Efektywny dla środowiska

1. Eksponat: Nowa definicja tego, co możliwe

Niewątpliwie targi K-Messe 2019 odbywają się w cieniu dyskusji na temat ochrony środowiska i właściwego wykorzystania tworzyw sztucznych. Przemysł stoi przed koniecznością prezentowania rozwiązań i udowadniania, jak przyszłościowe, energooszczędne i zrównoważone może być surowcowe tworzywo sztuczne. Z tej okazji partnerzy stoiska Beck Automation, GLAROFORM i bfa solutions prezentują komórkę produkcyjną, która w wielu aspektach na nowo definiuje granice możliwości wtrysku i zdecydowanie wspiera dążenie do gospodarki obiegowej.

Produkcja za pomocą konfiguracji ICM (Injection compression moulding) od GLAROFORM i Krauss Maffei High Performance (dawniej Netstal) imponuje innowacyjną efektywnością materiałową 200 ml kubka do picia. Dotychczas niespotykana cienkość ścianek poszerza granice fizyczne i prowadzi nie tylko do znacznych oszczędności materiału, ale także do przyspieszenia cyklu produkcyjnego, który jest już na co dzień bardzo konkurencyjny. Mniejsze zapotrzebowanie na siłę zamykania i ciśnienie wtrysku, wynikające z tego procesu, zmniejsza siły działające na formę, co w duchu zrównoważonego rozwoju zwiększa trwałość urządzeń produkcyjnych i minimalizuje zużycie energii. GLAROFORM demonstruje tym narzędziem swoją innowacyjność i wyraźnie podkreśla filozofię najwyższej precyzji i unikalnej, stabilnej konstrukcji.

Beck Automation prezentuje kompaktową, wysokowydajną automatyzację IML z etykietą na taśmie. System wyróżnia się dynamiką, stabilnością procesu i bardzo wysoką dostępnością przy krótkich cyklach. Dzięki precyzyjnemu współdziałaniu poszczególnych komponentów: automatyki, maszyny wtryskowej, narzędzia, jakości etykiet i kontroli optycznej, wzrasta produktywność i wartość dodana. Użycie lekkich materiałów na głównym ramieniu oraz zastosowanie wysokowydajnych silników liniowych umożliwia szybkie, dynamiczne ruchy. Główna oś posiada dwa silniki napędowe, co poprawia dynamikę i wydłuża żywotność pasów i silników. Nachylone magazyny etykiet, z etykietą skierowaną drukiem do dołu, minimalizują opóźnienia w aplikacji etykiet. Dzięki temu zapewniona jest optymalna, precyzyjna pozycja etykiet. Etykiety są również w bardzo szybkim cyklu bez zakłóceń rozdzielane i przekazywane na rdzenie. Pobieranie, przekazywanie oraz układanie i układanie warstw produktów zachwycają autonomią. Nowo zintegrowane w systemie sterowania/HMI, zmodyfikowane dzienniki operacji z zarządzaniem użytkownikami, monitorowaniem parametrów, uproszczoną analizą błędów i interwałami konserwacyjnymi. Dodatkowo, system IML wyposażony jest w 10-kamerowy system wizji od Intravis, który kontroluje kubki z zewnątrz pod kątem 360° i jednocześnie sprawdza ich wnętrze.

Ponadto, dostawca etykiet Verstraete stosuje cyfrowe znaki wodne. Ta nowa technologia umożliwia skuteczne sortowanie przy odpowiednio przygotowanych instalacjach recyklingowych. Co więcej, cyfrowe znaki wodne, niewidoczne gołym okiem, mogą być również używane jako kody. Obecnie znane są już od prostych kodów kreskowych lub QR.

System MES PiSolutions firmy bfa solutions ltd stanowi w tym zaawansowanym i przyszłościowym zastosowaniu interfejs między poziomem produkcji a poziomem ERP. Jego zadaniem jest łączenie danych z maszyny wtryskowej, systemu obsługi i systemu zapewnienia jakości, ich analiza i udostępnianie różnym użytkownikom. Różne funkcje MES pomagają w czasie rzeczywistym ujawniać przestoje, odpad, postęp produkcji i wiele innych. Dzięki temu można szybko reagować na problemy lub przygotować wymianę narzędzia z uprzednio nagrzanym narzędziem (Just-In-Time). W ten sposób można znacząco zwiększyć wykorzystanie i efektywność maszyn i linii produkcyjnych. To pozwala zaoszczędzić jeszcze więcej energii, czasu i pieniędzy, a tym samym dalej udowadniać koncepcję efektywnego i zrównoważonego surowca, jakim jest tworzywo sztuczne.

W obliczu zmieniających się wymagań konsumentów, przemysł ma dziś możliwość stworzenia sytuacji korzystnej dla środowiska i własnych interesariuszy. Prezentowana linia produkcyjna, z wyraźnym zmniejszeniem zużycia materiałów, energii, pracy i samej maszyny, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności, wpisuje się w wizję jeszcze bardziej efektywnej przyszłości. Nowoczesną technologię przyszłości prezentujemy na targach K-Messe 2019 w hali 12, stoisko A51-03 (Swiss Pavilion).

2. Partnerzy: Trzy historie sukcesu

GLAROFORM AG

GLAROFORM jest na świecie uznawany za wiodącego dostawcę narzędzi do wtrysku wysokiej wydajności do cienkościennych zastosowań. Dzięki unikalnej, konsekwentnej specjalizacji w produktach takich jak opakowania spożywcze i medyczne, nakrętki i kubki, firma wyznacza standardy w zakresie efektywności i ciągłości produkcji. Krótsze cykle, wyższa dostępność, dłuższa żywotność i łatwiejsza obsługa to kluczowe tematy rozwoju produktów.

W duchu obiecującego partnerstwa, potrzeby klientów są dla firmy najważniejsze. Indywidualna obsługa jest równie osobista, rzetelna i kompetentna, co szybka i elastyczna. Oferta serwisowa GLAROFORM obejmuje zarówno kompleksowe doradztwo sprzedażowe i wsparcie na całym etapie życia produktu, jak i pomoc w rozwoju produktu – od konsultacji przy projektowaniu artykułów, by zapewnić stabilne procesy produkcyjne, po długoterminowe projekty rozwojowe nowych produktów lub zespołów.

Dzięki szerokiej sieci kontaktów, aktywnej współpracy z wiodącymi firmami w branży i ścisłemu śledzeniu postępu technicznego, GLAROFORM aktywnie uczestniczy w rozwoju technologii wtrysku i zawsze odpowiada na aktualne potrzeby rynku. Najnowszym przykładem jest wprowadzenie na rynek wysokowydajnych narzędzi do wtrysku (technologia ICM) podczas targów K-Messe 2019. W kontekście trwającej dyskusji na temat właściwego wykorzystania tworzyw sztucznych, technologia ICM ma potencjał, by stać się prawdziwym i trwałym rozwiązaniem w redukcji zużycia plastiku. Proces ten charakteryzuje się przede wszystkim zmniejszonym zużyciem materiału i energii, a przemysł zyskuje wiele innych korzyści ekonomicznych. GLAROFORM planuje w nadchodzących latach ugruntować swoją pozycję jako specjalista w jeszcze stosunkowo niewykorzystanej niszy technologii ICM.

Od założenia w 1986 roku, firma rodzinna rozwija i produkuje wszystkie narzędzia w Szwajcarii. Stała strategia solidnego i jakościowego wzrostu doprowadziła do struktur niezbędnych do obsługi rynku na najwyższym poziomie z najnowszą technologią. Zespół pracowników to obecnie zespół z wieloletnim doświadczeniem i zorientowaniem na przyszłość. Infrastruktura produkcyjna jest jedną z najbardziej nowoczesnych i zadbanych w branży. Coraz bardziej GLAROFORM cieszy się zaufaniem renomowanych firm z branży spożywczej, medycznej i rolniczej. Od 2015 roku firma jest wpisana jako globalny dostawca dla wiodącego koncernu marki.

Beck Automation AG

Beck Automation AG z Oberengstringen (Szwajcaria) jest jednym z wiodących dostawców rozwiązań automatyzacyjnych dla etykietowania wtryskowego (IML) w technice wtrysku. Jako trendsetter, pionier i „ukryty mistrz”, Beck Automation konsekwentnie koncentruje się na dekorowaniu i etykietowaniu pokryw, kubków, misek i wiader dla różnych branż w sektorach spożywczym i nieżywnościowym.

Skupiając się na wymaganiach klientów, powstają niezawodne i ekonomiczne systemy robotów IML, które są wykorzystywane na całym świecie. Konsekwentne skupienie na obszarze IML gwarantuje użytkownikom dostęp do najnowszej technologii w zakresie jakości, ekonomiczności, efektywności i trwałości.

Poziom projektowania procesu i jakość etykiet decydują w dużej mierze o bezpieczeństwie procesu, powtarzalności, jakości części i opłacalności. Wysokiej klasy system automatyzacji, który przekonuje pod względem dostępności, bezpieczeństwa procesu, stabilności i trwałości, jest kluczowy dla zwrotu z inwestycji (ROI) i poziomu wartości dodanej.

Budowanie i pielęgnacja długoterminowych relacji z partnerami rynkowymi poprzez przyszłościową, przewidywalną politykę firmy wyznacza kierunek działania drugiego i trzeciego pokolenia rodziny. Ta strategia zapewnia miejsca pracy zaangażowanym i doświadczonym pracownikom. Zachowanie tradycyjnych struktur, sprawdzona sieć partnerów i dalekowzroczne dostosowanie się do zmian stanowią, w interesie partnerów, klientów i pracowników, fundament ciągłego rozwoju i inspiracji firmy.

Beck Automation działa od 1934 roku i w 2014 roku obchodziło 80-lecie istnienia. Ponad 700 referencyjnych instalacji podkreśla globalne znaczenie firmy. W 2017 roku w Bragii w Portugalii powstała firma Robobeck, gdzie pod szwajcarskim kierownictwem montowana jest wyłącznie nowa, standaryzowana linia BASIC-IML.

Ze szwajcarskiej siedziby w Oberengstringen koło Zurychu rocznie dostarczanych jest około 50 systemów. W 2018 roku firma Beck Automation osiągnęła przychód 16 mln CHF, zatrudniając 60 pracowników.

bfa solutions ltd

bfa solutions ltd z Fällanden (Szwajcaria) jest na świecie uznanym i niezawodnym dostawcą rozwiązań w zakresie automatyzacji i MES w obszarze wtrysku i montażu. Od założenia w 1981 roku firma zbudowała szeroką bazę doświadczeń i kompetencji w dziedzinie automatyki przemysłowej i MES (Manufacturing Execution System, czyli system zarządzania produkcją).

Klienci korzystają z tego zintegrowanego, sprawdzonego know-how. Tematyka obejmuje od zarządzania projektami, analizy i projektowania, po konserwację i obsługę systemów. Obszary takie jak Smart Factory, IoT czy cyfryzacja od dawna są kluczowymi kompetencjami bfa solutions ltd.

Dzięki niezawodności, jakości i poczuciu odpowiedzialności, obszary klasycznej automatyki i rozwoju oprogramowania są ze sobą ściśle powiązane, a rozwiązania kompleksowe mogą być realizowane.

Posiadając głębokie kompetencje w zakresie inżynierii automatyki, bfa mówi tym samym językiem co producenci maszyn i odróżnia się od tradycyjnych dostawców MES. Jako doświadczony partner, wspiera klientów w uczynieniu maszyn bardziej inteligentnymi, wydajniejszymi i przyszłościowymi. Programowanie na zamówienie sterowników PLC różnych producentów jest równie ważne w ofercie, jak konserwacja i obsługa istniejących systemów.

Kompetentny zespół MES bfa realizuje rozwiązania w zakresie automatyki i cyfryzacji dla swoich klientów. Do skutecznej realizacji wykorzystuje własny, modułowy i skalowalny system zarządzania produkcją i gromadzenia danych produkcyjnych MES PiSolutions. W odróżnieniu od wielu innych rozwiązań MES, PiSolutions nie tylko obsługuje podłączenie maszyn wtryskowych, ale także systemów montażowych, systemów zapewnienia jakości, systemów zarządzania cyklem życia, ERP i innych systemów zintegrowanych. W ten sposób odwzorowuje cały proces produkcji, a produkt klienta staje się w centrum uwagi.

bfa solutions ltd wspiera i towarzyszy swoim klientom od ponad 38 lat. Chętnie towarzyszymy również Państwu na drodze do przemysłu 4.0 i cyfrowej przyszłości.

3. Technika: Nowoczesne metody

Wtryskowe formowanie z kompresją (ICM)

Metoda wtryskowego formowania z kompresją (ICM) to połączenie wtrysku i tłoczenia. Oznacza to dynamiczny proces wtrysku do narzędzia, które w przeciwieństwie do tradycyjnego wtrysku nie jest w pełni zamknięte. W następstwie tego siła zamykania służy do rozprowadzenia wtrysniętego materiału po całym formie. Poniższy rysunek ilustruje zasadę działania ICM.

Obecnie szczególnie popularne jest ICM w produkcji elementów technicznych, takich jak płyty DVD czy soczewki. W tym kontekście technologia ICM oferuje nieodzowne korzyści w zakresie wymiarowości i odlewania struktur na powierzchni. Natomiast na etapie rozwoju rynek maszyn do formowania wtryskowego cienkościennych opakowań jest jeszcze w fazie rozwoju. Zarówno dostawcy, jak i użytkownicy już wyłaniają pionierów, którzy pokonują wyzwania tej technologii, tworząc ekologiczne i ekonomiczne korzyści dla środowiska, społeczeństwa i własnej działalności. Poniżej podsumowujemy najważniejsze zalety wtryskowego formowania z kompresją cienkościennych opakowań:

- Oszczędność materiału do 25%
Znacznie lepsza wypełnialność przy wysokim stosunku szerokości warstwy do długości przepływu umożliwia znaczne redukcje grubości ścianek.
- Rozszerzone możliwości w zakresie surowców
Dzięki tłoczeniu można przetwarzać np. tworzywa sztuczne, które ze względu na niską przepływowość topnienia („wytrzymałość”) są nieodpowiednie do wtrysku cienkościennego.
- Zwiększenie wydajności do 5%
Dzięki mniejszej grubości ścianek czas chłodzenia i cykl produkcyjny ulegają skróceniu.
- Mniejsze zapotrzebowanie na siłę zamykania do 40%
Dzięki wykorzystaniu siły zamykania do rozprowadzenia materiału ciśnienie wtrysku można znacznie obniżyć, co z kolei zmniejsza zapotrzebowanie na siłę zamykania, która służy jako przeciwwaga dla ciśnienia wtrysku.
- Redukcja zużycia energii do 20%
Dzięki mniejszemu zapotrzebowaniu na siłę zamykania i ciśnienie wtrysku.
- Mniejsze koszty konserwacji
Dzięki mniejszym siłom działającym na maszynę, obciążenie urządzenia jest mniejsze, co przekłada się na mniejsze koszty konserwacji.
- Redukcja powierzchni produkcyjnej do 15%
Ponieważ można stosować mniejsze wtryskarki z mniejszą siłą zamykania, oszczędza się miejsce.

Etykietowanie w formie (IML)

Ze względu na wysoką dynamikę procesu IML, opłacalność wynika z poziomu wszystkich komponentów systemu.

Na początku etykiety są zasysane z magazynu etykiet. W drugim kroku etykiety są nakładane na rdzenie i utrzymywane podciśnieniem. Aby przekazać etykiety, rdzenie systemu automatyzacji wjeżdżają do form. W tym etapie etykiety są podmuchiwane, naelektryzowane i w ten sposób mocowane w formie „blisko konturu”.

Poziom projektowania procesu i jakość etykiet decydują w dużej mierze o bezpieczeństwie procesu, powtarzalności, jakości części i opłacalności. Wysokiej klasy system automatyzacji, który przekonuje pod względem dostępności, bezpieczeństwa procesu, stabilności i trwałości, jest kluczowy dla zwrotu z inwestycji (ROI) i poziomu wartości dodanej.

Cyfrowe znaki wodne

Rewolucyjny projekt HolyGrail, prowadzony przez Procter & Gamble i wspierany przez Ellen MacArthur Foundation, oficjalnie zakończył się 23 maja. Przed nim trzy lata innowacji w zakresie poprawy recyklingu po zużyciu przez konsumentów, z użyciem chemicznych znaczników i cyfrowych znaków wodnych, z celem zbliżenia się do gospodarki obiegowej.

Te cyfrowe znaki wodne otwierają nowe możliwości, które obecnie nie są możliwe przy istniejących technologiach sortowania, w tym:

- Rozróżnianie opakowań spożywczych i nieżywnościowych
- Prawidłowa identyfikacja butelek z pełnym etykietowaniem
- Opakowania ODR (nieprzezroczyste i trudne do recyklingu, w tym czarne opakowania)
- Jedno- i wielowarstwowe opakowania elastyczne
- Prawidłowa identyfikacja trwałych wielowarstwowych materiałów opakowaniowych (termopowłoki, butelki itd.)
- Bezpieczne wprowadzenie nowych materiałów, które nie zakłócają istniejących strumieni recyklingu i prawidłowa identyfikacja recyklowalnych w porównaniu do opakowań biodegradowalnych
- Możliwość zamkniętego obiegu recyklingu.

W trakcie projektu dokonano znacznego postępu w technologii cyfrowych znaków wodnych, z „niewidzialnymi kodami”, które są integrowane zarówno w materiały drukowane (etykiety, sleeves, etykiety w formie wtrysku), jak i bezpośrednio w formy (butelki PET, HDPE, tacki termiczne, skrzynki wtryskowe itd.).

W ten sposób opakowania stają się inteligentne, co można wykorzystać w całym łańcuchu wartości: kontrola jakości i zarządzanie magazynem u napełniaczy; kontrole fałszerstw w sklepach, szybka weryfikacja u detalistów (kody 2D i QR stają się zbędne), zaangażowanie konsumentów i ostatecznie, aby zamknąć cykl, ulepszona segregacja i odzysk.

Aspekt zaangażowania konsumentów jest szczególnie interesujący, ponieważ niewidzialne kody można łatwo odczytać telefonami komórkowymi, co oferuje nowe możliwości – przejrzystość składników, kupony/nagrody lojalnościowe, informacje o użytkowaniu/ dawkowaniu produktu i sposobie postępowania z opakowaniem na końcu jego życia – wszystko jednym kliknięciem. W kolejnym kroku konieczne jest rozwinięcie istniejącej linii testowej do linii (pół)przemysłowej, zanim technologia zostanie później wdrożona na większą skalę.

Podsumowując, można powiedzieć, że HolyGrail udowodniło, iż technologia cyfrowych znaków wodnych może zrewolucjonizować podejście branży do sortowania, zwiększając efektywność i podnosząc jakość oraz ilość materiału poddawanego recyklingowi.