Архивная версия статьи, 2004 год (без графики и таблиц)

  FAKUMA — новое слово в производстве пластмассы

Курортный городок Фридрихсгафен, родина дирижабля и авиационного моторостроения, расположен на берегу Боденского озера на границе со Швейцарией. Уже более 100 лет он считается одним из наиболее динамично развивающихся развлекательно-деловых центров на юге Германии. В последние годы его международная известность заметно выросла благодаря построенному новому выставочному комплексу, вошедшему в число самых крупных в приальпийском регионе. Здесь-то и происходило значительное для мировых промышленных кругов событие — 16-я Международная выставка пластмассы FAKUMA, собравшая 1211 компаний и 164 представительства из 24 стран. После Германии (889 стендов) солиднее других выглядели Швейцария (125), Италия (54), Австрия (27) и Франция (25). Россия и другие страны бывшего СССР в выставке не участвовали. На вершине технического прогресса По традиции одно из главных мест в экспозиции выставки занимали технологии пластмассового литья. Как и два года назад, в павильонах можно было встретить все известные в Европе фирмы, работающие в этой области. Одна из основных тенденций последних лет связана с модульным конструированием. Такой подход дает возможность производителям выполнять конкретные требования заказчиков, комплектуя оборудование нестандартными блоками. Наряду с классическими гидравлическими прессами и литьевыми машинами на стендах можно было увидеть большое количество электрических и комбинированных машин, большей частью автоматических. Автоматизация позволяет не только повысить производительность и точность изготовления деталей. Зачастую автоматический режим лежит в основе применения отдельных технологий высокоскоростного литья под давлением — например, в производстве методом многокомпонентного литья. Всеобщее внимание посетителей привлекала 7-метровая стеклянная башня, заполнившая все вертикальное пространство павильона. Это фирма Bottenfeld (Германия) выставила свои уникальные машины. Сегодня ее продукция единодушно признана непревзойденным образцом качества. Нижний этаж башни занимал серийный экструзионный агрегат серии ТМ. Главные его преимущества: массивный корпус, автоматическая система центральной смазки и механизм с оптимальной передачей рабочего усилия. Серия включает модели со шнеком и цилиндром особой устойчивости против износа и коррозии, предназначенные для работы на разном сырье, по многокомпонентной технологии или в скоростном режиме. Основой производственной программы фирмы являются гидравлические машины типа НМ с полным усилием прессования от 250 до 40 000 кН. Среди легких устройств этого типа привлекала внимание выставленная на следующем этаже башни новая модель НМ 1300/350 с прямым приводом шнека, развивающая усилие формования в 1300 кг. Машина высокоэкономична и надежна в эксплуатации. Параметры машин НМ таковы: диаметры шнека — 30, 35 или 40 мм; удельное давление прессования — 2835–1595 бар; соотношение длины и диаметра шнека — 22; частота вращения шнека — 472 об/мин. (в модификациях с усиленной гидравликой — 646 об/мин.); крутящий момент — 621 Н•м; стандартная мощность привода — 22 кВт; мощность электрообогрева цилиндра — 7,7–12,1 кВт; вес — 6 т; длина — 440 см; высота — 210 см. Управление осуществляется автоматизированными системами Unilog, которые производит сама фирма Bottenfeld. В категории электрических экструдеров была показана новая модель ЕМ1000/210 с диаметром шнека 18–30 мм, максимальной скоростью прессования до 210 мм/с при скорости шнека 420 об/мин. и мощности электропотребления 21 кВт. Машина предназначена для формования из поликарбоната мелких оптических деталей весом до 7 г. Вершину стеклянного пьедестала как символ технического совершенства занял робот Unirob. Этот помощник удачно дополняет производственную линию: он забирает готовые детали и передает их автоматическому контролирующему устройству. Интегрированная в процесс система контроля делает возможным автоматизированное производство продукции со 100%-й проверкой качества. Совместная база управления машины и робота позволяет достичь очень высокой степени синхронизации и оптимизировать рабочие циклы. Робот в состоянии перемещать детали весом до 8 кг и устанавливать в заданную позицию с точностью до 0,1 мм. Системы горячего литья В связи с растущим применением полимеров для изготовления разных деталей все более популярным становится формование под давлением с подачей расплава через горячую фильеру. С учетом этой тенденции немецкая фирма Ewikon на основе конструкций с запорной иглой разработала горячие фильеры, позволяющие оптимизировать подачу смеси с высоким содержанием стекловолокна в расплав полимера и практически исключить неизбежные раньше нежелательные термические эффекты. Новая техника сделала возможным производство крупногабаритных изделий с высоким качеством поверхности, например, приборных панелей автомобиля, из расплава полимера с добавкой до 30% стекловолокна. Только в том случае, если состав свободно проходит по каналу, могут быть гарантированы точность формы, качество поверхности, однородность и прочность изделия. При производстве деталей кузова большого размера или внутренних панелей салона автомобиля фирма использует оригинальные системы, в которых через одну горячую игольчатую фильеру подаются одновременно два компонента расплава. Фирма Ewikon поставляет готовые модули с вмонтированными системами электрообогрева каналов, устройствами водяного охлаждения и пневматическим или гидравлическим регулятором запорной иглы. Единая конструкция с приводом запорной иглы делает фильеры очень компактными и удобными для размещения в несколько рядов или встраивания в комбинированные узлы. Такие фильеры могут сочетаться с устройствами, имеющими как внутренний, так и внешний обогрев. Фирме МНТ удалось сконструировать горячие литьевые системы RheoPro для изготовления оптических деталей, например, автомобильных фар и линз. Системы отвечают даже таким противоречивым требованиям, как сокращение сдвигающих напряжений, поддержание умеренной температуры, подача расплава при пониженной скорости, точное копирование формы. Их применение позволяет получать изделия с идеальной поверхностью без внутренних напряжений, исключающей двойное лучепреломление. Это достигается за счет ровного температурного поля в распределительных каналах, большого сечения и сокращенной длины каналов с мягкими скругленными поворотами для равномерного продвижения расплава, уменьшенной длительности литья. Важную роль играет математическое моделирование процесса в зависимости от вида сырья: поликарбоната, полиметилметакрилата или циклоолефин-сополимера. Оборудование для литья под давлением Технология литья пластмассы под давлением распространилась и в области изготовления миниатюрных деталей. Дебютант выставки фирма Arburg представила в качестве своего главного экспоната универсальный малый литьевой гидравлический пресс Allrounder 170 U. Машина с усилием прессования 125 и 150 кН предназначена для прецизионного литья деталей, используемых в электротехнике и биотехнологии. Пресс оснащается шнеком диаметром от 15 до 25 мм, с помощью которого можно подавать расплав малыми дозами с точностью до нескольких сотых долей грамма. Столь высокая точность достигается благодаря применению центрального привода, симметричному приложению усилия и устойчивости базы с интегрированным масляным резервуаром. Благодаря короткому технологическому циклу производительность машины очень высока. Например, на изготовление детали выключателя весом 0,15 г затрачивается всего 12 секунд. Малый пресс — это младший образец семейства из девяти машин Allrounder, продемонстрированных на выставке фирмой. Все они характеризуются модульной конструкцией, экономичной быстродействующей гидравликой, допускают автоматическое изменение высоты формования. Самая большая модель Allrounder 820 S представляет собой двухкомпонентную установку с горизонтальным агрегатом типа 3200 и вертикальным агрегатом типа 150. Общее усилие формования достигает около 4000 кН. Плавильный цилиндр машины выполнен в виде отдельного модуля и может легко извлекаться для чистки или замены. Модель оснащена шнеком длиной 70, 80 или 90 мм, подающим до 1860 г полистирола. Длина агрегата — 2100–3200 мм, ширина рабочей зоны — 820 мм. Показанная на выставке модель Allrounder 820 S на радость наблюдавшим процесс посетителям выпускала инструментальные чемоданчики. Продолжительность полного цикла изготовления изделия весом 500 г составляла 45 секунд. Отформованные детали (корпус, шарнир, замок) подхватывал роботизированный подъемник Multilift и устанавливал на транспортер. После сборки готовый чемоданчик попадал прямо в руки будущему хозяину. Интеграция технологий Распространение литья под давлением приводит к появлению новых эффективных технологических симбиозов. Немецкие фирмы GЯnther и Stieler предложили концепцию изготовления полых пластмассовых деталей методом инъекции газа в расплав полимера через ту же фильеру, через которую подводится расплав. Новшество позволяет выпускать изделия с замкнутыми полостями, не прибегая к специальным газовым соплам. В основе установки для его реализации — стандартная игольчатая фильера, так что модульный характер агрегата сохраняется. Образование полости происходит следующим образом. Сразу же после заполнения формы в нее через то же самое сопло вводится газовая игла, запирающая подачу расплава и открывающая подачу газа. Газ проникает в расплав и вытесняет заданную часть его объема. После этого иглу убирают и вновь подают расплав, который запечатывает выходное отверстие иглы. Теперь изделие можно извлекать из формы. При использовании предложенного способа процесс значительно упрощается, а качество изделия повышается. Подчеркнем, что при этом отпадает необходимость в специальном сопле и дополнительном инъекционном отверстии. Однако скоро на смену этому способу в ряде случаев придет принципиально новый водоинъекционный метод производства полых пластмассовых деталей (таких как трубы, ручки и т. д.), за разработку которого группа сотрудников Германского института переработки пластмасс IKV получила первую премию Объединения промышленных исследований. Метод позволяет на основе технологии литья под давлением производить полые изделия за один технологический цикл. Расплав полимера заливают в металлическую форму детали, и тот, как обычно, начинает охлаждаться от наружной поверхности к середине. В процессе отвердения внутренняя, еще не застывшая часть расплава вытесняется, но не газом, а водой. Процесс ведется по замкнутой схеме с повторным использованием воды. По сравнению с предыдущим метод с водой, обладающей гораздо более эффективным охлаждающим действием, чем газ, позволяет сократить продолжительность производственного цикла на 70%. При этом удается заметно сузить толщину полимерной стенки. Таким образом, снижаются расход полимера и вес изделия (при большом объеме уменьшение веса достигает 65%). Поскольку главная часть производственных расходов приходится на полимерное сырье, изделие может стать дешевле на 50%. Вдобавок ко всему, полученные водоинъекционным способом полости лучше центрированы и имеют более гладкие стенки, что чрезвычайно важно для труб. Экструдеры Конструкции обычных экструдеров тоже непрерывно совершенствуются. Очень активно в этом направлении работает немецкая фирма ReifenhКuser, которая представила одношнековый экструдер RH 501-1-60-33D ht, открывающий новую серию оборудования этого вида. Главной особенностью является компактность машин, занимающих теперь на 30% меньше места благодаря применению принципиально новой системы прямого привода REItorque. С помощью этой системы, запатентованной в ЕС, США и Японии, вращение экструдера осуществляется от мотора напрямую, без неизбежных обычно коробки передач, сцепления и ременной передачи. REItorque в состоянии передать на низких оборотах крутящие моменты до 11 000 Н•м, довести электрическую мощность экструдера до соответствия требованиям производственного процесса и повысить его КПД на 6% при сокращении энергетических затрат. Новая система привода не требует ухода, может быть легко приспособлена к разным типам машин. Благодаря отказу от коробки передач, сцепления и шкивов замедляется износ движущихся деталей и отпадает необходимость в смазке и замене масла. Экструдер работает с меньшим шумом, чему дополнительно способствует применение водяного охлаждения мотора. Смена шнека выполняется очень легко: его можно извлекать как вперед — в направлении экструдирования, так и назад — сквозь привод. Преимущество малогабаритной машины особенно заметно сказывается при компоновке оборудования для многослойного экструдирования. Технические характеристики экструдера таковы: диаметр шнека — 60 мм; крутящий момент привода — 5000 Н•м; мощность — 125 кВт; четыре зоны нагревания-охлаждения; производительность — 330 кг ПЭВД (полиэтилена высокого давления) или 280 кг ПП (полипропилена) в час. Экструдер такого типа занимает среднее положение в серии, включающей модификации с диаметром шнека 25–90 мм, крутящим моментом 300–11 000 Н•м, мощностью 7,85–323 кВт. В промышленном производстве полимерной пленки применяют машины мощностью 18–155 кВт, работающие со скоростью 215–157 об/мин., а для экструдирования полимерных труб — машины на 4–200 кВт/142–150 об/мин. Лазерная обработка пластмасс Для обработки полимеров все чаще используют лазерные методы, возможности которых по отношению к пластмассам необыкновенно широки. Новинкой в этой области является технология внутренней послойной сварки полимерных материалов, совместно разработанная и представленная на выставке немецкими фирмами Grafe и Jenoptik. Суть технологии состоит в том, что лазерный луч, пройдя сквозь проницаемый слой, попадает на непроницаемую поверхность, в точке контакта с которой световая энергия трансформируется в тепловую. Из-за разогрева происходит точечное сваривание слоев. Прочность такого соединения при применении прозрачно-абсорбирующей компаунд-системы на основе поликарбоната лежит в области собственной прочности полимера — около 25 МПа. Для реализации этого способа служат специальные присадки, добавление которых делает материал проницаемым для лазерных лучей. На сегодняшний день присадки разработаны для полимеров PC, PMMA, PS, PP и PE. В принципе, компаунд-система может быть получена с любым прозрачным или слегка мутным полимером. Попутно фирме Grafe удалось синтезировать и лазеропроводный эластомер. Это достижение еще больше расширяет ассортимент проводящих компаунд-систем, к которым в будущем присоединятся полимеры типа ABS. Получение точечного шва при прогреве очень ограниченной зоны является главным преимуществом, делающим лазеры незаменимым инструментом для сварки пластмасс. Обработка детали лазером практически не вызывает деструкцию полимера; аккуратный шов не портит тонкую работу и почти не требует доводки, а припой в виде проволочки диаметром 0,15–0,60 мм равномерно сплавляется с материалом, обеспечивая высокую прочность соединения. Фирма Trumpf показала на выставке ручной сварочный аппарат, заметно расширяющий возможности применения лазерной сварки, наварки и резки пластмассы. Оптическую головку небольшого размера и веса вручную передвигают вдоль детали, так что сварка крупных деталей возможна в любом положении — даже в зажатом состоянии — и сама по себе неутомительна. Лазерный луч подходит к головке по длинному, гибкому световому кабелю. Установка имеет небольшие габариты, поэтому ее можно поместить в любое место и легко транспортировать на большие расстояния, не делая затем дополнительную юстировку. Свойственные лазерной сварке точность, надежность и высокое качество полностью обеспечиваются при работе этим ручным аппаратом. Расстояние до детали выдерживается с помощью ограничительного штыря. Для получения желаемого диаметра обрабатываемого пятна следует отрегулировать положение ограничителя относительно фокусирующей линзы. Аппарат позволяет вести сварку с защитным газом, подаваемым через трубку в корпусе сварочной головки, которая снабжена видеокамерой с откидным экраном — по нему можно контролировать положение фокуса на поверхности детали и вид шва. При необходимости уточнения изображение может быть выведено на дополнительный монитор. Известный специалист в области всех видов сварки швейцарская фирма Leister впервые продемонстрировала новый лазерный способ соединения пластмассовых изделий, не требующий специальных приспособлений для предварительного обжатия шва. Он позволяет получить практически незаметный, безукоризненный контурный шов. Двухмерный до сих пор процесс сборки пластмассовой конструкции достиг трехмерности и, обретя все преимущества внутриобъемной лазерной сварки, стал столь же гибким, как автоматическая сварка металлических деталей. Предложенное швейцарской фирмой решение является не только выходом из положения в тех случаях, когда возможности прежних способов — вибрационной или ультразвуковой сварки — исчерпаны. Новый способ открывает перед производителями широкие перспективы и большие возможности, в т. ч. экономии. Например, изготовление таких ответственных и «хитроумных» деталей, как автомобильные фары современного аэродинамического дизайна, теперь будет обходиться намного дешевле. Лазерные приборы можно использовать для измерения одного из важнейших параметров — температуры. Для этого в неудобных местах, в сложных условиях, на подвижных объектах теперь используют инфракрасные термометры — пистолеты Irtec немецкой фирмы Optris. В этом приборе впервые в мире применена наводка по зеленому лазерному лучу, обладающему восьмикратной различимостью на горящих или светящихся объектах и в условиях очень яркого окружающего освещения. Температурные замеры возможны в диапазоне от -30 до +2000 °С. Металлы и полупроводники можно исследовать с помощью излучения в 0,9–1,6 мкм. Во всех прочих случаях для измерения температуры от -30 до +930 °С используют спектр 8–14 мкм. Уровень эмиссии, максимальный и минимальный пределы, среднее значение устанавливает оператор. Прибор оснащен вводом для термоэлемента, адаптером для передачи информации на компьютер и памятью объемом 500 замеров. Фирма Optris показала на выставке самый маленький в мире программируемый термометр серии IRKompakt, способный регистрировать температуру от 0 до 1600 °С. Для пластмасс и стекла используется диапазон инфракрасных волн 5,1–7,9 мкм, для других случаев — тот же, что и в термометре-пистолете. Прибор имеет адаптерный выход на компьютер. Выпускается в стальном корпусе длиной 35–120 мм с резьбой М14–М18 и комплектуется оснасткой для охлаждения и продувки воздуха. Новые полимерные материалы Достижения в синтезе новых полимерных материалов не менее значимы, чем технологические разработки. Крупнейший мировой химический концерн BASF (Германия) в 2003 г. был отмечен престижной премией Международного общества по пластмассовой технике за создание первого в мире пластмассового поддона картера для грузовых автомобилей из нового материала Ultramid. Даже привычным к новшествам специалистам автомобильной промышленности это изделие показалось неординарным. Ultramid A3HG7 представляет собой комбинированную систему из полиамида 6,6 (ПА-6,6) с 35% стекловолокна. Новый материал удовлетворяет главному требованию автомобилестроителей по снижению уровня шума: по сравнению с поддоном из алюминиевого литья пластмассовый на 1 дБ «тише». Вес нового изделия на 50% меньше, а емкость —на 30% больше алюминиевого, благодаря чему эксплуатационные интервалы удлиняются на 50%. Поддон входит в комплект с новым 6-цилиндровым двигателем Mercedes-Benz Actros, который фирма планирует выпускать не менее 20 лет начиная с конца 2003 г. Производство пластмассового поддона картера стало технологически возможным благодаря высокой текучести расплава полимера, а применение изделия оправдано вследствие высокой ударной вязкости пластмассы, способной выдержать удары от всего, что летит из-под колес автомобиля. Не менее важны высокая химостойкость материала по отношению к горячим маслам и сохранение свойств при длительном воздействии температур около 120 °С. Поддон картера из Ultramid A3HG7 прошел нормативные испытания на старение при температуре 130 °С в течение 3000 часов, что соответствует десятилетней эксплуатации автомобиля или пробегу 1 млн км. Двигатель индустриального прогресса — автомобильная отрасль является солидным заказчиком и потребителем новинок в области пластических материалов. Организованная на базе химических предприятий Аугсбурга немецкая фирма Ultrapolymers создала на основе самых современных полимеров сиденье для автомобиля, которое в перспективе может быть использовано в любых транспортных средствах. После долгих поисков в качестве покрытия сиденья конструкторы применили специфический полипропилен Adstif, отличающийся жесткостью, повышенной устойчивостью против истирания и других видов износа. Модуль его деформации достигает 2400 МПа. Материал устойчив к температурам до 113 °С, а в течение 500 часов выдерживает и 150 °С без заметного изменения свойств. Важным преимуществом полипропилена Adstif являются однородность и гомогенность исходного полимера, неизменность его характеристик от партии к партии, хорошее экструдирование, обеспечивающее устойчивость и высокую производительность производственного процесса. Форма сидения отлично сохраняется благодаря особой патентованной конструкции: к полотну покрытия прикреплены проходящие сквозь обивку ленты, соединенные с обжимающими и натягивающими покрытие поперечными полосами в виде экструдированных профилей, заанкеренных в пенополиуретановом корпусе сидения. При выборе материала для натяжных полос особое внимание обращалось на два показателя. Это устойчивость к многократному знакопеременному изгибу, возникающему при меняющейся нагрузке на все сиденье или его отдельные участки, и отсутствие деформаций ползучести при температуре от -40 до +100 °С, т. е. возможности длительного поддержания первоначального натяжения покрытия. Необычный облик привычных вещей Трудно в одной статье охватить все оригинальные предложения участников выставки. Их было так много, и все чем-нибудь да привлекали внимание. Вот один из примеров — декоративная оптическая пленка Lenses, созданная специалистами фирмы Kurz. Это светопреломляющая пленка с тиснением глубиной 1 мкм, которое создает эффект, подобный явлению в тонких линзах: при наблюдении под углом к поверхности возникает ощущение, будто в глубине преломляется и фокусируется луч света. В сочетании с «радугой» это производит завораживающее впечатление. Lenses получают методом горячего тиснения или ламинирования как всей поверхности пленки, так и отдельных ее участков. Окраска пленки и размеры «линз» могут быть самыми разными. Lenses можно использовать для изготовления упаковки и печатных листов, для отделки электронных, специальных и бытовых приборов, мебели, текстилей, автомобилей. Для придания оптических эффектов картинам, надписям, цветовым композициям предлагаются прозрачные типы пленки. И хотя сфера ее применения пока ограничивается декоративными или рекламными целями, со временем возможны другие варианты использования пленки: например, для защиты от подделок или выполнения сигнальных функций. Альберт Полуновский, кандидат технических наук г. Фридрихсгафен, Германия

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок