ГЛАВНОЕ

Союз переработчиков пластмасс

Медиаплан 2022

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ

Тенденции в современной полимерной отрасли

| Тема: Интервью

Профессор Хельмар Франц

Обращение к читателям книги Гордон М. Дж. “Управление качеством литья под давлением”


Все современное развитие человечества неразрывно связано с развитием индустрии пластмасс — созданием новых и развитием существующих полимеров, способов ихпереработки, созданием изделий с новыми свойствами. 

Сегодняшний мир уже давно невозможно представить без пластмасс — начиная от предметов, окружающих нас в наших домах, и заканчивая деталями космических спутников и ракет. И эти пластмассовые предметы и детали поражают воображение и своими свойствами, и своимиприменениями, и размерами (от части корпуса трансатлантических авиалайнеров до наночастей медицинских устройств, вживляемых в организм человека).

Хотел бы обратить ваше внимание на те тенденции, которые существуют в современной полимерной отрасли. Ведь именно эти тенденции будут определять тематериалы, то оборудование и те технологии, которые будут использоваться уже завтра. И все мы должны знать и понимать их, чтобы иметь возможность разрабатывать, создавать и предлагать нашим с вами заказчикам то, что будет востребовано ими завтра.

Во-первых, хотел бы сказать о связи между всем развитием пластмасс и глобальными мировыми изменениями. Пластмассы стали основной составляющей нашей повседневной жизни и наиболее важным материалом из всех применяемых человечеством, и именно поэтому пластмассы и технологии их переработки (создания продукции из них) играют ключевую роль в стратегиях развития человечества, направленных на решение глобальных задач. А значит, будет существенно увеличиваться количество продукции (как по видам, так и по свойствам, и по назначению) вотраслях, связанных с решением глобальных вызовов. Основные вызовы стоят сейчас перед человечеством на таких направлениях как: Здоровье и Пища; Климат и Энергия; Коммуникации; Строительство; Безопасность; Транспорт.

И ни в одном из перечисленных выше направлений развития человечества невозможно представить себе жизнь без пластмасс. Это и медицинские устройства,сохраняющие многие тысячи жизней, и упаковка, сберегающая миллионы тонн продуктов, и части устройств, помогающих получать энергию из альтернативных источников, и средства связи, и детали и части автомобилей, самолетов и космических ракет.

Во-вторых, конечно же, надо обратить внимание на развитие самих полимеров. Ведь для решения глобальных проблем будут требоваться новые подходы, новые изделия (или новые компоненты существующих) с новыми назначениями и свойствами. Все это влечет за собой бурное развитие отрасли по пути создания новых полимеров и поиску технологий по переработке уже существующих, но трудно перерабатываемых. Именно поэтому появляются полимеры со свойствами, которые раньше было трудно, или вообще невозможно, себе представить. 

Это пластмассы различной тепло- и электропроводности, пластмассы, стойкие к воздействию агрессивных сред, к механическим, ударным или тепловым нагрузкам, пластмассы, способные пропускать или блокировать свет определенной длины волны. И еще десятки, сотни, еслине тысячи материалов с различными свойствами. При этом, надо сказать, что многие полимерные материалы были созданы десятки лет назад, но, в силу своих специфических свойств, так и не нашли широкого распространения в виду крайней сложности обработки. Есть ведь пластмассы, способные работать при температурах более 400С0, но при этом настолько неудобные в обработке, что сейчас изделия из них делают на металлообрабатывающих станках,выбрасывая в отходы львиную долю весьма дорогостоящего материала.

В-третьих, конечно же, всех волнует вопрос — что будет, когда закончатся ресурсы нефти. И здесь надо отметить, что на данный момент производство полимерных материалов использует лишь около 5%(!) от всей потребляемой в мире нефти. И это — все материалы, идущие на изготовление всех изделий, включая все миллионы квадратных метров упаковки, включая все миллионы километров труб ивсе миллионы тонн пластиковых изделий во всем мире. И при этом, существенная часть изделий из пластмасс перерабатывается вторично, превращаясь либо в сырье для новых изделий, либо в топливо для производства энергии.

Кроме того, все мы знаем, что уже давно синтезированы полимеры из биоресурсов. Это полимеры из растений, дерева, целлюлозы, лактозы, крахмала и т. д. И объем производства этих пластмасс растет ежегодно на 80%(!) последние 5 лет. Но, пока еще стоимость производства биополимеров высока, поэтому основные пластмассы, потребляемые в мире, делаются по-прежнему из нефти и нефтепродуктов. Но, уже сейчас, принимая во внимание три перечисленные выше тенденции, можно с уверенностью заявить: Эра, когда не будет нефти и металла, — это эра полимеров!

И, конечно же, аспект защиты окружающей среды. Тут, справедливости ради, надо сказать, что многие современные защитники среды, призывая сократить использование полимерной упаковки, в частности, пластиковых пакетов, обращаютвнимание на стоимость утилизации готовой упаковки (сравнивая, например, утилизацию пластикового, бумажного и текстильного пакетов). 

При этом они начисто забывают о том, что производство самой этой упаковки также может наносить вред окружающей среде. Так вот, при анализе всего цикла жизни упаковки (включая ресурсы и энергию на производство и на утилизацию упаковки) наименьший вредокружающей среде наносит именно полимерная упаковка. Но, разумеется, в обществе должна прививаться культура правильной утилизации отходов. Более того, сравнительный анализ применения полимерных и альтернативных (металл, стекло, дерево, минеральная вата, резина и пр.) материалов во многих отраслях показывает существенное (от 30 до 300% в зависимости от изделий иотрасли) сокращение потребления энергии и снижение выброса парниковых газов (а, соответственно, и нанесение вреда окружающей среде).

Кроме того, уже многие годы идет создание и совершенствование биоразлагаемых полимеров. И это зачастую не биополимеры, созданные на базе биоресурсов, аполимеры, созданные на основе нефтепродуктов.

Одним из основных способов изготовления изделий из пластмасс является литье под давлением. Именно этим способом изготавливается около половины всей пластиковой продукции. И, разумеется, те тенденции развития полимерной отрасли, о которых мы говорили выше, не могут не влиять на развитие технологий и оборудования для литья пластмасс под давлением.

Сегодня, в производстве инжекционно-литьевых машин (термопластавтоматов/ТПА) наметились два основных направления развития — развитие высокотехнологичных комплексов и совершенствование, повышение эффективности самихмашин. Давайте рассмотрим эти направления более подробно.

Тенденция 1: Развитие стандартных литьевых машин


Производители машин, следующих данному направлению (среди них, как пример, одни из самых известных: Arburg, Fanuc, Haitian, Zhafir) фокусируются на основных преимуществах процесса литья под давлением, таких как: быстрота изготовления изделий; возможность выпуска изделий большими партиями с высокой повторяемостью; легкость производства изделий со сложной геометрией; производство изделий, готовых к использованию или последующей сборке.

Основной плюс подобного подхода в том, что производитель пластмассовых изделий получает постоянно-совершенствуемые литьевые машины, способные использовать перечисленные выше преимущества и готовые эффективно работать с появляющимися новыми полимерными материалами. Конечно же, подобные стандартные литьевые машины должны иметь возможность подключения стандартного же дополнительного оборудования. Сегодня этовозможно благодаря системе стандартизации посадочных мест, разъемов, интерфейсов и протоколов Евромап (EuroMap).

Тенденция 2: Развитие высокосложных комплексных систем

Производители оборудования, идущих по этому пути (среди них, как пример, одни из самых известных: Engel, Husky, KraussMaffei) совершенствуют дополнительное оборудование сопряженное с ТПА, для достижения комплексного решения. Этомогут быть и со-экструдеры для подготовки материала, и интегрированные роботы, исистемы литья с дополнительными элементами, и т. д. Зачастую в подобных комплексах инжекционно-литьевая машина уже является вспомогательным оборудованием. Основной плюс для производителя продукции в том, что он получает комплекс, решающий его конкретную задачу. Но в этом же и его основные недостатки — комплекс может базироваться только на основе специфики производства конкретного переработчика пластмасс, и у подобного комплекса практически полностью отсутствует гибкость и возможность развития дальнейших применений. Кроме того, надо принять во внимание то, что для подобного высокосложного комплекса требуется высококлассный рабочий и сервисный персонал. Ну и, конечно же, стоимость подобного комплекса очень высока.

Хотел бы отметить и то, что все большее распространение получает применение различных технологий литья. По моему мнению, одна из наиболее перспективных технологий — нехимическое вспенивание материала. Такая технология позволяетсократить массу изделия, и, зачастую, время цикла, улучшить качество поверхности, снизить необходимое усилие запирания литьевой машины. Все это дает существенное повышение эффективности производства пластиковой продукции. И, конечно, нельзя забывать о возможности появления новых технологий изготовления пластиковых изделий. Так, например, технология 3D-печати, ранее применявшаяся только для прототипирования, сейчас уже используется для изготовления небольших партий сложных изделий.

Очень наглядно эти тенденции были видны на последней выставке «К-2010» в Дюссельдорфе, где раз в три года лучшие производители оборудования устраивают своего рода олимпийские игры полимерной индустрии, предлагая вниманию посетителей свои самые новые разработки. Но, для меня наиболее интересно мнениепроизводителей пластиковой продукции — что же они, как потребители оборудования думают об этом.

Что наиболее важно?

В 2011 году, после прошедшей в конце 2010 года выставки «К», профессор Йегериз Института Пластмасс и Каучука г. Вюрцбурга (Prof. Jaeger (FHWuerzburg), совместно с немецким журналом «Переработчик пластмасс» (“Plastverarbeiter”), провели круглый стол с техническими специалистами и управляющими десяти крупнейших производителей пластиковой продукции Германии. Выводы, полученные профессором Йегером, интересны и показательны:

Во-первых, что касается термопластавтоматов

• Развитие и применение комплексных систем не является решением литьевых задач, стоящих перед производителями.
• Наиболее востребованы литьевые машины, оснащенные необходимыми интерфейсами для интеграции со всевозможными средствами автоматизации и универсальным дополнительным оборудованием.
• Большинству переработчиков пластмасс понятны преимущества полностью электрических ТПА. Лишь существенно большая цена электрических ТПА, чем цена высококлассных гидравлических машин, на данный момент замедляет повсеместное и полномасштабное применение данной технологии.

Во-вторых, наиболее важными и актуальными проблемами в процессе литья поддавлением являются

• непостоянство качества сырья;
• влияние свойств сырья на качество производимой продукции;
• отсутствие корректно интегрированных систем измерения и системы обратных связей.

В-третьих, одна из самых актуальных задач на сегодняшний день — контроль качества производимой продукции

Какой же будет литьевая машина будущего? Что ждет нас в дальнейшем? Каковы тенденции в конструировании ТПА? Я абсолютно уверен — в ближайшиегоды произойдет существенное изменение взгляда на приводы литьевой машины, и в ближайшее десятилетие совершится полный и безоговорочный переход на электрический привод, и именно полностью электрические ТПА будут составлять подавляющее большинство. По крайней мере, это будут машины, основой которыхбудут электрические технологии, в том числе, и машины использующие магнитное поле.

Это обуславливается теми неоспоримыми преимуществами, которые дает полностью электрическая литьевая машина: высочайшая точность; высочайшая повторяемость; высокая скорость; снижение эксплуатационных расходов; сбережение энергии. Все это вместе дает главное, что нужно производителям пластиковых изделий — снижение себестоимости готовой продукции. И, кроме этого, именно электрические ТПА будут способны работать с новыми материалами, выпускать изделия, которые будут востребованы завтра.

Конечно, как любое развитие, переход от механических ТПА к электрическим (да-да, именно электрические ТПА проектировались и создавались во всем мире в 1970-е годы), потом к гидравлическим, потом — к гибридным, затем — к оснащенным серводвигателями, и, наконец, — снова к электрическим ТПА, невозможенскачкообразно. Невозможно представить, что завтра включится какой-то выключатель, и все начнут использовать оборудование нового типа. И, конечно, переход на новые технологии будет идти лавинообразно — чем дальше, тем больше будет меняться картина «полимерного мира». И те переработчики пластмасс, которые первыми переходят на новые технологии, и рискуют несколько больше, с одной стороны, но и выигрывают значительно больше, отвоевывая рынок у своих конкурентов.

Но полностью электрический ТПА не должен быть просто стандартной гидравлической машиной, на которую поставили электродвигатель. И уже сейчас серьезные компании-производители создают другие коленно-рычажные системы, обладающие другой кинематикой и динамикой, способные полностью использовать преимущества электрического привода. Разумеется, невозможно создавать литьевую машину будущего в отрыве от развивающихся технологий. Конструкторами должны быть учтены и использованы и такие технологии литья как вспенивание, новые технологии пластификации, возможности литьевых технологий с более низким давлением или температурой. 

Должны быть рассмотрены возможности замены стали и металлов композитными материалами, возможности совершенствования электрических приводов и разработки новых. Именно такое объединение усилий конструкторов-машиностроителей, химиков и инженеров позволит в обозримом будущем создать литьевые машины, способные изготавливать изделия из пластмасс, затрачивая при этом менее 0,1 КВт/ч на 1 кг материала. Но, пока это еще разрабатывается и совершенствуется, а мы, уже сегодня должны производить продукцию для наших заказчиков, и делать это максимально эффективно. Думаю, книга, лежащая перед вами, поможет этого добиться. Итак, уважаемые читатели, желаю вам приятного интересного чтения, новых полезных знаний и успешного их применения!

С пожеланием успехов,
искренне ваш Профессор Хельмар Франц


СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [155]     Изделия [78]   
 Оборудование [44]     Сырье [114]   
 Обзоры рынков [189]     Интервью [100]   
 Репортаж [26]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Какая сейчас главная трудность для вашей компании?

результаты


Проводится с 15.07 по 31.08.2022

Получаем результат...
Онлайн магазин книг Телеграм канал Plastinfo.ru интерпластика: международная выставка пластмасс и каучуков видео о индустрии переработки пластмасс и каучука

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Изделия

Полипропиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы
Фитинги
ПВХ окна и двери
Емкости 1-5л
Канистры
Полиэтиленовая пленка
Мешки, пакеты майка
Термоусадочная пленка
Вагонка, сайдинг, профили
Сотовый поликарбонат

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
База полимеров
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама