Пластиковая упаковка: тенденции глобального рынка.
Часть - 1
Ожидается, что к концу 2008
года доля пластмасс на рынке упаковок возрастет до 50%. Несмотря на то, что
стекло и металл по-прежнему присутствуют в некоторых секторах, сегодня в
упаковочной отрасли доминируют бумага и пластмасса, ведущие между собой острую
конкурентную борьбу.
Ожидается, что в будущем значительную роль на рынке будут играть только те, кто
сможет забрать значительную долю у металла и стекла. На упаковочном рынке США,
по оценкам, приведенным в отчете Freedonia Group, к 2006 году потребление
пластмассы превысит соответствующий показатель для бумаги и будет увеличиваться
ежегодно на 1.6%. В отчете отмечается, что расширение рынка гибкой упаковки
инициирует рост потребления пластмасс, и пластиковаяупаковка значительно превосходит
бумагу по уровню конкурентоспособности благодаря ее уникальным свойствам с
точки зрения возможностей для обработки и повторного использования. На упаковочном
рынке США потребление пластмасс к 2006 году превысит потребление бумаги в 17
небольших секторах. Общее потребление достигнет 4.9 миллионов тонн.
Согласно приведенным в отчете оценкам, такие секторы рынка, как различные виды
упаковок для кондитерских изделий, напитков, фаст-фуда и объемистого корма
продолжит свое развитие в течение 2008 года. В условиях увеличения количества
приложений для металлического покрытия и многослойной пленки с высокими
барьерными свойствами, будет также возрастать и рыночный спрос на них. К 2008
году рыночная доля пластмасс на упаковочном рынке составит около 50%. В
сравнении с предыдущим десятилетием рост рыночной доли пластмасс замедлится.
Тем не менее, эффективность пластмасс продолжит возрастать, действуя как стимул
для увеличения гарантийного срока товаров, снижения уровня потребления
материалов и повышения удобства упаковки.
Развитие новой технологии упаковки
Конечная победа пластиковойупаковки над бумажной будет зависеть
главным образом от прорыва технологий упаковки. В целом, материалы для пластиковойупаковки развиваются в направлении материалов с более высокими
барьерными свойствами, консервирующих и обеззараживающих материалов, интеграции
процессов упаковки и технологической обработки, распадающихся материалов.
Технология высоких защитных барьерных свойств
Различные барьерные технологии существуют уже долгое время, и они могут
выполнять требования в отношении долгого срока хранения. Сегодня технологи
отдают предпочтение такой барьерной технологии, как процесс изготовления
слоистого пластика. Структурно в этой технологии используется полиэфир в
качестве внутреннего/внешнего слоев, а также ЕВОН, ПЭН или нейлон в качестве
барьерного слоя. ПЭН дорог и постепенно выходит из употребления. Например, в
пивных бутылках производства Zhuhai Zhongfu, изготовленных из трехслойного
композитного пластика, в качестве барьерного слоя используется ЕВОН или нейлон.
Процесс изготовления слоистого пластика относительно сложен, но при этом можно
сократить издержки и обеспечить хорошие барьерные свойства.
В последние годы барьерные технологии были сосредоточены вокруг концепции
активного кислородного барьера. Американская компания Invista изобрела бутылки
с барьером из однослойного ПЭТ со свойствами активного кислородного барьера и
провела тестовое использование на пивоваренных заводах. Кроме того, британское
отделение компании Huhtamaki успешно разработало пластиковыйупаковочный
материал нового типа с двойными функциями пассивных и активных барьеров.
Другим важнейшим методом получения функций продукта и барьерных свойств
являются нанотехнологии. U.S. Polyester Manufacturer и Eastman Chemical
совместно разработали нанокомпозитный материал Imperm на основе нейлона для
экструзии раздувом совместно экструдированного многослойного материала из ПЭТ,
который можно использоваться в качестве материала для внутреннего барьерного
слоя в трехслойных бутылках, состоящих из слоев ПЭТ/нейлон/ПЭТ. Китайская
Академия Наук (CAS) успешно изобрела пивные бутылки из наночастиц ПЭТ для
хранения пива в соответствии с требованиями в отношении долгого срока хранения.
Доводка
и испытание пресс-формы. Третий этап производства пресс-форм На третьем этапе осуществляется доводка пресс-формы до производства
изделия требуемого качества и с заданным временем производственного цикла.
Получение пресс-формы заданного
качества – основная цель всех описанных выше процессов, и если пресс-форма в рабочих условиях не
показывает заданных результатов, необходимо искать ошибки на первых двух
этапах. От качества изготовления пресс-формы
напрямую зависит длительность доводки пресс-формы
– чем тщательней выполнена работа, чем меньшее время потребуется на ее доводку.
Испытание пресс-формы проводится в
условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации пресс-формы.
Важнейшей частью этого процесса является оборудование, на котором
осуществляется испытание пресс-форм
– термопластавтоматы – в идеале, установленное для испытания пресс-формы оборудование должно
соответствовать оборудованию, на котором будет осуществлять производство пластиковых
изделий.
Обычная работа на предприятии ведется двумя бригадами в две смены.
Производственный цикл имеет следующее распределение сроков (для пресс-форм
средней сложности и размеров):
1) изготовление конструкторской документации – 4-7 дней;
2) заказ блоков пресс-формы – 7-12
дней;
3) параллельно заказ стали формообразующих – 5-8 дней;
4) изготовление формообразующих – 7-10 дней;
5) термообработка формообразующих в специальной организации – 3-5 дней;
6) механическая обработка стандартных блоков – 3-5 дней;
7) сборка формы – 2-3 дня;
8) итого до первых испытаний – 26-42 дня.
Не каждое предприятие, специализирующееся на изготовлении пресс-форм и технологической
оснастки, способно спроектировать и изготовить пресс-форму на сложное пластмассовое изделие, соответствующую
высоким требованиям современного потребителя. При этом расходы весьма
значительны - необходимы высококвалифицированный персонал, время, дорогостоящие
материалы и специализированное оборудование для производства пресс-форм.
Все это в конечном итоге сказывается на цене. Стоимость нового инструмента из
высококачественной стали составляет от 50 до 500 тыс. евро.
Изготовление
пресс-формы. Второй этап производства пресс-форм.
Часть - 4
Элементы системы охлаждения
Цикл литья более чем на 50% состоит из ремени охлаждения отливки. Для сосздания
надежной в работе системы охлажения пресс-формы, технологичной в изготовлении и
ремонтнопригодной при эксплуатации, предлагаются разнообразные стандартные
детали: быстросъемные соединения, переливы, фортанирующие трубки,
турбулизаторы, тепловые требки, теплоотводящие знаки, уплотнительные кольца,
зглушки и пробки. Подключение сситемы охлаждения пресс-формы к шлангам источника хладагена (термостат, охладитель,
оборотная цеховая магистраль) рекомендуется проводить быстросъемными
соединениями, состоящими из ниппеля и муфты.
Элементы системы охлаждения, как правило, присутствуют в каталогах
производителей стандартных деталей для пресс-форм. В тоже время существуют компании,
специализирующиеся на производстве элементов систем охлаждения.
Обработка пресс-формы
Основная часть обработки элементов пресс-формы
проводится на фрезерных станках с ЧПУ и электроэрозионных станках.
Технология обработки предполагает три стадии механической обработки и три -
термообработки:
• Отжиг необходим любой заготовке
для снятия остаточных напряжений;
• При черновой обработке снимается
основное количество материала, припуски на рабочие поверхности - 0.5-2 мм.
• Нормализация (отжиг) необходима
для снятия основных напряжений в заготовке, это уменьшает риск больших поводок
при закалке.
• Получистовая обработка проводится
с припуском 0.3-0.1 мм. В процессе этой обработки делается максимально
возможная выборка по некаленому материалу и готовится поверхность для
окончательной чистовой обработки.
• Закалка
- это очень ответственный момент всей технологии. Если не допущены грубые
ошибки в технологии, то закалка не выходит за пределы разумного риска.
Этот этап обработки особенно важен, так как именно в этот момент выполняются
все точные обработки.
Для достижения необходимой точности обработки часто требуется специальный
дорогостоящий инструмент, оправки и приспособления, все работы проводятся
импортным высококачественным инструментом.
• Полировка, подгонка и сборка.
Это работа слесаря-инструментальщика. Для каждой конкретной пресс-формы содержание этой работы
может быть различным, именно здесь обнаруживаются и исправляются все ошибки.
Иногда сборка и испытание пресс-формы вызывает неожиданные проблемы,
что увеличивает сроки изготовления.
• Хромирование необходимо для получения высокой поверхностной твердости деталей
пресс-формы, подвергающихся
повышенному износу. Матрица имеющая твердость 44-46 HRc имеет гарантированный
ресурс работы 600-700 тыс. циклов. Срок службы хромированной формообразующей пресс-формы значительно выше.
Описанные этапы изготовления пресс-формы в общих чертах раскрывают
технологию и позволяют заказчику сопоставить цену работы и её содержание.
Изготовление
пресс-формы. Второй этап производства пресс-форм.
Часть - 3
Литниковая система пресс-формы
Литниковая система пресс-формы может быть трех видов: холодноканальная,
горячеканальная и комбинированная. Наиболее простой и дешевый вариант
литниковой системы пресс-формы –
холодноканальная. Для одногнездной пресс-формы
с ходом расплава в деталь через центральный литник она состоит только из
литниковой втулки. Преимущества: простота и дешевизна. Недостатки: весь литник
уходит в отход (повышенный расход материала); время цикла зависит от времени
охлаждения литника, а не от самой детали; необходимость вручную удалять литник
от отливки, хранить его и вторично перерабатывать. После удаления литника место
впуска, как правило, подлежит дополнительной зачистке.
Для повышения производительности ТПА, уменьшения отходов и поддержания
необходимой температуры переработки расплава применяют горячеканальные
литниковые системы (ГКС). Конструктивно простейшая ГКС состоит только из одного
обогреваемого сопла (nozzle) с одной или двумя зонами нагрева, в то время как
универсальная ГКС состоит из обогреваемого коллектора (manifold), к которому
подходят одно или несколько сопел. Для управления работой нагревателей ГКС пресс-формы необходимо иметь
терморегулятор с количеством зон регулирования, равным числу термопар в
системе.
Изготовление холодноканальной системы производится силами компании
осуществляющей производство специальных элементов пресс-формы и осуществляющей
сборку пресс-формы.
Изготовление горячеканальной системы - дорогостоящее занятие, и на данный
момент в мире сложилась ситуация, когда существую определенные компании,
производящие горячеканальные элементы и поставляющие из сборочным
производствам, так как небольшим производствам пресс-форм нерентабельно иметь собственные мощности для
производства горячеканальных систем.
Производителей горячеканальных систем можно условно подразделить на три группы
компаний:
·производители стандартных элементов для пресс-форм,
указанные выше;
·крупные производители пресс-форм,
имеющие возможности производства и продажи ГКС: Schottli AG Mould Technology
(Швейцария), Mold & Hotrunner Technology AG (MHT) (Германия), StackTeck (Канада),
Husky (Канада);
компании,
специализирующиеся на производстве горячеканальных систем и контроллеров к ним
- Incoe International* (Германия), Guenther HeissKanaltechnik GmbH (Германия),
THERMOPLAY S.p.A. (Италия), Heitec Heisskanaltechnik (Германия), Hotset Gmbh
(Германия), i-mold GmbH & Co. KG. (Германия) , Synventive Molding Solutions
(США, Нидерланды), Watlow Company (США), Heatlock (Швеция) и др.
Как правило, производство горячеканальных систем на указанных предприятиях
сопряжено с производством термоконтроллеров к ним. Также существуют компании,
специализирующиеся на производстве только контролеров для горячеканальных
систем. К таким компаниям относятся: Athena Controls, Inc. (США), PMS Systems
Ltd (Великобритания) и др.
Изготовление пресс-формы. Второй
этап производства пресс-форм. Часть – 2
В мире действуют компании, специализирующиеся на производстве нормализованных
элементов. Как правило, набор таких деталей представлен в каталогах этих
компаний, причем цена на них заранее определена. Степень из готовности от 10 до
100%. Наиболее известными в мире компаниями, выпускающими стандартные детали
являются Hasco Hasenclever GmbH (Германия), DME Company* (США), EOC Normalien
(Германия), Strack Norma GmbH (Германия), Ewikon Heisskanalsysteme (Германия),
Mold-Masters Europa GmbH (Канада), Diemould Service Co. Ltd (DMS)
(Великобритания) и др. Кроме того, существуют компании сопрягающие производство
пресс-форм
с производством снандартных элементов пресс-форм.
Наиболее известные среди этих компаний: Schottli AG Mould Technology
(Швейцария), Mold & Hotrunner Technology AG (MHT) (Германия), StackTeck
(Канада), Husky (Канада).
К специальным деталям пресс-формы относят вставные матрицы,
пуансоны, гладкие знаки, резьбовые знаки, кольца и т.п. Наиболее ответственными
деталями пресс-формы, с точки зрения
возникающих в них напряжений, являются загрузочные камеры, вставные матрицы и
обоймы пресс-формы.
Производством спеиальных деталей занимается специализированное инструментальное
производство, как правило, компания, в которой непосредственно заказыватся пресс-форма.
Матрица - наиболее трудоемкая деталь пресс-формы. Оформляющие гнезда пресс-формы должны в точности
соответствовать конфигурации отливаемых пластмассовых изделий. Пуансоны
применяют для оформления наружного или внутреннего контура отливаемого
пластмассового изделия в пресс-форме.
Гладкие знаки применяют для оформления отверстий в отливаемых изделиях из
пластмассы. Гладкие знаки могут являться одновременно выталкивателями.
Резьбовые знаки и кольца предназначены для оформления, соответственно,
внутренней и наружной резьбы в отливаемых изделиях из пластмассы. Выталкиватели
предназначены для удаления пластмассового изделия из оформляющего гнезда пресс-формы.
Таким образом, пресс-форма имеет
следующую структуру: пакет плит, систему центрирования; систему питания
(литниковая система); систему выталкивания; систему охлаждения; систему
формообразующих деталей. Кроме системы формообразующих все остальные детали
могут быть стандартными или могут доврабатываться из стандартных детелей,
поставляемых как заготовки.
Сейчас широко используется система быстрого изготовления пресс-форм и опытных
партий изделий по технологии TAFA. В конструкцию пресс-форм закладываются унифицированные элементы, выполненные по
каталогам. Это позволяет производителям пресс-форм,
сосредоточиться на обработке формообразующих пресс-формы, снизить трудоемкость работ и сократить сроки
изготовления пресс-форм. Производство в данном случае
разделяется на три параллельных потока: самостоятельное изготовление
формообразующих пресс-формы, закупка
и доработка нормалей пресс-формы,
изготовление оригинальных деталей пресс-формы. За счет применения
унифицированных элементов для пресс-формы,
изготовленных на специализирующихся в этой области фирмах, удается повысить
качество и долговечность пресс-форм.
Компания ООО "Альфа Пак"
Нижегородская область, г. Дзержинск, Восточный пром.район Игумновское шоссе, 3.
8-(8313)-31-00-27,
8-(8313)-31-00-28
alfapack-nn@yandex.ru, grin69@yandex.ru
