مطالعه موردی: چگونه یک شرکت هزینههای خود را با بخاریهای دونده داغ کاهش میدهد
پیام بگذارید
بسیاری از تأسیسات قالبگیری تزریقی با هزینههای نامرئی-مواد خام هدر رفته، قبضهای انرژی بالا و چرخههای تولید طولانیمدت دست و پنجه نرم میکنند، اغلب بدون راهحلهای روشن، حاشیه سود را کاهش میدهند. برای سازندگانی که با پلاستیکهای با ارزش-یا حجم تولید زیاد کار میکنند، این ناکارآمدیها میتوانند بار-درازمدت باشند. یک پروژه اخیر با سازنده قطعات PBT+40%GF نشان میدهد که چگونه بهینهسازی بخاریهای دونده داغ این نقاط درد را به صرفهجویی قابل توجهی در هزینه تبدیل کرد.
بخاریهای رانر داغ به عنوان هسته سیستمهای رانر داغ عمل میکنند و انرژی الکتریکی را به انرژی حرارتی تبدیل میکنند تا مذابهای پلاستیکی را در طول فرآیند تزریق در حالتی پایدار و روان نگه دارند. آنها ضایعات دونده سرد را با حفظ دمای ثابت در صفحه رانر و نازلها از بین میبرند، که تفاوتی اساسی با راهاندازیهای دونده سرد سنتی است که ضایعات قابلتوجهی تولید میکنند. دو نوع اصلی در بازار تسلط دارند: سیستم های گرمایش داخلی و خارجی.
سیستم های گرمایش داخلی بخاری ها را در مرکز رانر قرار می دهند و از عایق پلاستیک مذاب برای کاهش اتلاف گرما استفاده می کنند. آنها راندمان حرارتی بالاتری دارند اما خطر گرمای بیش از حد موضعی و افزایش مقاومت در برابر جریان مذاب را به همراه دارند که آنها را برای مواد حساس به حرارت{1}}مانند پلی کربنات نامناسب می کند. سیستمهای گرمایش خارجی بخاریها را در اطراف رانر میپیچند و از توزیع یکنواخت دما و حداقل مقاومت جریان اطمینان حاصل میکنند. این طرح از تخریب مواد جلوگیری میکند و برای قالبگیری دقیق ترجیح داده میشود، اگرچه به عایق حرارتی مؤثر برای کنترل اتلاف انرژی نیاز دارد.
سازنده در مطالعه موردی در ابتدا از بخاری های معمولی میکای گرم رانر با طراحی رانر سرد استفاده کرد. هر قالب 8 قسمت به وزن هر کدام 1.3 گرم، همراه با 13.25 گرم ضایعات دونده تولید میکند که به این معنی است که بیش از 50 درصد مواد خام هدر میرود. مصرف انرژی بالا ناشی از گرمایش ناکارآمد و نیروی کار اضافی برای حمل ضایعات هزینه های متورم بیشتر. پس از جابجایی به بخاریهای{8}دقیق خارجی داغ همراه با کنترلکنندههای دما پیشرفته، نتایج متحولکننده بود.
با حذف ضایعات دونده سرد، شرکت تقریباً 24700 دلار در هزینه مواد در هر قالب در طی 1 میلیون چرخه صرفه جویی کرد. بخاریهای داغ جدید چرخههای قالبگیری را تا 22 درصد کاهش میدهند، زمان تولید را 69 روز در سال کاهش میدهند و 1550 دلار در هزینه نیروی کار در هر قالب صرفهجویی میکنند. بهبود بهره وری انرژی لایه دیگری از صرفه جویی را اضافه کرد: جایگزینی بخاری های سنتی با مدل های ابررساناهای سرامیکی صرفه جویی در انرژی{9}} مصرف انرژی ساعتی را از 1.902 کیلووات ساعت به 1.048 کیلووات ساعت کاهش داد و به نرخ صرفه جویی در انرژی 44.9٪ و صرفه جویی سالانه بیش از 920 دلار در برق در هر دستگاه دست یافت.
با توجه به تجربه، صرفه جویی در هزینه بخاری های داغ به چیزی بیشتر از خود بخاری بستگی دارد-انتخاب و استفاده مناسب به همان اندازه مهم است. یکی از مشکلات رایج، اولویت دادن به گرمایش سریع بر کنترل دمای پایدار است. گرمایش سریع اغلب منجر به توزیع ناهموار حرارتی، سوزاندن پلاستیک باقیمانده در رانر و گرفتگی سیستم در طول زمان می شود. در واقع، بخاریهایی با عملکرد{4}}راهاندازی نرم، با افزایش تدریجی دما، از چنین مشکلاتی جلوگیری میکنند و از سیستم و مواد محافظت میکنند.
نکته کلیدی دیگر کنترل اتلاف حرارت است. عایق بندی ضعیف یا اتصال ناکافی بین بخاری ها و صفحات رانر می تواند تلفات حرارتی را تا بیش از 30 درصد افزایش دهد. اطمینان از تناسب محکم بین بخاری و سطح دونده، همراه با افزودن شکاف های عایق هوای 4-10 میلی متری، اتلاف انرژی را به حداقل می رساند. علاوه بر این، اجتناب از این تصور غلط که خوانش دمای ایستا برابر با ثبات است، ضروری است کنترلکنندههای-دقت بالا-که نوسانات دما را در زمان واقعی ردیابی میکنند (با دقت 0.25% FS) شرایط قالبگیری بهینه را حفظ کرده و محصولات معیوب را کاهش میدهند.
این مورد ثابت میکند که بخاریهای راهانداز داغ فقط اجزای گرمایشی نیستند، بلکه وقتی بهدرستی بهینهسازی شوند،{0}}هزینهای را کاهش میدهند. استراتژیهای اصلی عبارتند از انتخاب نوع گرمایش مناسب (خارجی برای مواد حساس به حرارت، داخلی برای پلاستیکهای وسیع، جفت کردن بخاریها با سیستمهای کنترل دما با دقت بالا، و بهینهسازی عایق و اتصالات برای کاهش اتلاف انرژی.
هر تاسیسات قالب گیری بر اساس نوع مواد، حجم تولید و دقت قطعه، نیازهای منحصر به فردی دارد. هیچ یک-اندازه-براساس-راهحل بخاری داغ-طراحی طرح حرفهای متناسب با فرآیندهای خاص وجود ندارد که حداکثر کاهش هزینه و پایداری تولید را تضمین کند. از انتخاب بخاری گرفته تا یکپارچهسازی سیستم، پشتیبانی سفارشی به باز کردن پتانسیل کامل بخاریهای داغ در کنترل هزینه کمک میکند.
