Виды оборудования для производства изделий из пластмассы

Потребление пластмассы в России увеличивается с каждым днем, ведь современному человеку трудно обойтись без одноразовых контейнеров, пластиковых пакетов, мусорных мешков. Это все предметы разового использования, и поэтому они нуждаются в замене. Существуют и другие применения изделий из пластмассы. Это предметы обихода – мебельная фурнитура, корпуса бытовых приборов, кухонная утварь. Востребована пластмасса в электрике, строительстве, машиностроении.
Поскольку рынок пластиковой продукции в России заполнен только на 75 %, начинающие предприниматели могут открыть собственное производство и выпускать пластиковые плиты, упаковочную пленку, изоляцию для проводов и другую важную продукцию.

Чтобы открыть цех по выпуску изделий из пластмассы, потребуется сырье и полимерное оборудование. В целом затраты на открытие дела невелики.

Виды пластмасс и сырье

цех по производству пластмассовых изделий

При производстве полимерных изделий используются следующие виды пластических масс:

• поливинилхлорид;
• полиэтилен;
• полипропилен;
• полиэтилен высокого, низкого давления;
• полистирол;
• полиэтилентерефталат.

Одна из особенностей производства изделий из пластмасс — это подбор сырья. Даже самое лучшее оборудование необходимо перенастраивать при смене производителя исходного материала. Иначе изменится качество готовой продукции.

Где может быть использована такая установка?

Оборудование для производства пластиковых изделий подобного типа пользуется высоким спросом при создании наружной рекламы (формирование логотипов и объемных букв), в торговых и холодильных витринах и т. п.

Этот агрегат имеет возможность заняться выпуском POS-материалов, да и в автомобилестроении он может пригодиться.

Нельзя не отметить, что даже в садовых бассейнах присутствует достаточно большое количество деталей из пластика. Собственно, как и в строительстве с дизайном. Поэтому и рентабельность бизнеса будет достаточно высокой.

Технология производства

Получение любых видов пластмассовых изделий осуществляется по единому алгоритму:

• создание определенного химического состава;
• в среду полимеров вводится газ (при изготовлении пенопластов и поропластов);
• придание полученной массе необходимой конфигурации (отливка);
• фиксация окончательной формы.

На первом этапе различные ингредиенты перемешивают до получения пластической субстанции. Далее в полимер вводят газовую фазу, используя один из методов: механическое вспенивание, введение быстрозакипающих веществ, испаряющихся при нагреве или ввод под давлением непосредственно газа. Метод производства зависит от вида продукции и типа полимера.

Существует несколько методов производства пластмассовых изделий:

• вакуумное формование — из листов пластика под различным давлением получают необходимые формы;
• прессионное формование — внутри формы заготовка сжимается, излишки материала выдавливаются через щели;
• компрессионное формование — необходимое при производстве количество материала вливается в форму, половинки формы сближаются и выдавливается изделие;
• литье (отливка) — пластиковая масса переводится в жидкое состояние и заливается в формы, соответствующие будущим изделиям. Таким способом производится большинство предметов: посуда, канцтовары, другое;
• выдув — нагретая масса подается в форму, которая закупоривается и заполняется воздухом. Полимер распределяют равномерно по внутренним поверхностям формы;
• экструзия — масса размягчается и продавливается через матрицу, создающую необходимую форму;
• термоформование;
• инкапсуляция;
• формование наслаиванием.

Достоинства материала

Для пластиковых изделий характерна устойчивость к разнообразным природным осадкам и другим воздействия. Они не поддаются коррозии, к тому же обладают простотой в использовании, гигиеничностью и высокой прочностью. Кроме того, все эти свойства современный пластик может сохранять достаточно длительное время. К тому же каждый человек сможет перекрасить изделие из такого материала в любой цвет без особых усилий. И при всех этих преимуществах пластик, как правило, не отличается высокой стоимостью.

Оборудование для производства изделий из пластика

Для изготовления изделий из различных видов пластмасс используются готовые технологические линии или отдельные станки.

Экструдеры

конический двухшнековый экструдер

Большая группа станков, на которых производят: рукавные и листовые пленки, оконные профили, трубы, полимерный лист, пластиковый шифер, вспененные профили.

Плоскощелевая установка включает следующий набор элементов:

• экструдер с системой фильтрации;
• пневмозагрузчики;
• головка раздувочная с охладителем;
• калибровочный механизм;
• тянущее устройство и поворотные горизонтальные штанги;
• модуль плоской укладки;
• намотчик.

Основное устройство станка — это экструдер, все дополнительные механизмы составляют линию экструзии. Производство работает в автоматическом режиме, управляемое программой.

Термопластавтоматы

Станки для литья пластмасс под давлением. Подготовленная масса заливается в формы и охлаждается, получается готовое штучное изделие. 75% всех пластиковых изделий на планете выпущено на таких станках. Технология позволяет создавать продукцию сложных форм, точно соответствующую необходимым размерам, армированную, полую, изделия из нескольких цветов пластика, гибридные, из вспененного материала и другие. Литьевая машина может работать с любыми видами пластмасс.

Конструкция станка содержит:

• модуль подготовки материала;
• модуль закрывания и открывания форм;
• привод;
• блок автоматического управления.

Оборудование для литья пластмасс под давлением дорого и содержит множество инновационных решений. По конструкции литьевые аппараты делятся на:

• двух- и одночервячные, червячно-поршневые и поршневые;
• с одним или несколькими узлами пластикации;
• с раздельной или совмещенной пластикацией;
• по количеству узлов смыкания форм: однопозиционные или многопозиционные;
• электрические, гидромеханические, электромеханические.

Выдувные машины

Используются для производства полых емкостей с тонкими стенками, например, канистр, бочек, бутылок емкостью до 5 тысяч литров. Выдувной аппарат подогревает материал и формует его методом выдувания. Нередко выдувной метод комбинируется с литьем под давлением в едином инжекционно-выдувном станке. Таким способом производят ПЭТ-тару.

Экструзионно-выдувные станки

Объединяют технологии выдува и экструзии, поэтому могут производить более широкий ассортимент продукции, чем выдувные машины: баки топлива, бампера, поддоны, сиденья, ведра, бочки, игрушки, бутылки для кетчупа и молока, флаконы для косметических средств. Все процессы контролируются микропроцессором. Станки классифицируются:

• по типу головок;
• по количеству постов;
• по количеству ручьев.

Устройство машины включает:

• экструдер, в котором сырье превращается в мягкую однородную массу;
• экструзионная головка располагается на выходе из экструдера, через нее проходит масса. Головка может быть много- или одноручьевой, угловой или прямоточной. Проходящая через экструзионную головку масса формирует рукав или трубную заготовку;
• выдувная часть это основной узел машины, здесь подается сжатый воздух (через иглу, ниппель или дорн), форма подводится и смыкается, заготовка охлаждается, форма раскрывается и извлекается изделие. Здесь же прочищается сварной шов.

Экструзионно-выдувной станок комплектуется компрессором и охладителем.

Термоформовочные станки

термоформовочная машина

Это оборудование для изготовления продукции из пленки, подаваемой непрерывно. Толщина и состав пленки может быть различным. Основная продукция — пластиковые и бумажные продуктовые одноразовые контейнеры, стаканы.

Принцип работы термоформовочного станка: материал нагревается до 140 градусов по Цельсию, из рулона выдувается изделие. Обычно на производстве используется пленка толщиной от 100 микрометров.

Термоформовочные станки могут быть ленточным, ротационным, револьверным, много- или однопозиционным. Кроме формования, на ленточном станке изделия вырубаются и укупориваются. Револьверные и ротационные более подходят для формовки. Управляется процесс автоматически, вручную или полуавтоматически.

Какие современные установки можно приобрести?

Станок для производства пластиковых изделий создан для выполнения широкого спектра задач. Речь идет о всевозможных транспортерах, конвейерах и сепараторах. Если начать рассматривать оборудование, с помощью которого можно заниматься производством пластика, то следует выделить основные установки и всевозможные виды профилей.

Технологическая линия имеет в своем составе экструдер. Обычно этот станок двухшнековый (со шнеками конического размера), с калибровочно-вакуумным столом, тянущим устройством, специальными пилами и приемным устройством в виде стола. Кроме того, линия может комплектоваться всеми необходимыми аппаратами, которые способны производить пластиковые панели.

В состав технологической линии входит термопластавтомат. Подобная установка для производства пластиковых изделий обладает водопроводным фитингом, переходником, поддоном, колпачком, крышкой и корпусом, обладающим достаточно сложной формой. В качестве сырья может быть использован полиэтилен, полипропилен, полистирол и нейлон.

Автомат для производства пластиковых изделий предназначен для того, чтобы обеспечить предпринимателя полным циклом изготовления необходимой продукции. Кроме того, для технологической линии характерно наличие отдельных агрегатов, с помощью которых происходит выполнение конкретных задач. Можно изготавливать изделия из пластика разных форм вне зависимости от сложности и размеров.

Мини станки для литья пластмасс

Это разновидность настольного мини-станка для производства небольших деталей мелкими партиями. Используются одно- или многоместные формы. Вес мини-станка составляет около 15 кг, он легко размещается на любом крепком столе, поэтому называется настольным. К некоторым мини-моделям прилагается рабочий стол. Более компактны мини-модели с электроприводом и автоматическим модулем смыкания. Такие настольные мини-станки используются для изготовления экспериментальных деталей для нового оборудования.

Видеоролик о вакуум-формовочных машинах:

Основное оборудование

Оборудование для производства пластиковых изделий, которое пользуется популярностью на сегодняшний день, составляет одну технологическую линию. Из тех агрегатов, которые входят в ее комплекс, можно выделить вакуум-формовочное устройство. Оно необходимо для того, чтобы можно было изготавливать детали из соответствующего листа.

Работа станка основана на использовании термопластичного сырья, которое достаточно легко подвергается обработке и формовке будущего изделия. Данная процедура сопровождается нагреванием исходного материала.

Оборудование общего назначения

Машины для измельчения

Под измельчением понимается процесс разрушения кусков твердого материала до заданных размеров, необходимых для промышленного использования продукта измельчения.

Процесс измельчения разделяют на две стадии:

1. Дробление
2. Помол

В ряде случаев первой стадии, «дробления» бывает вполне достаточно для выполнения технологических задач в производстве того или другого вида полимерных материалов.

Таким задачами, например, являются дробление некондиционных продуктов производства, с последующим их возвратом в производственный цикл при литье, экструзии и каландровании широкого спектра полимерных материалов.

В результате дробления образуются частицы (куски, дробленка) с размерами (2-20) мм.

При «помоле» исходным материалом является продукт, образующийся при дроблении. В результате помола размер частиц конечного продукта составляет (0,1-0,3) мм.

Следует отметить, что помол применяется гораздо реже, чем дробление и используется в основном в процессах получения композиционных материалов, например ПВХ-композиций,порошка вулканизованной резины, а также в процессах получения различных полимерных смесей, в которых требуется хорошее распределение разнородных компонентов в процессе смешения.

Помол по сравнению с дроблением является гораздо более затратным процессом, в части как капитальных, так и эксплуатационных затрат.

Для дробления применяются механизмы называемые дробилками, которые по конструкции и принципу действия подразделяются на:

1. Щековые
2. Конусные
3. Валковые
4. Молотковые
5. Бегуны.

Для помола используют мельницы. По конструкции и принципу действия различают следующие типы мельниц:

1. Барабанные
2. Ролико-маятниковые
3. Молотковые
4. Мельницы типа «Аэрофол»
5. Вибрационные
6. Струйные.

Машины для сортировки

В ряде случаев, при ведении технологического процесса переработки пластмасс на стадиях подготовки сырья и также при конечных операциях, например при гранулировании, необходимо отделение более мелких фракций от более крупных с целью получения частиц полимерного материала в пределах заданных размеров.

Существуют следующие способы сортировки материалов:

• механическая сепарация (грохочение)
• воздушная (сепарация)
• гидравлическая (классификация)
• электромагнитная сепарация.

Для механической сепарации применяют грохоты, которые подразделяют на плоские, с горизонтальным или наклонным расположением сит и барабанные в которых сито имеет форму цилиндра или многогранной усеченной пирамиды.

Действие воздушных сепараторов основано на действие воздушных потоков на частицы определенного веса и размера, с учетом различных аэродинамических характеристик этих частиц.

Электромагнитные сепараторы используются для отделения частиц с металлическими включениями от основной массы сырья. Системы электромагнитной сепарации широко используются на производстве в различных технологических процессах в системах автоматической блокировки работы технологического оборудования, при попадании металлических частиц в бункера и валковые группы перерабатывающих машин (экструдеров, каландров).

Аппараты для очистки воздуха от газов и пыли

В результате работы по дроблению и помолу, а также при транспортировке полимерных материалов их загрузки и смешении образуются мелкие частицы в виде пыли, наличие, которой отрицательно сказывается на ход технологического процесса, а также приводит к запыленности производственных помещений и выбросам в окружающую среду.

Для очистки пылевоздушной и газовоздушной смеси применяют следующие методы очистки:

• механичекую сухую в центробежных циклонах
• с помощью матерчатых фильтров
• электрическую
• мокрую.

Большинство процессов переработки пластмасс сопровождаются тепловым воздействием на полимерные материалы, при котором происходит выделение паров и газов, которые также могут улавливаться. Улавливание газов и паров может осуществляться в электрофильтрах, при этом степень очистки может доходить до 99,5%.

При мокрой очистке газы и пары улавливаются в результате сорбции соответствующим сорбентом. В ряде случаев сортированные пары и газы могут использоваться вторично после проведения процесса десорбции.

Затворы. Питатели. Дозаторы

Затворы предназначены для перекрытия выпускных отверстий из бункера при дозировании.

Основные требования, которым должен удовлетворять затвор:

• небольшое усилие для открывания и закрывания,
• незначительное время на закрывание и открывание,
• гермитечность и невозможность самопроизвольного открытия,
• возможность регулирования выхода (потока) материала.

Различают клапанные, подпорные, шиберные и секторные затворы.

Питатели предназначены для непрерывной подачи полимерного материала в емкости, трубопроводы, бункера.

В зависимости от конструкции питатели делятся на: ленточные, лотковые, маятниковые, секторные, барабанные, дисковые, винтовые (шнековые).

Дозаторы предназначены для подачи материалов в технологический процесс в заданном количестве.

Как правило, операция дозировки материала предшествует смешению.

• По физическому принципу работы различают объемные и весовые дозаторы
• По виду работы дозаторы могут быть ручными и автоматическими
• По типу технологического процесса — непрерывного и периодического действия.

В основе конструкции объемных дозаторов всегда имеется элемент, который контролирует определенный объем порции загружаемого материала, например в объемном дозаторе периодического действия, это бункер определенного объема, при заполнении которого происходит его выгрузка.

Работа объемного дозатора непрерывного действия может быть привязана к числу ходов поршня в цилиндре определенного объема или времени работы насоса определенной производительности.

Весовые дозаторы содержат элементы конструкции, которые способны определять массу дозируемого материала с достаточной степенью точности. Этими элементами являются рычажные механизмы (грузовые рычаги) или тензометрические датчики.

Машины для смешения материалов

Смешение — это процесс, при котором два или более компонента смешиваются в определенном соотношении до получения однородной смеси.

В зависимости от типа технологического процесса смешение может быть периодическим и непрерывным.

Смесители для жидких материалов используются для приготовления различных растворов, суспензий, эмульсий, а также для интефикации процессов тепло- и массообмена.

Смесители для жидких материалов подразделяются на: механические и пневматические, а механические — на лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные.

Смесители для сыпучих материалов также могут быть периодического и непрерывного действия.

Конструктивно смесители периодического действия в зависимости от типа рабочего органа подразделяют на: смесительные барабаны, червячно-лопастные, плунжерные, ленточные, смесители центробежного действия, смесители бегуны.

Смесители для пластических (вязких) материалов, в зависимости от вязкости смешиваемых материалов, подразделяются на: лопастные, турбинные, ленточные, дисковые, гребенчатые, планетарные с вращающимся корпусом и лопастью (подвижной и неподвижной), якорные и рамные, с двойными лопастями (вращающиеся в противоположных направлениях), с вертикальным винтом, шаровые мельницы, валковые машины, смесительные бегуны, червячные и роторные.

Оборудование для транспортирования материалов

В ходе технологических процессов по переработке пластмасс необходимо осуществлять операции по перемещению сырья и материалов.

Эти операции осуществляются при помощи транспортирующих механизмов. Транспортирующие механизмы классифицируются в зависимости от типа движущей силы, которая перемещает груз.

По этому признаку они подразделяются на:

• конвейеры,
• пневмотранспортные установки
• гидротранспортные установки.

Конвейеры, по конструкции, подразделяют на:

1. ленточные,
2. пластинчатые,
3. скребковые,
4. ковшовые,
5. скребково-ковшовые,
6. люлечные,
7. тележечные,
8. грузоведущие,
9. подвесные,
10. штанговые,
11. шагающие,
12. экскалаторы,
13. элеваторы,
14. винтовые,
15. качающиеся,
16. роликовые с вращающиеся трубы.

Последние четыре типа конвейеров не имеют тягового элемента(лента, цепь, канат, штанга).

Особенности материалов для изготовления пластмассы

Пластик состоит как из полимеров, так и из композиций на их основе. Во время нагрева и под давлением они становятся мягкими и легко принимают нужную форму. Виды пластика различаются по составу и физическим свойствам.

В зависимости от состава различают гомогенный и композиционный пластик. В основе гомогенного пластика полимер, к которому добавляется стабилизатор и краситель. Свойства изделия на выходе в основном определяются свойствами полимера.

В композиционных пластиках полимер играет роль связующего компонента для различных добавок. В их состав входят минеральные и органические наполнители, красители, а также пластификаторы в виде маслообразных органических веществ, и стабилизаторы, которые сохраняют свойства полимеров. Дополнительно в состав композиционных пластиков могут входить вещества, благодаря которым их структура становится пористой, и смазки, предотвращающие липкость. Состав и свойства пластика определяются областью его применения.