Účinné pro životní prostředí

1. Výstava: Nová definice možného

Nepochybně se veletrh K-Messe 2019 koná v stínu diskuse o ochraně životního prostředí a správném využívání plastů. Průmysl je povinen představit řešení a dokázat, jak může být plast jako surovina orientovaný na budoucnost, energeticky úsporný a udržitelný. Při této příležitosti představují partneři stánku Beck Automation, GLAROFORM a bfa solutions výrobní buňku, která na mnoha úrovních nově definuje hranici možností vstřikování a rozhodně podporuje snahu o cirkulární ekonomiku.

Vyrobená pomocí čtyřnásobné konfigurace ICM (Injection compression moulding) od GLAROFORM a Krauss Maffei High Performance (dříve Netstal) působí 200 ml pití v kelímku s průkopnickou efektivitou materiálu. Dosud nedosažená tenkostěnná stěna rozšiřuje fyzikální hranice a vedle významné úspory materiálu také urychluje běžně konkurenceschopný výrobní cyklus. Méně potřebné uzavírací síly a vstřikovacího tlaku díky tomuto postupu snižují síly působící na zařízení, což v duchu udržitelnosti prodlužuje životnost výrobních zařízení a minimalizuje energetickou náročnost. GLAROFORM tímto nástrojem demonstruje svou inovační schopnost a výrazně uplatňuje filozofii nejvyšší přesnosti a jedinečné stabilní konstrukce.

Beck Automation představuje kompaktní vysokovýkonnou IML automatizaci s pásovým štítkem. Zařízení se vyznačuje dynamikou, procesní stabilitou a velmi vysokou dostupností při krátkých cyklech. Díky přesnému souhře jednotlivých komponentů – automatizace, vstřikovací stroje, nástroje, kvalita štítků a optická kontrola – se zvyšuje produktivita a hodnota přidaná. Použití lehkých materiálů na hlavním rameni a nasazení vysokovýkonných lineárních motorů umožňuje rychlé, dynamické pohyby. Hlavní osa má dva pohonné motory, což zlepšuje dynamiku a prodlužuje životnost řemenů i motorů. Šikmé štítkové zásobníky, ve kterých je štítek s tiskovým obrazem orientován směrem dolů, minimalizují zpoždění štítků. Tím je zajištěno přesné a optimalizované umístění štítků. Štítky jsou při velmi rychlých cyklech bez problémů oddělovány a předávány na jádra. Systém pro odebírání, předání, odkládání a skládání produktů vyniká autonomií. Nově je v řízení/HMI integrován upravený deník s uživatelskou správou, monitorováním parametrů, zjednodušenou analýzou chyb a údržbovým intervalem. Navíc je systém IML vybaven 10-kamerovým vizuálním systémem Intravis, který kontroluje kelímky ze 360° zvenčí a současně provádí kontrolu uvnitř kelímku.

Dále jsou od dodavatele štítků Verstraete používány štítky s digitálním vodotiskem. Tato nová technologie umožňuje efektivní třídění při příslušně připravených recyklačních zařízeních. Navíc lze digitální vodotisky, které nejsou pouhým okem rozpoznatelné, používat i jako kódy. To je již dnes známo například u jednoduchých čárových nebo QR kódů.

MES PiSolutions od firmy bfa solutions ltd představuje v této náročné a vizionářské aplikaci rozhraní mezi výrobní úrovní a úrovní ERP. Jeho úkolem je shromažďovat, vyhodnocovat a poskytovat data ze vstřikovacího stroje, manipulátoru a systému zajištění kvality různým uživatelům. Různé funkce MES pomáhají v reálném čase zpřístupnit informace o prostojích, odpadech, postupu výroby a dalších. To umožňuje rychle reagovat na problémy nebo připravit výměnu nástroje s předhřátým nástrojem ve správný čas (Just-In-Time). Tím lze výrazně zvýšit využití a efektivitu výrobních strojů a linek. To umožňuje ušetřit ještě více energie, času a peněz a dále potvrzuje myšlenku efektivního a udržitelného využívání plastů jako suroviny.

S ohledem na měnící se požadavky spotřebitelů má dnes průmysl možnost vytvořit win-win situaci pro životní prostředí i své vlastní zájmové skupiny. Představený výrobní systém s výraznou redukcí opotřebení a spotřeby materiálu, energie, práce i zařízení při současném zvýšení výstupu je v duchu ještě efektivnější budoucnosti. Ukazujeme tak nejnovější technické standardy zítřka na veletrhu K-Messe 2019 v hale 12 na stánku A51-03 (Swiss Pavilion).

2. Partneři: Tři příběhy úspěchu

GLAROFORM AG

GLAROFORM je celosvětově etablován jako přední dodavatel vysoce výkonných vstřikovacích nástrojů pro tenkostěnné aplikace. Se svým jedinečným zaměřením na produkty jako potravinové a medicínské obaly, květinové uzávěry a kelímky nastavuje standardy v oblasti výrobní efektivity a kontinuity. Kratší cykly, vyšší dostupnost, delší životnost a jednodušší manipulace jsou klíčová témata při vývoji produktů.

V duchu úspěšného partnerství jsou potřeby zákazníků zcela zásadní. Individuální servis je stejně osobní, spolehlivý a kompetentní jako rychlý a flexibilní. Sortiment služeb GLAROFORM zahrnuje komplexní prodejní poradenství, celoživotní podporu produktů i podporu při vývoji produktů – od poradenství při návrhu produktů pro stabilní výrobní procesy až po dlouhodobé vývojové projekty nových produktů nebo sestav.

Využitím rozsáhlé sítě a aktivní spolupráce s předními firmami svého oboru se GLAROFORM aktivně podílí na dalším rozvoji technologie vstřikování a vždy reaguje na aktuální potřeby trhu. Nejnovějším příkladem je uvedení na trh vysoce výkonných vstřikovacích nástrojů (ICM technologie) při veletrhu K-Messe 2019. S ohledem na trvající diskusi o správném využívání plastů má technologie ICM potenciál představovat skutečné a udržitelné řešení snižování spotřeby plastů. Tento postup se vyznačuje především sníženým materiálovým a energetickým využitím a nabízí průmyslu řadu dalších ekonomických výhod. GLAROFORM se v následujících letech chce etablovat jako specialista v relativně neobsazené niši technologie ICM.

Od svého založení v roce 1986 vyvíjí a vyrábí rodinná společnost všechna zařízení ve Švýcarsku. Strategie stabilního a kvalitního růstu vedla ke strukturám, které jsou nezbytné pro neustálé zásobování trhu nejnovější technologií na nejvyšší úrovni. Zaměstnanci se skládají ze zkušených odborníků kombinujících dlouholetou praxi s dynamikou zaměřenou na budoucnost. Výrobní infrastruktura patří k nejmodernějším a nejlépe udržovaným v odvětví. Více než kdy jindy si GLAROFORM dnes získává důvěru renomovaných firem z potravinářského, medicínského či zemědělského průmyslu. Od roku 2015 je zařazena jako globální dodavatel předního vlastnického koncernu.

Beck Automation AG

Beck Automation AG ze Oberengstringenu (Švýcarsko) patří celosvětově mezi přední poskytovatele automatizačních řešení pro IML štítky (In-Mould-Labelling) ve vstřikovací technice. Jako trendsetter, průkopník a „Hidden Champion“ se Beck Automation důsledně zaměřuje na dekoraci a označování víček, kelímků, misek a kbelíků pro různé průmyslové odvětví v oblasti potravin i nepotravin.

Podle náročných požadavků zákazníků vznikají procesně bezpečné a ekonomické robotické systémy IML, které jsou používány po celém světě. Důsledné zaměření na oblast IML zaručuje uživatelům nejlepší technické standardy z hlediska kvality, ekonomičnosti, efektivity a životnosti.

Úroveň návrhu procesů a kvalita štítků rozhodují zásadně o procesní bezpečnosti, reprodukovatelnosti, kvalitě dílů a ekonomičnosti. Vysoce kvalitní automatizační systém, který přesvědčí z hlediska dostupnosti, procesní bezpečnosti, stability a životnosti, je klíčový pro návratnost investic (ROI) a úroveň přidané hodnoty.

Budování a udržování dlouhodobých vztahů s tržními partnery prostřednictvím budoucí, předvídatelné podnikové politiky určuje chování druhé a třetí generace rodiny. Tato strategie zajišťuje pracovní místa angažovaných a zkušených zaměstnanců. Zachování tradičních struktur, osvědčené sítě partnerů a předvídavá adaptace na změny tvoří, v zájmu partnerů, zákazníků i zaměstnanců, základ pro kontinuální rozvoj a inspiraci společnosti.

Beck Automation existuje od roku 1934 a v roce 2014 oslavila 80. výročí založení. Více než 700 referenčních zařízení podtrhuje globální význam firmy. V roce 2017 byla v Bragě v Portugalsku založena společnost Robobeck, kde je pod švýcarským vedením montováno výhradně nové standardizované zařízení BASIC-IML.

Ze švýcarské centrály v Oberengstringenu u Curychu je ročně dodáváno přibližně 50 systémů. Společnost Beck Automation v roce 2018 s 60 zaměstnanci dosáhla obratu 16 milionů CHF.

bfa solutions ltd

bfa solutions ltd ze Fällanden (Švýcarsko) je celosvětově etablovaný a spolehlivý dodavatel řešení v oblasti automatizačního inženýrství a MES řešení v oblasti vstřikování a montáže. Od svého založení v roce 1981 si bfa vybudovala širokou základnu zkušeností a kompetencí v oblasti průmyslové automatizace a MES (Manufacturing Execution System, česky systém řízení výroby).

Zákazníci tak profitují z bohatých, osvědčených znalostí. Oblasti pokrývají od projektového managementu, analýz a návrhů po údržbu a správu systémů. Témata jako Smart Factory, IoT nebo digitalizace jsou odjakživa jádrem kompetencí bfa solutions ltd.

Prostřednictvím spolehlivosti, kvality a odpovědnosti jsou oblasti klasické automatizace a softwarového vývoje úzce propojeny a mohou být realizována komplexní řešení.

S hlubokými znalostmi v oblasti automatizačního inženýrství komunikuje bfa stejnou řečí jako výrobci zařízení a odlišuje se od klasických MES dodavatelů. Jako zkušený partner doprovází bfa své zákazníky, aby stroje byly chytřejší, efektivnější a tím i budoucí. Zakázková programování řídicích systémů (PLC) od různých výrobců patří do portfolia stejně jako údržba a správa stávajících systémů.

Odborný tým MES od bfa implementuje řešení ve všech oblastech automatizace a digitalizace. Pro úspěšnou realizaci je využíván vlastnì vyvinutý MES PiSolutions. MES PiSolutions je modulární a škálovatelné výrobní řídicí a sběrné systémy pro všechny oblasti vstřikování. Na rozdíl od mnoha jiných MES řešení podporuje nejen připojení vstřikovacích strojů, ale i sestavovacích linek, systémů zajištění kvality, systémů správy životního cyklu, ERP a dalších systémů. Tím je pokryn celý výrobní proces, nejen vstřikování, ale i celý řetězec procesů. Výsledkem je, že se zákazníkovo produktové portfolio dostává do středu pozornosti.

bfa solutions ltd již více než 38 let doprovází a podporuje své zákazníky. Rádi vás provedeme na cestě k průmyslu 4.0 a digitální budoucnosti.

3. Technologie: Moderní postupy

Injekční kompresní vstřikování (ICM)

Metoda injekčního kompresního vstřikování (ICM) je kombinací vstřikování a razicího procesu. Konkrétně znamená dynamický vstřikovací proces do nástroje, který na rozdíl od běžného vstřikování není úplně uzavřený. Následně se uzavírací síla používá k rozložení vstřikovaného materiálu po celé formovací dutině. Následující obrázek ilustruje princip ICM.

V dnešní době je ICM zvláště rozšířený při výrobě technických dílů, například DVD nebo čoček. V této souvislosti nabízí metoda ICM nenahraditelné výhody z hlediska přesnosti rozměrů a přesného tvarování struktur na povrchu. Na vývojové úrovni je však trh pro vstřikovací zařízení pro tenkostěnné obaly. Jak dodavatelé, tak uživatelé již začínají objevovat první průkopníky, kteří zvládají výzvy této technologie a tím vytvářejí ekologické i ekonomické výhody pro životní prostředí, společnost i sebe sama. Následující body shrnují nejdůležitější výhody technologie injekčního kompresního vstřikování pro tenkostěnné obaly:

- Úspora materiálu až do 25%
Výrazně lepší plnící chování při vysokém poměru délky toku ke stěnám umožňuje výrazné snížení tloušťky stěn.
- Rozšířené možnosti použití surovin
Razicí proces umožňuje zpracování například plastů, které jsou kvůli nízké tavené tekutosti („pevnosti“) nevhodné pro vstřikování tenkostěnných obalů.
- Zvýšení výstupu až o 5%
Díky menší tloušťce stěn klesá doba chlazení a tím i výrobní cyklus.
- Menší potřeba uzavírací síly až o 40%
Vzhledem k využití uzavírací síly k distribuci materiálu lze výrazně snížit vstřikovací tlak, což dále snižuje potřebu uzavírací síly, která působí jako protiváha vstřikovacímu tlaku.
- Snížení energetické náročnosti až o 20%
Díky menší potřebě uzavírací síly a vstřikovacího tlaku
- Menší nároky na údržbu
Vzhledem k menším silám působícím na zařízení se snižuje zatížení výrobního zařízení, což má očekávaně za následek menší nároky na údržbu.
- Snížení výrobní plochy až o 15%
Protože lze používat menší vstřikovací stroje s menší uzavírací silou, dochází k úspoře výrobní plochy.

V Mould Labeling (IML)

Vzhledem k tomu, že metoda IML je vysoce dynamický proces, je její ekonomická efektivita závislá na úrovni všech komponentů zařízení.

Nejprve jsou štítky nasávány z zásobníku štítků. Ve druhém kroku jsou štítky pokládány na jádra a udržovány vakuem. Při předání štítků se jádra automatizačního systému přesouvají do dutin. Štítky jsou v této fázi odfukovány, elektrostaticky nabíjeny a tím „blízko tvaru“ připevněny a drženy v dutině.

Úroveň návrhu procesů a kvalita štítků zásadně ovlivňují procesní bezpečnost, reprodukovatelnost, kvalitu dílů a ekonomičnost. Vysoce kvalitní automatizační systém, který přesvědčí z hlediska dostupnosti, procesní bezpečnosti, stability a životnosti, je klíčový pro návratnost investic (ROI) a úroveň přidané hodnoty.

Digitální vodotisky

Průlomový projekt HolyGrail, vedený společností Procter & Gamble a podporovaný nadací Ellen MacArthur Foundation, oficiálně skončil 23. května. Před tím proběhly tři roky inovací v oblasti zlepšení recyklace po spotřebě s využitím chemických tracerů a digitálních vodotisků, s cílem přiblížit se cirkulární ekonomice.

Tato digitální vodotiska otevírají nové možnosti, které v současnosti nejsou realizovatelné se stávajícími třídicími technologiemi, včetně:

- Rozlišení mezi potravinářskými a nepotravinářskými obaly
- Správná identifikace lahví s plným smrštitelným štítkem
- ODR obal (neprůhledný a obtížně recyklovatelný, včetně černých obalů)
- Jasná identifikace jednovrstvých a vícevrstvých flexibilních obalů
- Správná identifikace pevných vícevrstvých obalových materiálů (termoprázdla, lahve…)
- Bezpečné zavedení nových materiálů, které nebrání stávajícím recyklačním tokům, a správná identifikace recyklovatelných versus kompostovatelných obalů
- Možnost uzavřeného recyklačního cyklu.

V průběhu projektu bylo dosaženo významného pokroku v oblasti technologie digitálních vodotisků, s „neviditelnými kódy“, které jsou integrovány jak do tiskových materiálů (štítky, návleky, In-Mould štítky), tak přímo do formy (PET lahve, HDPE lahve, termoformované misky, vstřikovací krabice atd.).

Tím se obal stává inteligentním, což je vlastnost, kterou lze využít v celé hodnotové řetězci: kontrola kvality a řízení skladu u plničů; kontroly padělání v obchodech, rychlé ověřování u maloobchodníků (2D čárové kódy a QR kódy jsou zbytečné), zapojení spotřebitelů a nakonec, pro uzavření kruhu, zlepšené třídění a zpětné získávání.

Aspekt zapojení spotřebitelů je obzvlášť zajímavý, protože neviditelné kódy lze snadno číst mobilními telefony, což nabízí nové vlastnosti – transparentnost složení, kupóny/ věrnostní odměny, informace o použití produktu/dávkování a jak zacházet s obalem na konci životnosti – vše jedním klikem. V dalším kroku je nyní třeba vyvinout stávající zkušební linku na (polo)průmyslovou linku, než bude technologie později implementována ve větším měřítku.

Ve zkratce lze říci, že HolyGrail dokázal, že technologie digitálních vodotisků může revolucionalizovat přístup odvětví ke třídění, přičemž se zvýší efektivita a zlepší kvalita i množství recyklovaného materiálu.