Plasztik favoritok

Műanyagfröccsöntési tanácsok szakértőktől szakértőknek

2017. július 27., csütörtök, 06:00

Címkék: elektromos fröccsöntőgép Fanuc fröccsöntés műanyagfröccsöntés műanyaggyártás műanyagipar

Napjainkban a műanyagok már mindennapi életünk szerves részét képezik, és nehéz belegondolni, hogy az iparág csak mintegy 150 évvel ezelőtt kezdte el bontogatni szárnyait. Az iparág legújabb fejlesztései közé tartozó elektromos fröccsöntő gépek 30 év alatt alapjaiban változtatták meg a piacot.

1991 és 2011 között a fröccsöntő gépek világpiaca mintegy triplájára emelkedett, az éves értékesítés 33 700 berendezésről 94 320 egységre emelkedett. A robbanásszerű növekedés motorja természetesen a kínai gazdaság szárnyalása volt, ahol 4 ezerről 50 ezerre emelkedett a fröccsöntő gépek éves forgalma.

A darabszám emelkedése 2010–2011 táján látványosan megtört, és a darabszámok csökkenésnek indultak egészen a 80 ezres szintig. A darabszámok zsugorodása azonban nem egyfajta világszintű recesszió, hanem a technológiai fejlesztések eredménye volt: a gépek teljesítménye és termelékenysége oly mértékben megnőtt, hogy a termelés szinten tartásához, sőt növeléséhez egyre kevesebb számú fröccsöntő gép üzembe állítása szükségeltetett. A műanyagipari gyártók szemében megnövekedett a minőségi, intelligens gépkonstrukciók jelentősége, így a fröccsöntő gépek piaci volumene a darabszámcsökkenéssel párhuzamosan is stabil növekedést tudott felmutatni, és a legújabb előrejelzések szerint 2021-ig 4,86 milliárd USD forgalmat ér majd el, ami 2,2%-os átlagos éves növekedési ütemet (CAGR) jelentene 2016 és 2021 között.

A fröccsöntés egyik legújabb fegyvere

Milyen fejlesztések vezethettek a termelékenység növekedéséhez és a gépek darabszámának csökkentéséhez? Cikkünkben a hagyományos hidraulikus gépek egyeduralmát megbontó elektromos berendezések fejlődéséről lesz szó, amiben Kastély Tamás, a FANUC ügyféltámogató mérnöke volt a segítségünkre.

A FANUC 1984-en fejlesztette ki FANUC AUTOSHOT néven az első teljesen elektromos működtetésű fröccsöntő gépet. A cég minden tekintetben az elektromos fröccsöntő gépek úttörőjének mondható, hiszen sosem gyártott hidraulikus gépeket. „Japánban már a 80-as években is nagy hangsúlyt fektettek az energiahatékonyságra, és az elérhető pontosság mellett ez volt az elektromos fröccsöntő gépek kifejlesztésének egyik fő mozgatórugója is – nem véletlen, hogy a gépekbe energia-visszanyerő rendszereket is beépítettek, amik a fékezéskor keletkező mechanikai energiát táplálják vissza – ismertette Kastély Tamás. – Lehetőségünk van arra, hogy másodpercre pontosan figyeljük az energiafelhasználást, és sokszor meglepően alacsony értékek jönnek ki.”

A high-tech technológiát képviselő és meglehetősen drága gépeket az első években egyfajta „úri huncutságnak” tartották, és azt feltételezték, hogy csak néhány speciális fröccsöntési területen tudnak majd teret hódítani. Ehhez képest Japánban már az eladások nagyobbik részét a teljesen elektromos működésű gépek teszik ki, és az USA-ban is 47%-ot tett ki az arányuk a teljes értékesítésben (bár nem egyértelmű, hogy melyik kategóriába sorolták a hibrid berendezéseket). Az európai piac egyelőre konzervatívabbnak bizonyult, bár a legnevesebb európai gyártók kínálatában már régóta jelen vannak az elektromos fröccsöntő gépek is. „Magyarországon – mivel gyakorlatilag a németországi trendeket másoljuk – nehéz elektromos gépet bevinni egy hagyományos hidraulikus gépeket tartalmazó üzembe, pedig a kisebb, precíziós alkatrészek esetében nagyon jól kihasználhatók a gépek előnyei – tette hozzá a FANUC szakértője. – Az elektromos gépek – a rengeteg extra lehetőség miatt – nem csak hagyományos fröccsöntésre alkalmazhatók. A precíziós adagolás sokkal pontosabb gyártást tesz lehetővé, bár az igaz, hogy ez nem minden termék esetében elvárás. Az elektromos gépek iránt jobbára az orvosi és autóipar érdeklődik, illetve olyan alkalmazások, ahol a klasszikus szerszámvédelem (a maximális záróerő és idő figyelembevétele) már nem elegendő.”

Az elektromos gépek még mindig 10–50%-kal drágábbnak számítanak, mint a hagyományos gépek (az alapgépek felé elmozdulva egyre tágul a két típus közötti árolló, míg a számos extra felszerelést tartalmazó berendezéseknél kisebb a különbség). A magas bekerülési árat az alacsonyabb működési és karbantartási költség kompenzálja, így általánosságban elmondható, hogy a beruházás három év alatt megtérül, és az elektromos fröccsöntő gépek teljes birtoklási költsége (TCO) alacsonyabb. Nincs persze olyan megoldás, hogy az adott típus minden alkalmazásban a legjobb legyen, így sok szakértő vélekedik úgy, hogy az elektromos fröccsöntő gépek előnyei a kis méretű precíziós alkatrészek gyártásában domborodnak ki leginkább, így a legnagyobb elterjedésük a gyógyszer-, illetve az autóiparban várható.

Az elektromos gépek előnyös tulajdonságai általában a következők:

  • 30–70%-os energiamegtakarítás;
  • a pozicionálás pontossága a nanométeres tartományba esik, ami rendkívül méretpontos gyártást tesz lehetővé magas ismétlési pontossággal;
  • gyorsabb szerszámzárási idő;
  • Lehetőség van az egyes részfeladatok egy időben történő elvégzésére (átfedés), ami főleg a szerszámban történő feliratozás, dekorálás, címkézés, illetve a betétek elhelyezése szempontjából lehet előnyös;
  • gyorsabb gépindítás (nem kell megvárni a hidraulikaolaj felmelegedését);
  • alacsonyabb karbantartási költség;
  • csendesebb működés;
  • tisztább üzemeltetés, alkalmas akár tisztaterekben történő alkalmazásra is.

A tisztán elektromos fröccsöntő gépeknél a csigamozgást a motor hozza létre mechanikai erőátvitelen keresztül. Általában öt motor kerül beépítésre, amelyek egy-egy egységet (szerszám-, kidobó-, szállító-, befröccsentő-, plasztikálóegység) mozgatnak. „A fröccsöntő gépek lelke az a rendkívül pontos szervomotor-technológia és CNC-vezérlés, ami a cég robotjaiban és szikraforgácsolóiban is dolgozik – valós idejű kommunikációt, gyorsabb reakcióidőt és folyamatos adatgyűjtést lehetővé téve. A gépekben négy szervomotor dolgozik (szerszám nyitás/zárás, kilökő előre/hátra, csiga lineáris mozgatása, csiga forgató mozgása), a két aszinkronmotor pedig az aggregát szorítóerőt és a szerszámmagasság-állítást végzi el. A gépek előnyei közé tartozik még, hogy sokkal csendesebb működésűek, mint hidraulikus társaik – jelentett ki Kastély Tamás. – A szervomotorok azonban hajlamosak túlmelegedni, ha állandóan nagy terhelést kapnak, ezért a gépekkel elérhető szorítóerő is kisebb, mint a hagyományos működtetésű fröccsöntő gépeké, ezáltal a technológia kicsit érzékenyebbé válik az anyag-visszafolyásra is. De általánosan is elmondható, hogy a hidraulikával nagyobb tömegek mozdíthatók meg. A folyamatos nagy terhelésre való negatív reakció következtében az elektromos fröccsöntő gépek kevésbé alkalmasak a vastag falú termékek megmunkálására, mivel ezek hosszabb utánnyomási időt igényelnek.

A hidraulikus gépek mellett szól a magkihúzó, a kidobó és a beömlőszelep a felhasználó szempontjából előnyösebb mozgatása, amire az elektromos gépek gyártói „hidraulikus csomagokkal” válaszoltak. A hibrid modellek az elektromos és a hidraulikus gépek legjobb tulajdonságait kombinálják. „Magmozgatáshoz tőlünk is a külső hidraulikus egységet rendelik a leggyakrabban, de létezik szervomotoros megoldás is, ami sokkal pontosabb út- és sebességvezérlést tesz lehetővé” – mondta el ezzel kapcsolatban a FANUC specialistája. Az elektromosan működtethető szerszámfunkciók szintén az orvosi iparban lehetnek a leghasznosabbak.

Összefoglalva kijelenthető, hogy az elektromos gépek egyre nagyobb szeletet hasítanak ki maguknak a nagy méretű fröccsöntő berendezések piacán, sőt a többkomponensű fröccsöntés terén is teret nyer a technológia. „A tavalyi K-Düsseldorf kiállításon mutattuk be a háromkomponensű fröccsöntést is lehetővé tevő megoldásainkat, amire már Magyarországon is komolyabb érdeklődés mutatkozik, de kétségtelen, hogy erre a technológiánkra egyelőre nagyobb keresletet tapasztalunk Nyugat-Európában.

Jelenleg a 350 tonna záróerejű gépünk a legnagyobb, de folyamatosan fejlesztjük gépeinket, és az év második felére várható egy bejelentés a legújabb fejlesztésünkkel kapcsolatban, aminek sok gyártó fog majd örülni. A fejlesztések nagy hangsúlyt helyeznek a gép és a perifériák kommunikációjának javítására is. Az iHMI-vezérlésű gépek már VNC-kommunikációra is képesek, vagyis IP-cím alapján a fröccsöntő gép rácsatlakozhat egy másik számítógép kijelzőjére, és a gép terminálján a másik számítógép képernyője is megjeleníthető” – ismertette a fejlesztési irányokat Kastély Tamás.

Molnár László

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek