Соэкструдированные пленки для упаковки пищевой и технической продукции успешно вытесняют традиционные однослойные материалы. В связи с этим, компании, инвестирующие в новое упаковочное производство, всё чаще предпочитают трехслойные соэкструзионные линии.

Благодаря центральному экструдеру, такое оптимизированное решение позволяет добиться высокой производительности, обеспечивая при этом гибкость производства.

С тех пор, когда компания Macchi Corp., один из ведущих производителей оборудования для экструзии выдувной пленки, представила на выставке Plast 2000 в Милане соэкструзионную линию Соех Flex®, продолжает активно работать в этом направлении. Основная идея Соех Flex® заключается в том, что компоненты трех экструдеров установлены на одной платформе, образуя компактную и удобную в эксплуатации систему, отличительными особенностями которой являются простота транспортировки и монтажа. Одним из главных достоинств этой системы является компактность. Небольшие габариты позволяют без труда установить ее вместо прежнего экструдера для обычных плёнок.

 В 2005 г. технология была усовершенствована - на выставке Equiplast в Барселоне компания представила вариант комплектации экструдеров системы Соех Flex®3 безредукторным высоко-моментным приводом (Torque-Motor) фирмы Siemens. Это позволило сделать установку еще более компактной, а также малошумной и энергоэффективной, поскольку была решена проблема потерь мощности в редукторе (рис. 1). Появление этой базовой технологии в сочетании с формующими головками, охлаждающими кольцами, шнеками и двигателями, расширило новую концепцию и обусловило возможность серийного производства.

Области применения

Установки серии Соех Flex® 3 произ¬водятся в широком диапазоне типоразмеров. Ассортимент варьируется от малоразмерной линии типоразмера 1, оснащенной 45/55/45 мм - экструдерами, головкой с традиционной системой охлаждения и соплом с максимальным диаметром 300 мм, до большой линии типоразмера 6, оснащенной экструдерами 80/100/80 мм, раздувной головкой, системой внутреннего охлаждения (IBC) и соплом с максимальным диаметром 600 мм. Такой ассортимент позволяет без труда заменить экструдеры для однослойных плёнок на многослойные соэкструзионные установки или модернизировать производство с минимальными капитальными затратами.

Технология экструзионной головки и система вну¬треннего охлаждения пленочного ру-кава обеспечивают не только высокую технологическую гибкость, но и высочайшее качество пленки с минимальными отклонениями по ширине. Безредукгорные приводы Необходимость оснащения Coexflex®3 Torque-мотором прямого привода продиктована желанием уменьшить объем техобслуживания и сделать систему более энергоэффективной. Вместо традиционных электродвигателей постоянного тока компания Macchi использует двигатели переменного тока.

Используемая сегодня технология синхронного высокомоментного Torque-двигателя с постоянными магнитами, впервые представленная на выставке К-2001 компанией Siemens, имеет преимущества по сравнению с традиционным сочетанием электродвигателя и редуктора. Установки компании Macchi приводятся от безредукторной системы. Такие машины с прямым приводом снабжены торговым знаком „Gear-less". Безредукторный Torque привод имеет высокий крутящий момент на низких оборотах и его характеристики, существенно отличающиеся от характеристик традиционного сервопривода, оптимизированы с учетом отношения диаметра шнека к длине (рис. 2). У стандартных серводвигателей при повышении скорости крутящий момент снижается, а у Torque-Motor крутящий момент остается постоянным.

Установки компании Macchi оснащаются Torque-двигателями с полым валом, размеры которого позволяют существенно снизить момент инерции и упростить монтаж. Также через по¬лый вал может осуществляться демонтаж шнека или подача охлаждающей воды для цилиндров. Такая многофункциональность позволяет усовершенствовать конструкцию. Благодаря отсутствию механического зазора и высокой точности регулирования синхронного двигателя, точно подстраиваются скорость и крутящий момент, тем самым повышается качество обработки на участках промежуточных каландров, намотчиков и раскатонного приспособления. Использование безредукторного привода ис¬ключает потери в силовом редукторе и снижает энергопотребление.

Гибкие системы управления с возможностью расширения

Установки  для   производства   пленки, как раздувом, так и методом полива, становятся всё более производительными и гибкими. В условиях современного производства даже самая совершенная экструзионная технология не является самодостаточной. Необходимым дополнением являются системы наблюдения и управления параметрами экструзии. Они обеспечивают возможность хронологического отслеживания и воспроизведения различных производственных операций. Компанией Macchi разработана специальная модульная наращиваемая система управления Easy Control®. Возможность дальнейшего расширения позволяет наращивать функциональность базовой версии до уровня комплекса, имеющего в своем составе модули контроля толщины пленки и запоминания параметров качества. Easy Control® удобна в обслуживании. Снабжена сенсорным экраном и обес¬печивает оперативное управление технологическим процессом.

Система работает по принципу рассредоточенной электроники, т.е. сопряжение отдель-ных блоков с ПЛК или ПК осуществляется по полевой шине. Используя технологию PROFIBUS®, каждый полевой блок может быть подключен к общей сети (опционально), обеспечивая доступ ко всем технологическим данным с одного компьютера. Это упрощает конфигурацию и позволяет уменьшить число соединений. Программное обеспечение Servo Light от Siemens, контролирующее работу всей линии, работает с ПЛК. Таким образом, управляющее программное обеспечение может быть реализовано независимо от сопутствующей технологии. Дополнительная функция Tele-service (опционально) позволяет осуществлять доступ ко всем приводам, подключенным к сети PROFIBUS®, вызывать их параметры, осуществлять диагностику работы и загружать изме¬ненные параметры. Инфракрасная система управления охлаждением экструдера позволяет снизить энергопотребление на 20%. Еще несколько лет назад такая экономия представлялась просто нереальной.

Шнеки, устройства смены сеточных фильтров и технология головни Речь идёт о т.н. барьерных шнеках. В стандартном исполнении они обеспечивают оптимальную производительность при переработке большинства имеющихся на рынке материалов: ПЭНП, линейного ПЭНП, этиленвинилацетата. металлоценов, ПП, ПС, иономерных смол и большинства марок ПЭВП. Опционально возможно оснащение шнеками другой геометрии или со специально обработанными поверхностями, пригодными для переработки специальных смол. Применение устройств смены сеточных фильтров особенно актуально при переработке чувствительных к температуре материалов. Используемые устройства смены сеточных фильтров с гидроприводом, обеспечивают оптимальное регулирование потока материала, предотвращают засорение машины и позволяют упростить процесс смены продукта.

Экструзионные головки - «сердце» машины - с момента внедрения в серийное производство в 1997г. претерпели ряд изменений, направленных на повышение технологической гибкости и качества выпускаемой продукции. Головка от Macchi отличается от традиционных экструзионных головок с центральной подачей расплава и других вариантов принципом работы и распределением потоков расплава, обеспечивая при этом ряд преимуществ:

•   уменьшение объема расплава в головке на 30% по сравнению с традиционными головками
•   уменьшенное время смены производственной программы
•   уменьшенное рабочее давление без ущерба производительности
•   высокая технологическая гибкость, позволяющая   перерабатывать даже высоковязкие материалы
•   возможно,   применение   с   полной изоляцией системы внутреннего охлаждения раздувной головки от го¬рячей    части    оборудования.

Это позволяет подавать даже очень холодный воздух в большом количестве без нанесения ущерба   горячей   части экструдера и калибратора

•  совмещение      слоев пленки  непосредственно  перед наконечником сопла при сохранении разделения и оптимальном распределении, даже при переработке материалов с различной вязкостью
• близкое время выдержки для каждого слоя в отличие от головок с последовательно размещенными роликами, при использовании которых первый слой удалён значительно дальше от последнего.

Намотчик и устройство натяжения

Намотчики выпускаются различного исполнения и длины. Из множества доступных решений примечателен намотчик ВО PLUS® - одна из самых высокопроизводительных из существующих машин.

Намотчик в базовом исполнении, предназначенный для контактной намотки при постоянном давлении, можно дооснастить дополнительными устройствами, что позволит произво¬дить намотку с зазором и даже осевую намотку с регулируемым натяжением, известную специалистам как намотка с уменьшающимся натяжением. Конфигурация намотчика может варьироваться в зависимости от типа производимой пленки. Для полной автоматизации производства и абсолютной безопасности на рабочем месте разработаны модульные робототехнические системы. В этом случае также предлагается оснащение линии безредукторным высокомоментным двигателем, не требующим применения ремней, шкивов и т.д. Такая система является более прочной и надежной и обеспечивает именно те значения скорости и крутящего момен¬та, которые необходимы для эффективной работы линии. Оптимально выровненный при колебаниях скорости крутящий момент синхронного двигателя с постоянными магнитами передается на вал.

Устройства натяжения с механизмом осцилляции выпускаются различной ширины только в горизонтальном исполнении и имеют ряд технических и конструкционных особенностей, позволяющих использовать их в предельных условиях, например, при производстве материалов с очень высоким коэффициентом трения, таких как защитные пленки для электронной промышленности, в т.ч. для производства ЖК-дисплеев и плазменных панелей.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка высокобарьерных упаковочных материалов можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков«Рынок высокобарьерных пленок в России».

Марио Галли, Siemens AG, Drive Technologies