwustanowiskową rozdmuchową maszyny FULL ELECTRIC model HE480/D wyposażoną w konfigurację gniazd 4+4.

W pełni elektryczna maszyna HE480/D (skok wózka 480 mm – siła zacisku 12 ton – maks. objętość do 5 litrów) pomyślnie przeszła testy u klienta, producenta tworzywowych pojemników kosmetycznych dla marki VENUS, wykonując opakowania dobrej jakości przy ok. 3.000 bph.

Wilmington Machinery

Wilmington Machinery opracowuje nowe maszyny do formowania z rozdmuchiwaniem, które będą przeznaczone do produkcji wielkoseryjnej jednowarstwowych, trójwarstwowych i barierowych opakowań z uchwytem, pojedynczych porcji napojów i opakowań chemicznych. Będą one mogły wykonywać kalibrowane wykończenia szyjek, zintegrowane usuwanie wypływek i obcinanie oraz etykietowanie w formie pojemników o pojemności od 6 uncji do 1,5 galona. Firma zmodernizowała także swoje systemy koekstruzji do formowania z rozdmuchiwaniem rotacyjnym i innych procesów formowania z rozdmuchiwaniem z zastosowaniem wytłaczania ciągłego. Nowe systemy są dostępne w wersjach z funkcją pojedynczego lub podwójnego rękawa dla wszystkich rozmiarów pojemników o konstrukcji jedno-, trzy- lub sześciowarstwowej. Nowością we wszystkich maszynach do formowania z rozdmuchiwaniem firmy Wilmington są zaawansowane funkcje sterowania. Nowe układy sterowania, oprócz sterowania podstawowymi funkcjami temperatury, ciśnienia i programowania, mają znacznie bardziej zaawansowane możliwości. Funkcje obejmują zdalne rozwiązywanie problemów, tworzenie wykresów statystycznej kontroli procesu (SPC), analizę trendów, tworzenie wykresów i zintegrowane sterowanie pomocnicze – wszystko na dużym, „inteligentnym”, płaskim, kolorowym wyświetlaczu.

ST-Blowmoulding

Seria maszyn E-Move służy do wytłaczania z rozdmuchem w technologii formowania 3D. Dzięki podciśnieniowemu rozprowadzaniu rękawa po formie maszyny te pozwalają na produkcję elementów o złożonych przestrzennie kształtach przy minimalnej ilości odpadu technologicznego. Maszyna została zaprojektowana z myślą o niezawodności i ergonomii pracy. Zastosowane rozwiązania umożliwiają szybkie zmiany produkcji, a nowoczesne ekstrudery pozwalają na wytwarzanie elementów z poliolefin, jak PP i PE, ale również tworzyw technicznych, jak PA6, PA66, PA12, TEEE, PPA i PPS. Temperatura pracy może osiągać nawet 350°C. Nowoczesny system sterowania zapewnia intuicyjna obsługę i możliwość dopasowania do indywidualnych potrzeb klienta oraz rejestrację wszystkich alarmów i zdarzeń oraz parametrów procesowych. Dzięki zastosowanym materiałom i komponentom najwyższej jakości maszyny ST-Blowmoulding charakteryzują się długoletnią bezawaryjną pracą. Funkcje samodiagnostyki i zdalnego dostępu serwisowego pozwalają skrócić czas i koszt serwisu do minimum. Maja one główne zastosowanie w przemyśle samochodowym i produkcji orurowania do urządzeń AGD.

UMS UNILOY

Jedno- i dwustanowiskowe rozdmuchiwarki wahadłowe Uniloy (UMS) służą do produkcji butelek, pojemników, części technologicznych i kanistrów o pojemności do 30 litrów. Maszyna wahadłowa z ciągłym wytłaczaniem może przetwarzać praktycznie wszystkie żywice komercyjne, co pozwala na produkcję dowolnych pojemników, począwszy od opakowań na kosmetyki, skończywszy na dużych opakowaniach do zastosowań przemysłowych.

Zostały zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić:

– przyjazność obsługi i możliwość szybkiego rozwiązywania problemów, co przekłada się na krótszy czas przestoju i dłuższy czas produkcji,

– większy przepływ powietrza, lepsze sterowanie procesami i poprawioną odtwarzalność procesu, prowadzące do krótszego czasu cyklu, mniejszego współczynnika odpadów i lepszej spójności produktów,

– jednorodny rozkład sił zamykania: odtwarzalność spoiny i odcięcia, powtarzalna jakość szyjki.

– zmaksymalizowaną spójność jakości produktu, mniej odrzutów

– powtarzalność przy wielu kształtkach wstępnych, lepszy rozkład grubości ściany i szybsza zmiana koloru;

– brak zużycia, krótszy czas przestoju, zmniejszone koszty eksploatacyjne

– krótszy czas przestoju, czyli dłuższy czas produkcji.

PET Technologies

Firma PET Technologies wprowadziła na rynek nową generację elastycznych maszyn do formowania z rozdmuchiwa niem z rozciąganiem PET, będących częścią istniejącego portfolio APF-Max. Wydajność waha się w przypadku maszyn na linii od 3000 do 14 000 bph, podczas gdy pojemność butelki wynosi od 0,1 do 6 l. Pełna linia maszyn APF-Max oferuje usprawniony kształt i alternatywne kolory, koncepcję modułową oraz łatwość w obsłudze, a ponadto ich wymiary są bardziej kompaktowe. Gama produktów składa się z 3 podstawowych modeli: APF-Max 4, APF-Max 6, APF-Max 8 oraz ich modyfikacje. Posiadają innowacyjną konstrukcję i przyjazny dla użytkownika interfejs. Nawet przy pierwszym uruchomieniu automatyczna maszyna do formowania rozdmuchowego APF-Max całkowicie różni się od gamy produktów PET Technologies. Seria APF-Max ma konfiguracje 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 8-gniazdowe. Pojęcie „elastyczności” w zakresie serii APF-Max firmy PET Technologies oznacza że:

– za pomocą tej samej maszyny można na przykład wyprodukować zarówno butelki 100 ml na środki dezynfekujące, jak i słoiki z szeroką szyjką o pojemności 1 litra.

– można kupić model 4-gniazdowy o wydajności 7000 bph, a następnie osiągnąć 14000 bph. Wystarczy zamontować dodatkowe giazda i dokonać odpowiednich zmian w grzaniu.

– możliwy jest szeroki zakres formatów butelek, od 100 ml do 6 l. Na przykład model APF-Max 5, przeznaczony do produkcji butelek o pojemności do 2 litrów, ma pięć gniazd. Gdy użytkownik decyduje się na przejście na butelki o pojemności 1 galona, urządzenie jest ponownie dostosowywane do trzech gniazd.

– Cała seria APF-Max jest wyposażona w opcję napełniania na gorąco, co stanowi dodatkową zaletę w stosunku do cech opisanych powyżej.

– Rozdmuchiwarki są wyposażone w podwójny system odzyskiwania powietrza, który pokrywa zapotrzebowanie na niskie ciśnienie i ciśnienie wstępnego rozdmuchu.

Elastyczność rozdmuchu APF-Max dotrzymuje kroku systemowi szybkiej wymiany form. Koncepcja sprzętu pozwala na użycie wielu zestawów form do szerokiej gamy butelek PET w krótkim czasie. Serwonapędy zapewniają bardziej precyzyjne pozycjonowanie wraz z dużą prędkością, stabilną prędkością przenośnika nagrzewnicy i procesem nadmuchu. Rozdmuchiwarka APF-Max jest wyposażona w specjalny system krótkofalowego ogrzewania bliskiej podczerwieni (NIR). Nie jest to powszechna metoda na rynku formowania z rozdmuchiwaniem PET, chociaż ogrzewanie preform jest bardziej wydajne, zużywa mniej kilowatów.

SIDE

Jedną z maszyn oferowanych przez firmę Side jest nowa wersja rozdmuchiwarki SIDE-2002eG-XL, która jest odpowiednim rozwiązaniem do produkcji pojemników jednorazowych do układania w stosy do 25 litrów. Nowa 2-gniazdowa maszyna do formowania z rozdmuchem może osiągnąć wydajność do 1200 bph w opakowaniach o pojemności 5 galonów. Ponadto specjalna konfiguracja maszyny rozdmuchowej z jedną linią grzania dla każdego gniazda, regulowaną we wszystkich jej pozycjach i poziomach, pozwala na znaczną redukcję masy, posuwając się nawet do wyprodukowania 4-galonowych pojemników o wadze zaledwie 195 g. Z drugiej strony warto również wspomnieć, że model 2002eG-XL może być wyposażony w opcje niskiego zużycia z systemem odzyskiwania powietrza, formą niskociśnieniową, z nadmuchem o ciśnieniu do 20-22 barów, a także nowy piec z lampami o niskim zużyciu energii, co zmniejsza zużycie energii elektrycznej pieca nawet o 20%.

Petpoint Automation

Rozdmuchiwarka preform PET SBM3003E to maszyna w pełni elektryczna. Posiada precyzyjną kontrolę ruchów, cechuje ją szybkie przezbrajanie, duża elastyczność i większa wydajność dzięki zastosowaniu serwonapędów. Posiada preferencyjne grzanie, które umożliwią produkcję skomplikowanych kształtów opakowań, większą swobodę designu, produkcję opakowań o lepszych właściwościach fizycznych, tzn. lepsza jakość, dystrybucja i oszczędność materiału.

Inne cechy maszyny to:

– różnorodność możliwych szyjek gwintów – od standardowych do specjalnych,

– pozycjonowanie gwintu nawet bez znaczników w preformie,

– technologie Heat Set’ do produkcji opakowań o podwyższonej temperaturze rozlewu produktów (soki, napoje, keczupy itd.).

Mia Walasek

Literatura:

1. http://m.pl.ougeblowing.com/news/production-characteristics-of-automaticblow-m-22964104.html

2. https://magazynprzemyslowy.pl/artykuly/rozdmuchiwanie-w-przetworstwietworzyw-polimerowych

3. https://magazynprzemyslowy.pl/artykuly/inteligentne-maszyny-z-tajwanu-doprzetworstwa-tworzyw-sztucznych-i-gumy

4. https://www.jsw.co.jp/en/product/molding_machine/blow.html

5. http://m.pl.ougeblowing.com/news/progress-in-the-domestic-blow-moldingmachine-22984780.html

6. https://www.bekum.com/en/blow-moulding-machines/