पैकेजिंग उत्पादन में शीट प्लास्टिक एक्सट्रूज़न

अब वर्षों से शीट एक्सट्रूज़न उपकरण के आसपास काम कर रहा हूं, और बिक्री ब्रोशर आपको जो बताते हैं और जब आप 2 बजे एक लाइन के बगल में खड़े होकर यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि गेज क्यों बह रहा है, तो क्या होता है, इसके बीच यह अंतर है। शीट प्लास्टिक एक्सट्रूज़न दही के कप से लेकर क्लैमशेल कंटेनर तक हर चीज़ के लिए पैकेजिंग सामग्री बनाता है, लेकिन लगातार आउटपुट प्राप्त करने में केवल मैनुअल का पालन करने से अधिक समय लगता है।

बुनियादी बातों से शुरू करना लेकिन वास्तव में नहीं

मशीन के आधार पर एक्सट्रूडर बैरल में आमतौर पर छह या सात जोन होते हैं। प्रत्येक क्षेत्र एक अलग तापमान पर चलता है, और ढाल मायने रखती है क्योंकि आप दबाव बनाते समय पॉलिमर को धीरे-धीरे पिघलाने की कोशिश कर रहे हैं। इसे जल्दी से चलाएं और आपको बिना पिघले हुए छर्रे मिलेंगे। बहुत धीमी गति से चलें और आप थर्मल गिरावट का जोखिम उठाते हैं, विशेष रूप से पीवीसी जैसी तापमान के प्रति संवेदनशील सामग्री के साथ।

अधिकांश पीपी ऑपरेशन फ़ीड ज़ोन को 180 डिग्री के आसपास चलाते हैं और डाई पर लगभग 215 डिग्री तक रैंप करते हैं। लेकिन वे संख्याएँ आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे रेज़िन ग्रेड के आधार पर बदलती रहती हैं। एक उच्च -पिघल-प्रवाह पीपी को मानक ग्रेड की तुलना में कम तापमान की आवश्यकता होती है अन्यथा लाइन शुरू करने से पहले ही आपके पास से सामग्री टपकने लगेगी।

डाई डिज़ाइन वह जगह है जहां निर्माता वास्तविक पैसा खर्च करते हैं। एक सस्ता डाई आपको किनारे के मोतियों की समस्या देता है - जहां शीट के किनारे केंद्र की तुलना में अधिक मोटे होते हैं - और आप प्रयोग करने योग्य उत्पाद प्राप्त करने के लिए अपनी सामग्री की चौड़ाई का 15-20% काट देते हैं। नॉर्डसन ईडीआई जैसी कंपनियां अपने डाई के लिए प्रीमियम कीमत वसूलती हैं, लेकिन वे जिस प्रवाह चैनल ज्यामिति का उपयोग करते हैं वह वास्तव में पिघल को समान रूप से वितरित करता है। उनका ऑटोफ्लेक्स डाई सिस्टम मोटाई भिन्नता के लिए स्वचालित रूप से समायोजित हो जाता है, जो तब तक बहुत अच्छा लगता है जब तक आपको हीटिंग तत्व को बदलने की आवश्यकता नहीं होती है और यह महसूस नहीं होता है कि भागों की लागत कुछ लोगों की कार के भुगतान से अधिक है।

2021 में सामग्री की लागत ने सब कुछ बदल दिया

महामारी के दौरान रेज़िन की कीमतें चरमरा गईं। प्लास्टिकस्टोडे.कॉम से खरीद डेटा के अनुसार, एलडीपीई जो 2019 में $0.45/पौंड पर चल रहा था, 2021 के मध्य तक $0.89/पौंड तक पहुंच गया, और अचानक सभी को स्क्रैप दरों की परवाह हो गई। इससे पहले, 5% स्क्रैप दर कोई बड़ी बात नहीं थी। कीमतें दोगुनी होने के बाद, उसी 5% का मतलब था असली पैसा बाहर चला जाना।

पुनर्चक्रित सामग्री विपणन के बारे में कम और अर्थशास्त्र के बारे में अधिक बन गई। रीग्राइंड के साथ चुनौती स्थिरता की है - एक बैच अगले की तुलना में अलग तरह से प्रवाहित होता है, और यदि आप एक दिन वर्जिन सामग्री चला रहे हैं और अगले दिन 30% पीसीआर मिश्रण चला रहे हैं, तो आप बैरल तापमान और स्क्रू गति को लगातार समायोजित करेंगे। कुछ परिचालनों ने परिवर्तन संबंधी सिरदर्द से बचने के लिए पूरी लाइनों को पुनर्चक्रित सामग्री के लिए समर्पित कर दिया।

पीईटी शीट के साथ यह चीज़ होती है जहां नमी की मात्रा आपकी दौड़ को बनाती या बिगाड़ती है। पीईटी हीड्रोस्कोपिक है, हवा से पानी सोखता है, और यदि आप पहले इसे सुखाए बिना बाहर निकालने की कोशिश करते हैं तो आपको शीट में बुलबुले और धुंध मिलती है। डेसिकेंट ड्रायर नमी के स्तर को 0.005% तक कम कर सकते हैं, जो कि आपको चाहिए, लेकिन थ्रूपुट आवश्यकताओं के आधार पर उनकी कीमत $15,000-$40,000 होती है। ड्रायर को छोड़ दें और आपकी अस्वीकृति दर बहुत बढ़ जाएगी।

रोल स्टैक कॉन्फ़िगरेशन के बारे में कोई भी ज्यादा बात नहीं करता है

तीन {{0}रोल स्टैक बनाम दो{1}रोल स्टैक - सरल लगता है लेकिन आपके पूरे ऑपरेशन को बदल देता है। तीन रोल आपको शीट की समतलता पर बेहतर नियंत्रण प्रदान करते हैं क्योंकि शीट ठंडी होने पर आप दोनों सतहों को नियंत्रित कर रहे होते हैं। दो-रोल खरीदना और रख-रखाव करना सस्ता है, कम फर्श स्थान का उपयोग करता है। 0.5 मिमी से कम पतले गेज के सामान के लिए, तीन - रोल समझ में आता है। 2 मिमी से अधिक मोटी चादरें, आप बहुत सारे अनुप्रयोगों में दो रोल करके काम चला सकते हैं।

रोलों के बीच का निप दबाव सतह की फिनिश को प्रभावित करता है। बहुत अधिक दबाव और आपको एक दर्पण चमक मिलती है जो अच्छी लग सकती है लेकिन यदि शीट को मुद्रित या लेमिनेट करने की आवश्यकता होती है तो डाउनस्ट्रीम में समस्याएं पैदा हो सकती हैं। पर्याप्त दबाव नहीं होने के कारण शीट सपाट नहीं रहती, लहरदारपन विकसित होता है। सही दबाव ढूँढना अधिकतर प्रयास और त्रुटि है।

चिल रोल तापमान स्थिरता को बनाए रखना लोगों की सोच से कहीं अधिक कठिन है। आप रोल के माध्यम से शायद 20{5}}25 डिग्री पर पानी प्रसारित कर रहे हैं, और आने वाली शीट पॉलिमर के आधार पर 140-160 डिग्री पर है। यह एक बहुत बड़ा तापमान अंतर है, और यदि आपका वॉटर चिलर इसे बरकरार नहीं रख पाता है, तो रोल तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है और आपकी शीट के गुण बदल जाते हैं। एचआईपीएस शीट चलाने वाली एक सुविधा में ऐसा होता देखा - उनका चिलर उस लाइन गति के लिए छोटा था जिसे वे चलाने की कोशिश कर रहे थे, और हर दोपहर जब परिवेश का तापमान चरम पर था, तो उन्हें गुणवत्ता संबंधी समस्याएं होने लगीं। उपकरण ठीक था. चिलर क्षमता बाधा थी।

लाइन की गति केवल तेज़ होने के बारे में क्यों नहीं है?

थ्रूपुट को अधिकतम करने का दबाव है, लेकिन शीट एक्सट्रूज़न की भौतिक सीमाएँ हैं। अंतिम शीट की मोटाई के आधार पर डाई गैप आमतौर पर 1.0 - 2.5 मिमी के बीच होता है, और जब सामग्री बाहर निकलती है तो फैलती है - जिसे डाई स्वेल कहा जाता है। यदि आप बहुत तेज़ दौड़ रहे हैं, तो आप शीट को पूरी तरह से फूलने और जमने से पहले ही नीचे खींच रहे हैं, जिससे आपका घनत्व और यांत्रिक गुण बदल जाते हैं।

ऑस्ट्रिया में स्थित ग्रीनर एक्सट्रूज़न ने डेटा प्रकाशित किया है जिसमें दिखाया गया है कि उनकी पीईटी शीट लाइनें 0.3-1.5 मिमी के गेज के लिए 25{5}}45 मीटर/मिनट के बीच संचालित होती हैं। वे गति दशकों के प्रक्रिया अनुकूलन का परिणाम हैं। सिर्फ इसलिए कि एक मोटर तेजी से घूम सकती है इसका मतलब यह नहीं है कि आपका उत्पाद स्वीकार्य होगा। greiner-gpi.com पर वे विस्तार से बताते हैं कि कैसे लाइन की गति पीईटी में क्रिस्टलीकरण दर से सीधे जुड़ती है, और यदि आप बहुत तेजी से ठंडा करते हैं तो आपको अनाकार क्षेत्र मिलते हैं जो स्पष्टता और ताकत को प्रभावित करते हैं।

बैरल में सामग्री के रहने का समय भी मायने रखता है। उच्च तापमान पर बहुत देर तक वहां बैठे रहने से आपको अवनति प्राप्त होगी। अलग-अलग पॉलिमर में अलग-अलग थर्मल स्थिरता होती है - पॉलीकार्बोनेट ऐक्रेलिक की तुलना में लंबे समय तक रहने का समय संभाल सकता है, जो अधिक गर्म करने पर पीला हो जाता है। जब आप उत्पादन कार्यक्रम बदल रहे हैं, तो स्टार्टअप और शटडाउन प्रक्रियाओं को पुरानी सामग्री को शुद्ध करने के लिए ध्यान में रखना होगा ताकि यह नए रन को दूषित न करे।

मोटाई माप प्रणालियाँ विकसित हुईं

पहले आप हैंडहेल्ड माइक्रोमीटर से मोटाई मापते थे, हर कुछ मिनटों में नमूना लेते थे, यदि आपको बहाव दिखाई देता है तो डाई बोल्ट को मैन्युअल रूप से समायोजित करते थे। अब लेजर या परमाणु सेंसर के साथ स्वचालित प्रणालियाँ हैं जो पूरे वेब पर स्कैन करती हैं, डेटा को नियंत्रकों को वापस भेजती हैं जो तुरंत डाई को समायोजित करते हैं। लेकिन उन प्रणालियों में पैसा खर्च होता है - एक पूर्ण स्कैनिंग गेज सेटअप $80,000-$150,000 तक चलता है।

छोटे ऑपरेशन अभी भी मैन्युअल माप और समायोजन करते हैं। अनुकूलन करने में अधिक समय लगता है, आपको अधिक विविधता मिलती है, लेकिन यदि आपके ग्राहक विनिर्देश पर्याप्त ढीले हैं तो आप फैंसी उपकरण के बिना भी काम चला सकते हैं। हालाँकि चिकित्सा उपकरण पैकेजिंग उस दृष्टिकोण के साथ काम नहीं कर सकती। एफडीए नियमों के लिए दस्तावेज़ीकृत प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है, और यह दिखाने से कि आपकी मोटाई ±2% के भीतर रहती है, इसका मतलब निरंतर माप डेटा होना है।

शीट ठंडी होने के बाद वेब संभालना

वाइन्डर के माध्यम से तनाव नियंत्रण की अपनी विशेषता है। बहुत अधिक तनाव और पतली चादरें खिंच सकती हैं, जिससे आयाम बदल सकते हैं। बहुत कम तनाव और आपको टेलीस्कोपिंग या ढीले रोल मिलते हैं जिन्हें नीचे की ओर सफाई से खोलना असंभव है। फॉर्मूलेशन में स्लिप एजेंट प्रभावित करते हैं कि परिवहन के दौरान बहुत अधिक स्लिप और रोल शिफ्ट होने पर शीट की परतें कैसे परस्पर क्रिया करती हैं।

एज ट्रिम को आम तौर पर पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जिसे रीग्राइंड के रूप में प्रक्रिया में वापस डाला जाता है। लेकिन गुणों के ख़राब होने से पहले आप केवल इतना ही रिग्राइंड जोड़ सकते हैं। अधिकांश ऑपरेशन प्राइम उत्पादों के लिए 25% रिग्राइंड सामग्री के अंतर्गत रहते हैं। कम महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए आप अधिक दबाव डाल सकते हैं, लेकिन जब आप कुंवारी और पुनर्नवीनीकरण सामग्री का मिश्रण कर रहे हों तो रंग स्थिरता एक मुद्दा बन जाती है।

सतह का उपचार उन शीटों के लिए आम है जिन्हें मुद्रण या चिपकने वाली कोटिंग की आवश्यकता होती है। कोरोना उपचार या ज्वाला उपचार सतह की ऊर्जा को संशोधित करता है, इसे स्याही और चिपकने वाले पदार्थों के प्रति ग्रहणशील बनाता है। हालाँकि, उपचार का स्तर समय के साथ कम हो जाता है, यही कारण है कि प्रिंटर यदि उन्हें मिल सके तो ताज़ी निकाली हुई शीट चाहते हैं।

उपकरण रखरखाव की लागत बढ़ जाती है

पेंच और बैरल घिसना धीरे-धीरे होता है। पेंच की उड़ान सतहों को चिकना कर दिया जाता है, क्लीयरेंस बढ़ जाता है, और आउटपुट गिर जाता है। हो सकता है कि आप पहले ध्यान न दें, लेकिन हजारों घंटों में किसी दी गई स्क्रू गति पर थ्रूपुट 10-15% कम हो जाता है। अंततः आपको या तो स्क्रू को दोबारा कोट करना होगा या इसे पूरी तरह से बदलना होगा, और यह आकार और सामग्री के आधार पर $20,000-$50,000 है।

डाई रखरखाव निरंतर है. कुछ अनुप्रयोगों में डाई लिप्स पर कार्बन जमा होने पर हर कुछ हफ्तों में सफाई की आवश्यकता होती है, कुछ में दैनिक। समायोजन बोल्ट को कैलिब्रेटेड रहने की आवश्यकता है, हीटर बैंड विफल हो गए हैं और प्रतिस्थापन की आवश्यकता है। कुछ ऑपरेशन डाई स्वैप शेड्यूल करते हैं ताकि वे दूसरे डाई पर उत्पादन चलाते समय एक डाई की गहराई से सफाई और निरीक्षण कर सकें।

गियरबॉक्स में तेल बदलना, फ़िल्टर बदलना, तापमान नियंत्रकों को कैलिब्रेट करना - यह सब नियमित है लेकिन इसमें वृद्धि हो जाती है। निवारक रखरखाव कार्यक्रम मदद करते हैं, लेकिन अनियोजित डाउनटाइम अभी भी होता है। बियरिंग की विफलता, फ़्यूज़ का उड़ना, पीएलसी की खराबी। हर घंटे लाइन डाउन होने पर राजस्व की हानि होती है, और यदि आप समय पर डिलीवरी नहीं कर पाते हैं तो पैकेजिंग में आमतौर पर आपके व्यवसाय को लेने के लिए एक और कनवर्टर तैयार होता है।

एक संपूर्ण शीट लाइन के लिए पूंजी निवेश किसी बुनियादी चीज़ के लिए लगभग $800,000 से शुरू होता है और व्यापक चौड़ाई, सभी नियंत्रणों और स्वचालन के साथ उच्च गति प्रणालियों के लिए आसानी से $3 मिलियन से अधिक हो सकता है। प्रयुक्त उपकरण बाजार मौजूद है, लेकिन प्रयुक्त उपकरण खरीदने का मतलब किसी और के रखरखाव के मुद्दों को विरासत में लेना है, जब तक कि आप वास्तव में नहीं जानते कि निरीक्षण के दौरान आप क्या जाँच रहे हैं।