Типовые технологические схемы производства изделий методом термоформования

Технологический процесс изготовления полимерных объемных изделий методом термоформования в самом общем виде состоит из подготовительных операций по разрезке и раскрою листов; основных операций по формованию и заключительных операций: вырубки, механической обработки, зачистки и доводки отформованных изделий. Вспомогательными операциями являются переработка и использование отходов. При изготовлении малогабаритных изделий ряд перечисленных операций, вплоть до переработки отходов, можно выполнять на многопозиционном формовочном агрегате. Кроме того, некоторые виды современного оборудования позволяют наполнять формуемую тару и упаковку сыпучей, жидкой и высоковязкой продукцией.

В качестве базовой технологической схемы производства объемных изделий из листовых заготовок методом гермоформования может быть принята схема, изображенная на рис. 2.63.

Листы термопласта, упакованные в специальную тару (разовую или оборотную) и переложенные оберточной бумагой или полимерной пленкой, доставляют на внутрицеховом транспорте в помещение формовочного отделения. На специальных столах с жестким покрытием тару вскрывают. Листы термопласта укладывают на передвижные стеллажи, а тару и оберточную бумагу складывают в специально отведенном месте и затем на внутризаводском транспорте вывозят из цеха на склад тары и упаковки.

Подвижные стеллажи или подводят прямо к формовочным машинам (если стандартный лист соответствует размерам применяемых в данном процессе заготовок), или направляют к верстакам для разметки. Размеченные листы вновь укладывают на подвижные стеллажи и транспортируют к оборудованию для резки заготовок. При получении заготовок прямоугольной формы чаще всего операцию разметки опускают, используя специальные приспособления, обеспечивающие получение заготовок необходимых размеров непосредственно при резке.

При применении высокопроизводительных многопозиционных машин (например, ротационного типа) к каждой из них доставляют подвижный стеллаж с заготовками и стеллаж либо поддон для отформованных изделий. При применении малопроизводительных машин (например, однопозиционных) один стеллаж с заготовками и один стеллаж для готовых изделий подается к группе из двух-пяти машин.

Отформованные изделия поступают либо на промежуточное хранение, либо сразу на механическую обработку. В зависимости от конфигурации изделия, размеров и материала операции механической обработки выполняют на одном месте (вырубным штампом) или пооперационно (см. рис. 2.63). К пооперационной обработке прибегают при обрубке кромок или получении отверстий одновременно в трех и более плоскостях, а также при работе с хрупкими полимерами, например ПММА, при получении просечек сложной формы и т. и.

По окончании механической обработки изделия на ручной тележке направляются при необходимости на сборку с комплектующими деталями или непосредственно на упаковку. Упакованная в картонную, деревянную или иную тару продукция.

Рис. 2.63. Технологическая схема производства формованных изделий из мерных заготовок: 1 — транспортировка листов или пленки к формовочной машине; 2 — распаковка; 3 — резание листов; 4 — транспортировка заготовок к формовочной машине; 5 — формование изделий; 6 — транспортировка изделий на промежуточное хранение; 7 — промежуточное хранение; 8 — транспортировка изделий на механическую обработку; 9 — вырубка изделий; 10 — сверление отверстий; 11 — вырубка фигурных отверстий; 12 — зачистка изделий; 13 — транспортировка на сборку; 14 — сборка и протирка изделий; 15 — упаковка изделий; 16 — транспортировка готовой продукции внутрицеховым транспортом направляется на склад. При этом чаще всего используется напольный транспорт. В отдельных случаях на предприятиях с большой производственной программой для межоперационной транспортировки может быть использован люлечный транспортер.

На рис. 2.64 приведена технологическая схема производства объемных изделий совместно с изготовлением листовой заготовки. При использовании машин ленточного типа с применением готового рулонного материала технологическая схема производства значительно упрощается.

Рулонный материал в упаковке поступает со склада сырья в цех. Его распаковывают и на специальной тележке, обеспечивающей подвешивание рулона, доставляют к формовочной машине. После формования готовые изделия упаковывают в картонную тару и транспортируют на склад готовой продукции. В качестве примера на рис. 2.65 показан процесс изготовления мелкой тары из рулонного материала с се последующим наполнением. Транспортировка со склада рулонного материала осуществляется электроили автопогрузчиком / и с помощью кран-балки 2 устанавливается на размоточное устройство 3. Производство мелкой тары ведется, как правило, на многопозиционных автоматических линиях. На этих линиях осущест;

Рис. 2.64. Технологическая схема производства формованных изделий из рулонных материалов: 1 — емкости с сырьем; 2— листовальный (пленочный) агрегат; 3 — кран-балка для транспортировки рулонов; 4 — формовочный агрегат; 5 — измельчитель отходов (с гранулятором или без него); 6 — электропогрузчик.

Рис. 2.65. Схема изготовления мелкой тары с ее последующим заполнением на формующем агрегате: 1 — автопогрузчик; 2 — кран-балка; 3 — размоточные устройства; 4 — узлы нагрева листа для формования тары и крышки; 5 — узел формования тары; 6 — узел дозирования; 7 — узел вырубки крышек; 8 — узел формования крышек; 9 — узел укупорки тары; 10—конвейер для транспортировки готовых изделий; 11 — технологический контейнер; 12— измельчитель вляется нагревание заготовок, формование готовых изделий, их вырубка и штабелирование. Полученные упаковки на специальных поддонах напольным транспортом направляются на промежуточное хранение или прямо к фасовочной машине, где наполняются, укупориваются и укладываются в транспортную упаковку, после чего направляются на склад готовой продукции. Технологические отходы собираются в контейнеры, дробятся, затариваются в мешки и транспортируются на склад для дальнейшей продажи.

На рис. 2.66 представлена схема производства емкостей методом двухстороннего формования. Полужесткий рулонный материал доставляется со склада сырья злектроил и автопогрузчиком / и с помощью кран-балки 2 устанавливается на размоточное устройство 3 формовочного агрегата. Затем механизмом 4 лист складывается вдвое, нагревается и формуется методом пневматического двухстороннего формования (позиция 5). При этом, например, токами высокой частоты, осуществляется сварка кромок. Отформованные изделия заполняются на позиции 6 и разделяются на блоки режущим устройством 7. Заполненные емкости в блоках 8 завариваются на сварочной установке 9 и поступают на этикетировочную машину 10. После этого блоки разделяются на отдельные емкости (позиция 11), которые укладываются в транспортные упаковки 12 и направляются напольным транспортом (например, ленточным конвейером 13) на склад готовой продукции. Технологические отходы собираются в контейнеры 14, дробятся (позиция 15), затариваются в мешки и транспортируются на склад для дальнейшей продажи.

При изготовлении изделий из многослойного гофропласта чаще всего используется схема, представленная на рис. 2.67.

Гранулированный материал поступает на предприятие, например, автотранспортом 1 в крафт-мешках или мягких контейнерах. После разгрузки с помощью электроили автопогрузчиков 2 гранулят поступает на растаривающее устройство 3, куда материал в мягких контейнерах подается с помощью кран-балки 4, а материал в крафт-мешках — электроили автопогрузчиками. Из растаривающего устройства гранулят пневмотранспортом подается на складирование в силос 5. Далее возможны.

Рис 2.66. Схема изготовления емкостей двухсторонним пневмоформованием, их наполнения, укупоривания и этикетирования. Пояснения в тексте

Рис. 2.67. Схема изготовления изделий из многослойного гофропласта. Пояснения в тексте.

два варианта. Если материал требует предварительной сушки, то из силоса также с помощью пневмотранспорта он направляется сначала в сушилку, а затем подается в листовальные агрегаты 6, 7 и 8. Материалы, не требующие подсушки, направляются сразу в бункеры этих агрегатов, как это показано на рис. 2.67.

Из листовального агрегата 6 лист полимера подается на вакуум-формовочный барабан 9, где лист гофрируется и соединяется с другим листом, поступающим из второго экструзионно-листовального агрегата 7. Лист с гофром поступает на ламинатор 10, где соединяется с третьим листом, поступающим от листовального агрегата 8. Материал калибруется по толщине на установке 11, охлаждается в узле 12 и разрезается на полосы (позиция 13). Полученный гофропласт режется на листы (позиция 14), из которых при необходимости вырубают заготовки (позиция 15) и производят те или иные объемные изделия (позиция 16). При получении изделий используется либо метод сборки, либо сварка, либо склеивание. Готовые изделия транспортируются на склад. Технологические отходы от производства гофролиста и тары собираются в технологические контейнеры /7, дробятся на измельчителях 18 и с помощью пневмотранспорта подаются, если это допускается техническими условиями, в бункеры листовальных агрегатов 6, 7 и 8, где смешиваются с первичным сырьем в установленной пропорции.

Достаточно широко в промышленности используются так называемые замкнутые технологические схемы, пример которой представлен на рис. 2.68. Гранулированный материал поступает на предприятие, например, автотранспортом 1 в крафт-мешках или мягких контейнерах. После разгрузки с помощью электро* или автопогрузчиков 2 гранулят поступает на растаривающее устройство 3, куда материал в мягких контейнерах подается с помощью кран-балки 4, а материал в крафт-мешках — электроили автопогрузчиками. Из растаривающего устройства гранулят пневмотранспортом подается на складирование в силос 5. Далее возможны два варианта. Если материал требует предварительной сушки, то из силоса также с помощью пневмотранспорта он направляется сначала в сушилку, а затем подается в бункер экструдера 6. Материалы, не требующие подсушки, направляются сразу в бункер экструдера, как это показано на рисунке. Лист термопласта из экструдера 6 через гладильный каландр 7 подается на позицию формования 8. Затем на позиции 9 осуществляется вырубка готовых изделий, а отходы листа через измельчитель 10 пневмотранспортом возвращаются назад и поступают в виде добавки к исходному сырью в бункер экструдера. Отформованные изделия либо упаковываются на позиции 12 и направляются на склад, либо, если формуется тара, подаются на наполнение и укупорку (позиция 11), а уже оттуда отправляются на упаковку и далее на склад.

Значительно отличается от описанных выше технологических схем процесс производства изделий методом топформования (рис. 2.69). Гранулированный материал поступает на предприятие, например, автотранспортом 1 в крафт-мешках или мягких контейнерах. После разгрузки с помощью электроили автопогрузчиков 2 гранулят поступает на растаривающее устройство 3, куда материал в мягких контейнерах подается с помощью кран-балки 4, а материал в крафт-мешках — электроили автопогрузчиками. Из растаривающего устройства гранулят пневмотранспортом подается на складирование в силос 5. Если материал требует предварительной сушки, то из силоса также с помощью пневмотранспорта он направляется сначала в сушилку, а затем подается на шнековый пластикатор 6. Материалы, не требующие подсушки, направляются сразу в бункер шнекового пластикатора, как э го показано на рис. 2.69.

Рис. 2.68. Схема процесса производства формованных изделий на автоматах замкнутого цикла. Пояснения в тексте.

Рис. 2.69. Схема процесса изготовления мелкой тары методом топформования. Пояснения в тексте.

Далее происходит оформление заготовки, которая затем автоматически передается на позицию формования. Чаше всего пластикация, получение заготовки и формование изделия 7 происходит на одном агрегате. Если формуется тара, то она подается на фасовочную машину 8, где происходит ее заполнение, а затем на позиции 9 укупорка. На позиции 10 готовые изделия упаковываются в картонную тару. Брак и другие технологические отходы собираются в технологические контейнеры 11 и затем дробятся на измельчителе 12. Измельченная крошка, если это допускается техническими условиями на изделия, направляется в бункер пластикатора 6, где в соответствующей пропорции добавляется к первичному сырью.

На рис. 2.70 показана технологическая схема механического формования емкостей, состоящих из двух частей. Тонкий лист в рулонах подается со склада на электроили автопогрузчиках 1. Рулоны с помощью кран-балки 2 устанавливаются на два формовочных агрегата. Верхняя и нижняя части емкостей формуются отдельно на позициях 4 из предварительно нагретых на позициях 3 заготовок. Отформованные части изделий вырубаются, штабелируются (позиции 5) и, если надо, направляются на промежуточное хранение. Затем подаются на участок сварки 6, где свариваются трением,.

Рис. 2.70. Схема механического формования емкостей, состоящих из двух частей. Пояснения в тексте с помощью ультразвука или другими методами диффузионной сварки. Изготовленные емкости либо сразу упаковываются на позиции 9 в картонную или пленочную тару и подаются на склад, либо предварительно наполняются (позиция 7) и укупориваются на позиции 8, а уже затем укладываются в транспортную и отправляются на склад.

Для формования изделий из листовых и пленочных термопластов характерно значительное количество отходов. Обрезки и стружка, полученные при механической обработке, после измельчения и подсушки могут быть использованы как сырье для других производств переработки пластических масс. В связи с этим все отходы, полученные при механической обработке, и забракованные изделия сортируют и в специально приспособленной таре направляют на склад отделения по переработке отходов. Крупные куски термопласта разрезают на ленты шириной до 100−150 мм на ленточной или дисковой пиле. Мелкие отходы сразу подаются на измельчитель (обычно роторного типа). Туда же поступают и предварительно нарезанные куски термопласта. Измельченный материал затаривают в крафт-мешки и отправляют в соответствующий цех для использования. Технологическая схема переработки отходов приведена на рис. 2.71.

Необходимо иметь в виду, что высокопроизводительные современные агрегаты иногда дополнительно оснащаются устройствами для непрерывного дробления листа,.

Рис. 2.71. Технологическая схема переработки отходов производства формованных изделий из термопластов: 1 — сортировка и укладка отходов в тару; 2 — транспортировка на склад дробильного отделения; 3 — хранение отходов; 4 — транспортировка отходов к ленточной пиле; 5 — резка отходов; б — транспортировка отходов к измельчителю; 7 — измельчение и затаривание отходов; 8 — транспортировка на вторичную переработку перфорированного после вырубки из него готовых изделий. Но и в этом случае для дробления бракованных изделий рекомендуется иметь специальные измельчители.

В табл. 2.12−2.16 приведены некоторые данные для планирования численности работающих и количества оборудования, необходимых для реализации описанных выше технологических схем.

Для укрупненных расчетов при определении расхода листа на термоформование могут быть приняты расходные коэффициенты в диапазоне 1,15−1,50.

Таблица 2.12. Усредненные данные для определения норм обслуживания термоформовочного оборудования.

Таблица 2.13. Нормативы для определения численности рабочих.

Таблица 2.14. Номенклатура должностей и функций управления инженерно-технических работников цехового управленческого персонала.

Таблица 2.15. Функциональное разделение труда по категориям работающих в основном производстве.

Все отходы при производстве формованных изделий являются возвратными или используемыми, кроме потерь при переработке отходов, которые составляют 0,05−0,2% от готовой продукции.