Hatékony a környezet számára

1. A kiállítás: Egy újrafogalmazás a megvalósítható fogalmáról

Névtelenül is nyilvánvaló, hogy a K-Messe 2019 a környezetvédelemről és a műanyag helyes felhasználásáról szóló viták árnyékában zajlik. Az ipar kötelessége megoldásokat bemutatni és bebizonyítani, hogy a műanyag jövőorientált, energiahatékony és fenntartható nyersanyag lehet. Ezen alkalomból a standpartnerek Beck Automation, GLAROFORM és bfa solutions egy olyan gyártócellát mutatnak be, amely számos szempontból újradefiniálja a fröccsöntés megvalósíthatóságát, és határozottan támogatja a körkörös gazdaság iránti törekvést.

A GLAROFORM és Krauss Maffei High Performance (korábban Netstal) által gyártott, négyes ICM-konfigurációval (Injection compression moulding) készült 200 ml-es ivóedény lenyűgöző anyaghatékonysággal büszkélkedhet. A korábban soha nem látott vékony falvastagság kitágítja a fizikai határokat, és nemcsak az anyagmegtakarítást növeli, hanem a megszokott versenyképes gyártási ciklusidőt is felgyorsítja. Az eljárás által okozott kisebb záróerő- és injekciós nyomásigény csökkenti az alkalmazott erőket, ami a fenntarthatóság szempontjából növeli a gyártóberendezések tartósságát és minimalizálja az energiafelhasználást. A GLAROFORM ezzel az eszközzel demonstrálja innovációs képességét, és kifejezi a legmagasabb precizitás és egyedülálló stabilitás filozófiáját.

A Beck Automation kompakt, magas teljesítményű IML-automatizálást mutat be egy szalagcímkével. A berendezés dinamikus, folyamatstabil és rendkívül megbízható, rövid ciklusidőkkel. Az egyes komponensek, az automatizálás, a fröccsöntőgép, az esztergálás, a címke minősége és az optikai ellenőrzés pontos együttműködése növeli a termelékenységet és az értékteremtést. A könnyűszerkezetű anyagok alkalmazása a főkaron, valamint a magas teljesítményű lineáris motorok gyors, dinamikus mozgásokat tesznek lehetővé. A fő tengely két meghajtómotorral van felszerelve, ami javítja a dinamizmust és meghosszabbítja a szíjak, valamint a motorok élettartamát. A ferde címkekamrák, amelyekben a nyomtatott kép lefelé néz, minimalizálják a címke elcsúszását, így pontos és optimalizált pozícionálás biztosított. A címkék gyors ciklusok során zavarás nélkül egyedileg szétválaszthatók és átadhatók a magokra. A termékek kivétele, átadása, valamint a termékek elhelyezése és halmozása kiváló autonómiával történik. Az irányításhoz/HMI-hez integrált módosított napló, felhasználói kezelés, paraméterfigyelés, egyszerűsített hibakeresés és karbantartási intervallum került beépítésre. Emellett az IML berendezés egy 10 kamerás Intravis Vision rendszerrel van felszerelve, amely 360°-ban ellenőrzi a poharakat kívülről, és egyidejűleg vizsgálja azok belsejét is.

Ezenkívül a címke beszállítójától, a Verstraete-től digitális vízjelekkel ellátott címkéket használnak. Ez az új technológia hatékony szortírozást tesz lehetővé a megfelelően előkészített újrahasznosító berendezések esetében. Emellett a digitális vízjelek, amelyek szabad szemmel nem láthatók, kódokként is használhatók. Már ma ismertek egyszerű vonalkódok vagy QR-kódok formájában.

A bfa solutions ltd MES PiSolutions rendszere ebben a kihívásokkal teli és jövőbe mutató alkalmazásban összeköti a gyártási szintet az ERP szinttel. Feladata az adatok összegyűjtése, elemzése és a különböző felhasználók számára történő elérhetővé tétele a fröccsöntő gépről, a kezelőrendszerről és a minőségbiztosítási rendszerről. A MES különböző funkciói segítenek valós időben láthatóvá tenni a leállási időket, selejtet, gyártási előrehaladást és sok mást. Gyorsan reagálhatnak problémákra, vagy előkészíthetik a szerszámcserét, például előmelegített szerszámmal (Just-In-Time). A gyártóberendezések és gyártósorok kihasználtsága és hatékonysága így jelentősen növelhető. Ezáltal több energiát, időt és pénzt takaríthatnak meg, tovább bizonyítva a műanyag nyersanyag hatékonyságát és fenntarthatóságát.

A változó fogyasztói igények tükrében az ipar ma lehetőséget kap arra, hogy nyertes-nyertes helyzetet teremtsen a környezet és saját érdekképviseletei számára. A bemutatott gyártóberendezés a jelentős kopás- és fogyasztáscsökkentéssel a nyersanyag, az energia, a munka és a berendezés szempontjából, miközben a kibocsátás növekedését is eléri, egy még hatékonyabb jövő jegyében. A holnap technológiai színvonalát a K-Messen 2019-ben a 12-es csarnok A51-03 standján mutatjuk be (Swiss Pavilion).

2. A partnerek: Három sikertörténet

GLAROFORM AG

A GLAROFORM világszerte elismert a magas teljesítményű fröccsöntő szerszámok vezető beszállítójaként vékonyfalú alkalmazásokhoz. Egyedülállóan következetes specializációja az élelmiszer- és orvosi csomagolások, virágcsíptetők és poharak területén határozza meg a gyártási hatékonyság és folyamatosság mércéjét. Rövidebb ciklusidők, magasabb rendelkezésre állás, hosszabb élettartam és egyszerűbb kezelés a termékfejlesztés fő témái.

A sikeres partnerség érdekében a vevői igények elsődlegesek. A személyre szabott szolgáltatás ugyanolyan gyors, rugalmas és szakértő, mint megbízható és személyes. A GLAROFORM szolgáltatási köre magában foglalja az átfogó értékesítési tanácsadást, az élettartam-szupportot, valamint a termékfejlesztés támogatását – az esztergálás tervezésétől a stabil gyártási folyamatokat biztosító termékdesign tanácsadásig, illetve hosszabb távú fejlesztési projektekig új termékek vagy alkatrészek számára.

A széles hálózat, a vezető szakemberekkel való aktív együttműködés és a technológiai fejlődés szoros figyelemmel kísérése révén a GLAROFORM aktívan részt vesz a fröccsöntéstechnológia fejlesztésében, mindig a piaci igények aktuális szintjén. A legújabb példája ennek a magas teljesítményű fröccsöntő szerszámok (ICM-technológia) piacra dobása a 2019-es K-Messen. A műanyag helyes felhasználásáról folytatott folyamatos vitában az ICM potenciálisan valódi és fenntartható megoldást kínál a műanyagfogyasztás csökkentésére. Az eljárás elsősorban a csökkentett anyag- és energiafelhasználásban mutatkozik meg, és számos gazdasági előnyt kínál az ipar számára. A GLAROFORM a következő években a még viszonylag kevéssé kihasznált ICM technológia szakterületén kíván megerősödni.

Az 1986-ban alapított családi vállalkozás saját gyártású szerszámait Svájcban fejleszti és gyártja. A stabil és minőségi növekedésre törekvő stratégia eredményeként olyan struktúrák alakultak ki, amelyek lehetővé teszik, hogy a piacot mindig a legkorszerűbb technológiával szolgálják ki. A munkatársak hosszú évek tapasztalatát ötvözik a jövőorientált dinamizmussal. A gyártási infrastruktúra az egyik legmodernebb és legjobb karbantartott az iparágban. Ma a GLAROFORM márka a neves élelmiszer-, orvosi- vagy mezőgazdasági ipar vállalatainak bizalmát élvezi. 2015 óta a vezető márkák tulajdonosának globális beszállítójaként szerepel.

Beck Automation AG

A Beck Automation AG Oberengstringenből (Svájc) világszerte az IML címkézési megoldások vezető szállítói közé tartozik a fröccsöntés technológiájában. Trendteremtőként, úttörőként és „Rejtett Bajnokként” a Beck Automation következetesen a kupakok, poharak, tálak és vödrök dekorálására és címkézésére összpontosít különböző iparágakban, az élelmiszer- és nem-élelmiszer szektorban.

A magas színvonalú, megbízható és gazdaságos IML robotrendszerek a folyamatbiztonság és a hosszú élettartam érdekében világszerte alkalmazásra kerülnek. Az IML alkalmazási területre való fókusz garantálja a legjobb technológiai szintet a minőség, gazdaságosság, hatékonyság és tartósság terén.

A folyamattervezés színvonala és a címkék minősége döntően befolyásolja a folyamatbiztonságot, a reprodukálhatóságot, a részek minőségét és a gazdaságosságot. Egy magas színvonalú automatizálási rendszer, amely a rendelkezésre állás, a folyamatbiztonság, a stabilitás és a tartósság szempontjából egyaránt meggyőző, döntő a beruházás megtérülése (ROI) és az értékteremtés szintje szempontjából.

A hosszú távú kapcsolatok kiépítése és ápolása a piaci partnerekkel, a jövőorientált, kiszámítható vállalati politikán keresztül határozza meg a második és harmadik generációs családi vállalkozás működését. Ez a stratégia biztosítja az elkötelezett és tapasztalt munkatársak munkahelyeit. A hagyományos struktúrák megőrzése, a bevált partnerhálózat és a jövőbe mutató alkalmazkodás alapozza meg a vállalat folyamatos fejlődését és inspirációját az érdekeltek, ügyfelek és munkatársak számára.

A Beck Automation 1934 óta működik, és 2014-ben ünnepelte 80. születésnapját. Több mint 700 referencia berendezés hangsúlyozza a vállalat globális jelentőségét. 2017-ben Portugáliában, Braga városában alapították a Robobeck céget, ahol kizárólag a standardizált BASIC-IML berendezést szerelik össze svájci irányítással.

A svájci székhelyű Oberengstringenből évente mintegy 50 rendszer kerül kiszállításra. A Beck Automation 2018-ban 60 munkatárssal 16 millió svájci frankos (CHF) árbevételt ért el.

bfa solutions ltd

A bfa solutions ltd Fallandenből (Svájc) világszerte elismert és megbízható beszállító az automatizálási mérnöki megoldások és a MES rendszerek terén fröccsöntésben és összeszerelésben. Az 1981-es alapítás óta a bfa széles tapasztalati és kompetencia bázist épített ki az ipari automatizálás és a gyártáskövető rendszerek (Manufacturing Execution System, MES) területén.

Az ügyfelek így gyakorlati tudásban gazdag, összegzett szakértelmet kapnak. A témakörök a projektmenedzsmenttől, elemzéstől és tervezéstől kezdve a rendszerek karbantartásáig és gondozásáig terjednek. A Smart Factory, IoT vagy digitalizáció témakörei mindig is a bfa alapkompetenciái közé tartoztak.

A megbízhatóság, a minőség és a felelősségtudat szoros összekapcsolásával a hagyományos automatizálás és a szoftverfejlesztés területei szorosan összefonódnak, és egységes megoldások valósíthatók meg.

A bfa szakterületein szerzett alapos kompetenciákkal a cég ugyanazt a nyelvet beszéli, mint az esztergálók, és különbözik a hagyományos MES-szállítóktól. Tapasztalt partnerként kíséri ügyfeleit, hogy gépeiket intelligensebbé, hatékonyabbá és így jövőképesebbé tegye. A vevőspecifikus programozás többek között magában foglalja a különböző gyártók PLC-inek (Programozható Logikai Vezérlők) karbantartását és fejlesztését, valamint a meglévő vezérlőrendszerek karbantartását és gondozását.

A bfa kompetens MES-csapata megoldásokat kínál minden automatizálási és digitalizációs területen. A sikeres megvalósításhoz saját fejlesztésű MES PiSolutions rendszert alkalmazza. A MES PiSolutions moduláris és skálázható gyártásirányítási és gyártási adatrögzítő rendszer, amely minden fröccsöntési területet lefed. Nemcsak a fröccsöntőgépek, hanem az összeszerelő berendezések, minőségbiztosítási rendszerek, életciklus-kezelő rendszerek, ERP-k és más rendszerek csatlakoztatását is támogatja. Így nemcsak a fröccsöntési folyamat, hanem az egész folyamatlánc kerül fókuszba, ezáltal a vevő terméke kerül a középpontba.

A bfa solutions ltd több mint 38 éve támogatja és kíséri ügyfeleit. Szívesen segít Önnek is az ipar 4.0 felé vezető úton és a digitális jövőben.

3. A technika: Modern eljárások

Injection Compression Moulding (ICM)

A Injection Compression Moulding (ICM) eljárás a fröccsöntés és a préselés kombinációja. Konkrétan ez egy dinamikus injekciós folyamat egy olyan szerszámba, amely nem teljesen zárt, ellentétben a hagyományos fröccsöntéssel. Ennek eredményeként a záróerő a betöltött anyag elosztására szolgál az egész formaüregben. Az alábbi ábra szemlélteti az ICM elvét.

Különösen elterjedt az ICM a technikai alkatrészek, például DVD-k vagy lencsék gyártásában. Ebben az összefüggésben az ICM eljárás nélkülözhetetlen előnyöket kínál a méretpontosság és a struktúrák felületi másolásának terén. A fejlesztési szakaszban a piac a vékonyfalú csomagolások fröccsöntő berendezései felé irányul. Mind a beszállítók, mind a felhasználók között már megjelentek első úttörők, akik sikerrel kezelik a kihívásokat, és ezáltal ökológiai és gazdasági előnyöket teremtenek a környezet, a társadalom és saját maguk számára. Az alábbi pontok összegzik a vékonyfalú csomagolásoknál alkalmazott Injection Compression Moulding legfontosabb előnyeit:

- Anyagmegtakarítás akár 25%
- Jelentősen javított töltőviselkedés magas folyási út-vastagság aránynál, ami jelentős falvastagság-csökkentést tesz lehetővé.
- Bővített nyersanyag lehetőségek
- A préselés révén például olyan műanyagok is feldolgozhatók, amelyek alacsony olvadási áramlási sebességük („szilárdság”) miatt nem alkalmasak a vékonyfalú fröccsöntésre.
- A kibocsátás növelése akár 5%-kal
- A kisebb falvastagság miatt csökken a hűtési és ezáltal a gyártási ciklusidő.
- Csökkent záróerő akár 40%-kal
- A záróerő a anyag elosztásában való segítségnyújtás révén jelentősen csökkenthető, ami csökkenti az injekciós nyomást, és így kisebb záróerőt igényel.
- Az energiafogyasztás akár 20%-kal csökkenthető
- A kisebb záróerő és injekciós nyomás révén
- Kevesebb karbantartási igény
- A kisebb erők miatt a gyártóberendezés terhelése csökken, ami várhatóan kevesebb karbantartást eredményez.
- A gyártási terület akár 15%-kal csökkenthető
- Mivel kisebb fröccsöntőgépek, alacsonyabb záróerővel alkalmazhatók, ez a gyártási terület megtakarítását eredményezi.

In Mould Labeling (IML)

Mivel az IML eljárás egy rendkívül dinamikus folyamat, a gazdaságosság a berendezések összes komponensének színvonalától függ.

Először a címkék a címkemagazinból szívással kerülnek ki. Második lépésben a címkék a magokra helyeződnek és vákuummal tartják őket. A címkék átadása során az automatizálási rendszer magjai a vákuumkamrákba mozognak. Ebben a fázisban a címkéket a vákuum ellenében kifújják, elektrosztatikusan feltöltik, így a formaüreghez „kontúrszerűen” tapadnak és tartanak.

A folyamattervezés színvonala és a címkék minősége döntően befolyásolja a folyamatbiztonságot, a reprodukálhatóságot, a részek minőségét és a gazdaságosságot. Egy magas színvonalú automatizálási rendszer, amely a rendelkezésre állás, a folyamatbiztonság, a stabilitás és a tartósság szempontjából egyaránt meggyőző, döntő a beruházás megtérülése (ROI) és az értékteremtés szintje szempontjából.

Digitális vízjelek

A HolyGrail nevű, a Procter & Gamble által vezetett és az Ellen MacArthur Foundation által támogatott irányadó projekt hivatalosan május 23-án ért véget. Ezt megelőzte három év innováció a post-fogyasztói újrahasznosítás javításában, kémiai tracer és digitális vízjelek alkalmazásával, a körkörös gazdaság felé való közeledés céljából.

Ezek a digitális vízjelek új lehetőségeket nyitnak, amelyek jelenleg a meglévő szortírozási technológiákkal nem valósíthatók meg, többek között:

- Élelmiszer- és nem-élelmiszer csomagolás megkülönböztetése
- A palackok helyes azonosítása teljes zsugorfóliázással
- ODR-csomagolás (átlátszatlan és nehezen újrahasznosítható, beleértve a fekete csomagolást)
- Egy- és többrétegű rugalmas csomagolás egyértelmű azonosítása
- Fényes, többrétegű csomagolóanyagok helyes azonosítása (Thermoformok, palackok stb.)
- Biztonságos új anyagok bevezetése, amelyek nem akadályozzák a meglévő újrahasznosítási folyamatokat, és helyes azonosításuk a újrahasznosítható és komposztálható csomagolások között
- A zárt újrahasznosítási kör lehetősége.

A projekt során jelentős előrelépés történt a digitális vízjelek technológiájában, „láthatatlan kódokat” integrálva nyomtatott anyagokba (címkék, sleeve-ek, In-Mould címkék), valamint közvetlenül a formába (PET-palackok, HDPE-palackok, thermoformok, injekciós dobozok stb.).

Ezáltal a csomagolás intelligenssé válik, ami a teljes értékláncban alkalmazható: minőségellenőrzés és raktározás a palackozóknál; hamisítás elleni ellenőrzések üzletekben, gyors ellenőrzés kiskereskedőknél (2D vonalkódok és QR-kódok fölöslegessé válnak), fogyasztói elköteleződés, és végső soron a kör bezárása, a szortírozás és az anyag-visszanyerés javítása.

A fogyasztói elköteleződés szempontja különösen érdekes, mivel a láthatatlan kódokat könnyen le lehet olvasni mobiltelefonokkal, ami új tulajdonságokat kínál – az összetevők átláthatósága, kuponok/lojalitásdíjak, termékhasználati/tárolási információk, valamint a csomagolás végén történő kezelés – mindez egérkattintással. A következő lépésben a meglévő tesztvonalat (fél)ipari szintűvé kell fejleszteni, mielőtt a technológia később nagyobb keretek között is alkalmazható lesz.

Összegzésképpen elmondható, hogy a HolyGrail bebizonyította, hogy a digitális vízjelek technológiája forradalmasíthatja az ipar szortírozási megközelítését, növelve a hatékonyságot, és javítva az újrahasznosított anyag minőségét és mennyiségét.