Wytłaczanie termoplastyczne
Sztuka ekstruzji – formowanie, tworzenie, optymalizacja
Wytłaczanie termoplastyczne
Innowacyjne mieszanki materiałów i wyjątkowe właściwości techniczne wyrobów, które znacznie wykraczają poza przeciętność. Ponieważ jesteśmy w stanie przetwarzać mieszanki z długimi lub krótkimi włóknami z różnych materiałów, takich jak szkło, węgiel lub minerały — nawet te z dużą zawartością wypełniacza, otwieramy drzwi do świata innowacji i możliwości. W połączeniu z wieloma różnymi polimerami bazowymi możliwe jest tworzenie kompozycji materiałowych dających niezwykłe właściwości materiałów — mogą to być tworzywa sztuczne przewodzące prąd elektryczny lub ciepło lub profile z mikropustymi komorami do określonych zastosowań. Wykorzystując zaawansowany proces wytłaczania, mieszanki materiałowe przetwarzane są z imponującą starannością, dając wyjątkowo gładkie powierzchnie, ostre kontury, dokładne tolerancje i najwyższą precyzję.
Wywiad z Konalem Khuraną (Purchasing Manager) i Philippem Sälzerem (Research & Development) w Technoform
Konal, Technoform dysponuje ponad 50-letnim doświadczeniem w dziedzinie ekstruzji. Czym takiego szczególnego jest w waszym procesie produkcji?
Konal:
Specjalizujemy się w tworzywach termoplastycznych. Do produkcji profili z tworzyw termoplastycznych wykorzystuje się zazwyczaj metodę wytłaczania ciągłego. Tego typu wyrobów nie da się produkować w ekonomiczny sposób z wykorzystaniem innych procesów, takich jak frezowanie czy formowanie wtryskowe.
Konal Khurana
Co jeszcze, poza technologią, wyróżnia Technoform?
Konal: Zajmujemy się nie tylko wytłaczaniem, ale także doradzamy naszym klientom w zakresie rozwoju produktów.
Nasi inżynierowie opracowują rozwiązania dla najróżniejszych branż, co odróżnia nas od innych firm. Eksperci techniczni już na bardzo wczesnym etapie są zaangażowani w projekty badawczo-rozwojowe naszych klientów i uwzględniają indywidualne potrzeby oraz możliwości.
Specjalizujemy się nie tylko w obróbce materiałów, ale także ich zastosowaniu. Decydującą rolę odgrywa tutaj konstruowanie własnych narzędzi, które wykonujemy indywidualnie dla każdego klienta. Mamy w tym przypadku zwyczajnie przewagę, bo bardzo dobrze znamy się na swoim fachu.
Jakie materiały poddajecie ekstruzji?
Konal: Specjalizujemy się w wytłaczaniu profili termoplastycznych wykonanych z polipropylenu, poliamidu lub siarczku olifenylowego (PPS) z dodatkiem materiału wzmacniającego, np. włóknem szklanym i innymi dodatkami, zależnie od pożądanych właściwości użytkowych, takich jak ochrona przed promieniowaniem UV, niska przewodność cieplna czy ochrona przed korozją. Ponadto tworzywa termoplastyczne można poddawać recyklingowi i przetapiać wielokrotnie, dzięki czemu są one zrównoważoną opcją wśród tworzyw sztucznych.
Materiał spotyka się z formą
Jak ważny jest dobór materiału?
Konal: To bardzo ważne dla efektywności i jakości procesu wytłaczania. Materiał dobiera się odpowiednio do wymagań związanych z jego późniejszym zastosowaniem w produkcie. Precyzyjna specyfikacja wymaganych właściwości materiału zmniejsza ryzyko, że efekt wytłaczania pozornie identycznych materiałów pochodzących od różnych producentów będzie różny.
Decydujące jest tutaj utrzymanie niezmiennej jakości! Tylko tak można zachować stałe parametry produkcji na linii ekstruzyjnej i zagwarantować wysoką jakość profili.
W przeciwnym razie pojawią się wady w samym profilu, pogorszą się właściwości obróbcze albo problemy wystąpią dopiero w testach mechanicznych po ekstruzji. Jak widać, materiał ma znaczący wpływ na efektywność procesu, dlatego nasze zespoły badawczo-rozwojowe testują materiały i ich zgodność z naszym procesem produkcyjnym oraz narzędziami klienta.
Jak długo trwa wdrożenie nowego materiału?
Philipp: Wprowadzając nowe materiały, kierujemy się specyficznymi wymaganiami dla danego produktu. Ze względu na złożone procedury, np. w branży budowlanej, zatwierdzanie materiałów trwa stosunkowo długo. Szczególne znaczenie mają obecnie materiały pochodzące z recyklingu, tak zwane materiały poprzemysłowe (PIR) i materiały z recyklingu poużytkowego (PCR).
W ścisłej współpracy z klientami i dostawcami pracujemy nad zrównoważonymi rozwiązaniami, które będą miały mniejszy wpływ na środowisko i klimat.
Co jest dla was ważne przy zakupie materiałów?
Philipp: Oczywiście zawsze szukamy najlepszego rozwiązania. Dysponujemy szeroką gamą produktów na potrzeby globalnych klientów, dlatego zależy nam na rzetelnych dostawcach i wysokiej jakości materiałach. Musimy przestrzegać odpowiednich, obowiązujących w danym kraju norm i specyfikacji, takich jak wymogi UE, rozporządzenie REACH i inne certyfikaty, np. Cradle to Cradle (C2C).
Od czasów pandemii kładziemy większy nacisk na minimalizację ryzyka i korzystanie z wielu źródeł materiałów, które sprawdziły się pod względem jakości i niezawodności. Celem jest długoterminowe partnerstwo. W procesie wyboru ważne są również aspekty społeczne, ponieważ kładziemy nacisk na odpowiedzialne podejście do człowieka i natury.
Przyszłość ekstruzji:
Jakie technologie lub materiały zmienią procesy wytłaczania?
Philipp:
Rozwój w dziedzinie ekstruzji jest uzależniony od wymagań rynku, takich jak np. zrównoważone i efektywne budownictwo lub konieczność osiągnięcia lepszych wartości związanych ze zrównoważonym rozwojem w odniesieniu do produktów. Nasze optymalizacje w procesie wytłaczania znacząco się do tego przyczyniają. Nowe materiały lub kolejne zaawansowane funkcje to nowe wyzwanie w tej technologii.
Obecnie wykorzystujemy druk 3D jako alternatywę umożliwiającą szybką produkcję wzorów i prototypów. Druk 3D ma również potencjał w produkcji narzędzi. Można by go wykorzystać do wytwarzania części, których nie da się wyprodukować tradycyjnymi metodami. Korzyścią dla klientów są również nowe stale narzędziowe, które wydłużają żywotność (trwałość) narzędzi i pozwalają na większą swobodę w projektowaniu profili. W produkcji seryjnej wydłużona żywotność przekłada się z kolei na oszczędność czasu i kosztów. Klientowi daje to wprawdzie większą swobodę projektowania i zapewnia różnorodność produktów, ale w odniesieniu do ekstruzji jest wyzwaniem.
W przyszłości potrzebny będzie konkretny model obiegu surowców. Kolejnym wyzwaniem dla producentów jest więc przejście na zrównoważony, bardziej zasobooszczędny proces. Najważniejszy czynnik związany ze zrównoważonym rozwojem to jednak materiał. Potrzebne są bardziej zrównoważone surowce.
Jaką rolę odegrają w przyszłości cyfrowe bliźniaki lub symulacje ekstruzji?
Phillip: Cyfrowy bliźniak to wirtualny model fizycznego obiektu lub systemu, który wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym do symulacji zachowania swojego realnego odpowiednika. Modele te można wykorzystać na różnych etapach cyklu życia produktu, od rozwoju aż po konserwację. Cyfrowy bliźniak to cyfrowe odwzorowanie materialnego lub niematerialnego obiektu ze świata rzeczywistego w świecie cyfrowym. Rozwiązanie to sprawdza się w odniesieniu do dowolnego systemu oraz urządzenia końcowego i oferuje więcej opcji symulacji niż konwencjonalne metody.
Umożliwia ono jednoczesną wizualizację kilku scenariuszy i dostarcza bardziej precyzyjne wyniki. Poprzez analizę danych i uczenie maszynowe cyfrowe bliźniaki mogą tworzyć prognozy i propozycje optymalizacji. Pomaga to identyfikować słabe miejsca i optymalizować wykorzystanie zasobów. Efektem jest lepsze wykorzystanie materiałów i bardziej zrównoważona produkcja, co jest zgodne z naszym celem, jakim jest zamknięty obieg materiałów („closed loop”).