خطرات بیش از حد نیروی بستن در تولید بطری های پلاستیکی

در دنیای تولید بطری‌های پلاستیکی، چه از طریق پریفرم‌های قالب‌گیری تزریقی و چه از طریق قالب‌گیری دمشی اکستروژن، یک تصور اشتباه رایج وجود دارد که نیروی گیره بالاتر برابر با مهر و موم بهتر و محصولات با کیفیت بالاتر است. با این حال، نیروی بستن یک متغیر "بیشتر، بهتر" نیست. در حالی که نیروی کافی برای بسته نگه داشتن قالب در برابر فشار تزریق یا دمیدن کاملا ضروری است، بیش از تناژ مورد نیاز مجموعه ای از مشکلات مکانیکی و کیفی ایجاد می کند. نیروی بستن بیش از حد می تواند به طور قابل توجهی کارایی تولید را مختل کند، به ابزار گران قیمت آسیب برساند و یکپارچگی ساختاری بطری پلاستیکی نهایی را کاهش دهد.

نقش حیاتی تهویه قالب و تله های گاز

یکی از اثرات فوری و مضر نیروی گیره بیش از حد، فشرده شدن دریچه های قالب است. قالب‌ها با کانال‌های میکروسکوپی – دریچه‌ها – در خط جداکننده طراحی شده‌اند تا به هوا و گاز اجازه دهند تا زمانی که پلاستیک مذاب حفره را پر می‌کند، خارج شود. هنگامی که تناژ گیره خیلی زیاد است، فولاد صفحات قالب در واقع فشرده می شود و به طور موثر این دریچه ها بسته می شود.

"اثر دیزل" و علائم سوختگی

هنگامی که دریچه ها با نیروی بیش از حد له می شوند، هوای داخل حفره جایی برای رفتن ندارد. با ورود پلاستیک به داخل، هوای محبوس شده را فشرده می کند و دمای آن را به سرعت تا حد اشتعال بالا می برد. این پدیده که به عنوان اثر دیزل شناخته می‌شود، منجر به علائم سوختگی یا زغال‌زدگی روی بطری پلاستیکی می‌شود که معمولاً نزدیک به انتهای پر شده است. این امر بطری را از نظر زیبایی شناختی غیرقابل قبول و از نظر ساختاری در محل سوختگی ضعیف می کند.

شوت های کوتاه به دلیل فشار پشت

حتی اگر گاز محبوس شده مشتعل نشود، فشار برگشتی ایجاد شده توسط حفره هوا می تواند مانع از پر شدن کامل حفره قالب توسط پلاستیک مذاب شود. این منجر به "شات های کوتاه" یا بطری های ناقص می شود، به ویژه در نواحی پیچیده مانند روکش گردن یا پایه. اپراتورها اغلب به اشتباه فشار تزریق را برای رفع این مشکل افزایش می‌دهند، که فقط فشار وارده بر قالب را تشدید می‌کند و چرخه معیوبی از عیوب ایجاد می‌کند.

آسیب ساختاری به قالب و ماشین

قالب‌های بطری پلاستیکی ابزار دقیقی هستند که با تلورانس‌های محکم ساخته می‌شوند. قرار دادن آنها در تناژ بسیار فراتر از نیاز محاسبه شده آنها منجر به تغییر شکل فیزیکی و سایش سریع می شود. این آسیب اغلب غیر قابل برگشت است و نیاز به تعمیرات پرهزینه یا تعویض کامل دارد.

• هابینگ خط جدایی: نیروی بیش از حد می تواند باعث تسلیم شدن یا تغییر شکل فلز در خط جدا شود. هنگامی که خط جداسازی خرد شد، قالب دیگر حتی در فشارهای معمولی کاملاً آب بندی نمی شود و منجر به مشکلات دائمی فلاش روی بطری ها می شود.
• خستگی نوار کراوات: خود دستگاه قالب گیری آسیب می بیند. گیره بیش از حد فشار غیرضروری به میله های کراوات، پیوندهای ضامن و صفحات وارد می کند. با گذشت زمان، این باعث کشش ناهموار میله‌های کراوات می‌شود که منجر به صفحاتی می‌شود که دیگر موازی نیستند. صفحات غیر موازی باعث سایش ناهموار قالب و ضخامت دیواره بطری ناسازگار می شوند.
• خرابی قطعات هیدرولیک: برای ماشین‌های هیدرولیک، حفظ حداکثر فشار دائماً سیال هیدرولیک را بیش از حد گرم می‌کند و آب‌بندی‌ها و سوپاپ‌ها را خیلی سریع‌تر از عملکرد در سطوح بهینه می‌کند.

کارایی انرژی و پیامدهای زمان چرخه

فراتر از آسیب فیزیکی، نیروی گیره بیش از حد باعث کاهش کارایی عملیاتی می شود. تولید مدرن به شدت بر هزینه انرژی در هر واحد تمرکز دارد و کارکردن ماشینی با حداکثر تناژ به طور غیرضروری این معیار را افزایش می دهد.

ایجاد نیروی گیره بالا به انرژی قابل توجهی نیاز دارد. اگر یک قالب بطری به 200 تن نیاز داشته باشد تا بسته بماند، اما دستگاه روی 350 تن تنظیم شود، انرژی مصرف شده برای تولید آن 150 تن اضافی صرفاً هدر می رود. علاوه بر این، مکانیک ایجاد و رهاسازی این فشار بیش از حد می تواند کسری از ثانیه به زمان چرخه خشک اضافه کند. در تولید بطری با حجم بالا، افزایش حتی 0.5 ثانیه در هر چرخه می تواند منجر به تولید هزاران بطری کمتر در روز شود.

مقایسه تاثیرات بهینه در مقابل نیروی بیش از حد

برای درک بهتر معاوضه ها، جدول زیر تفاوت های عملیاتی بین دویدن در یک نیروی گیره بهینه در مقابل نیروی بیش از حد را نشان می دهد.

گام های سازنده برای بهینه سازی

هدف هر مدیر تولید باید یافتن "حداقل دوز موثر" نیروی گیره باشد. این کمترین تناژ مورد نیاز برای تولید قطعات بدون فلاش بدون آسیب رساندن به قالب است.

برای رسیدن به این هدف، با محاسبه مساحت پیش بینی شده بطری ها و ضرب آن در ضریب تناژ توصیه شده ماده شروع کنید. هنگامی که دستگاه کار می کند، نیروی گیره را با افزایش های کوچک کاهش دهید (مثلاً 5-10 تن) در حالی که خط جدایی را برای فلاش زیر نظر دارید. هنگامی که فلاش به تازگی ظاهر می شود، نیرو را کمی (حدود 10٪) افزایش دهید تا یک حاشیه ایمنی ایجاد شود. این رویکرد تضمین می‌کند که قالب به درستی تنفس کند، دریچه‌ها باز بماند و ماشین‌آلات دوام بیشتری داشته باشند و در نهایت خط تولید بطری‌های پلاستیکی سودآورتر و منسجم‌تری را تضمین می‌کند.