Tek Kademe Enjeksiyon Gerdirmeli Şişirme Teknolojisinde Çevrim Zamanını Düşürme Metodu: Zero Cooling
Giriş
Nissei ASB Machine Co. Ltd. dünyanın önde gelen Tek Kademe Enjeksiyon Gerdirmeli Şişirme makinelerinin ve PET kapların kalıp tedarikçisi olarak 40. yılını kutladı. ASB birçok sektöre hitap eden geniş bir ürün yelpazesine sahip bir firmadır; ancak temel üretim hala büyük oranda yüksek kalitede PET ve diğer hammaddelerden üretilen plastik kapların üretimini sağlayan dört istasyonlu ASB Serisi modellerindedir. Çevrim zamanını düşürme, plastik kap üreticilerinin rekabetçiliğini ve kârını direkt olarak etkilediği için üreticilerin temel isteğidir. Bu makalede, ASB’nin mevcut proses konseptini değiştiren ve gelecek dönemlerde sektörde büyük bir rol oynayacak olan “Zero Cooling” adı verilen yeni kalıplama teknolojisinden bahsedilecektir.
İstasyonlu Kalıplama Prosesi
Tek kademe kalıplama şu prensipte çalışmaktadır: Enjekte edilen preform, PET hammadde cam geçiş sıcaklığının (Tg) üstündeyken hala esnektir. Bu kalan sıcaklık, sonrasında preformun şişirme istasyonunda tamamlanmış bir kaba dönüşmesini sağlar. Şekil 1’de görülen ASB serisi makinelerinin 4 istasyonu birbirleriyle eşzamanlı olarak çalışmaktadır. Her kap için ölçüsüne, ağırlığına göre değişen, özel tasarlanmış preform gerekir; çünkü preform kalıplama bu 4 istasyon içerisinde en uzun sürenidir. Preform tasarımı bütün kalıplama makinesinin bütün çevrim zamanını dolayısıyla bir saatte alınan ürün miktarını etkiler.
Çevrim Süresini Düşürme
ASB serisinin önemli bir parçası “preform şartlandırma istasyonu” olarak bilinen 2. istasyonda yatmaktadır. Preform sıcaklığını dengeler; bir başka deyişle preformun niteliğini değiştirir. Böylelikle gerdirmeli-şişirme işlemi sırasında preform daha kontrol edilebilir hale gelmektedir. ASB preform şartlandırma istasyonunu tekrar gözden geçirdi ve çevrim süresini düşürebilmek için çok daha etkili bir yol olduğunu keşfetti: Zero Cooling.
1. Zero Cooling
Aşağıda detaylarıyla anlatılan Zero Cooling metodu, bilinen enjeksiyon kalıplama proseslerinden çok farklı özellikler göstermektedir. Preformlar enjeksiyon istasyonundan herhangi bir soğutma işlemi görmeden ayrılır ve şartlandırma istasyonunda soğutma ve bölgesel ısı ayarı aynı anda yapılır (Şekil 2).
1.1. Çevrim Süresini Düşürme Konsepti
Preform soğutma çevrim zamanının önemli bir kısmını alır, bu yüzden preform soğutma ile bölgesel ısı ayarının aynı anda yapılması sayesinde çevrim süresinde çok büyük bir düşüş yaşanır (Şekil 2).
Örneğin, ambalaj kalıplama çevrim süresi aynı preform kullanılarak 5 sn düşürülmüş (Tablo1).
1.2. Kalıplama Prosesi – Isı Değişimi
Zero Cooling metodunda preformlar, şartlandırma ünitesine gönderilirken normal kalıplamaya göre ısıları daha yüksektir. Et kalınlığı dikkate alınmaksızın preform yüzeyi soğutulur. Zero Cooling metodunda preforma şişirme istasyonundan önce soğutma işlemi uygulanır. Bu ısı değişim işlemi Şekil 3’te anlatılmıştır.
Yatay kalıplarda, kalıp açılması sırasında yükselen ısı ile birlikte preform yatay olarak tutulduğu için deforme olacak dereceye kadar düşürülür. ASB makineleri ile bu durum herhangi bir problem oluşturmaz çünkü tutma sistemi ve preformun ikinci istasyona transferi dikey yönde gerçekleştirilir.
2. Zero Cooling Metodunun Avantajları
-fiziksel olarak daha dayanıklı şişe
-görsel olarak daha yüksek kalitede şişe,
-yüksek kapasitede üretim
2.1. Çevrim Süresi Düşürme/ Yüksek Kapasite
Enjeksiyon prosesinden soğutma süresini çıkarmanın çevrim süresini %35 ile %50 arasında azalttığı gözlemlenmiştir. Tablo 2’yi inceleyiniz.
2.2. Geliştirilmiş Fiziksel Özellikler
Genel kalıplamada, eğer preform enjeksiyon kalıbından daha az soğutularak alınırsa, yüksek preform sıcaklığı şişirmeden sonra şişenin daha az parlak ve düşük biaksiyal oryantasyona sahip olmasına neden olur.
Zero Cooling metodu ile, preformlar şartlandırma istasyonunda soğutulur; böylelikle genel kalıplama metodunda şişirme işlemi yapılırkenki sıcaklığına göre daha düşük sıcaklıktadır. Bu durum da kabın fiziksel özelliklerinin %15’e kadar daha iyi olmasını sağlar.
Şekil 4 rakip firmalara karşı avantajlarını ve Şekil 5 genel kalıplamaya karşı olan avantajı gösterir.
2.3. Geliştirilmiş Yapı
Geleneksel tek kademe kalıplama düşünüldüğünde akla preform tasarımının kalitesi ve çevrim süresi arasındaki dengesi gelir.
2.3.1. Preform Tasarımının Önemi
Sabit ağırlıktaki ambalaj için, daha kısa ve daha kalın ve küçük ölçekli preform (Şekil 5, Sol Resim) daha yüksek gerdirme oranı ve daha iyi biaksiyal oryantasyon sağlar; ki bu da en iyi hale getirilmiş yüksek kalitede ambalaj üretimini destekler. Ancak normal kalıplama yöntemi kullanılırsa preform daha kalın olduğu için çevrim süresi uzayacaktır. (Şekil 6, Sağ Resim).
Zero Cooling metodunda preform kalınlığı çevrim süresini etkilemez, böylece en uygun gerdirme oranı sağlanır. Bütün bunlara ek olarak, sıcak preformun enjeksiyon istasyonundan şartlandırma istasyonuna geçmesi daha kolay olur; bu durum da preformdaki sıcaklık dalgalanmalarını en aza indirir. Sonuç olarak, ambalajın et kalınlığı ambalajın fiziksel özelliklerini daha da iyileştirir.
2.4. Geliştirilmiş Ambalaj Görüntüsü
Zero Cooling metodu ile pürüzlü yüzey, mercekli, ya da kalın halka gibi görsel bozukluklar iyileştirilebilir. İyileştirme örneklerinden bir tanesi Şekil 7’deki gibidir.
3. Zero Cooling Metodunun Sinerjik Etkisi
Preform şartlandırma istasyonu yüksek gerdirme oranları için kalın preformlarda etkili bir şekilde kullanılır.
3.1. Ağır Ambalaj
Ağır ambalajlarda, preform eti kalındır ve bu yüzden çok kolay puslu bir görüntü alır. Dolayısıyla, soğutma süresi ve çevrim süresinin uzun olması gerekir. Ancak Zero Cooling metodunda et kalınlığı çevrim süresini etkilemez.
3.2. Daha Hafif Ambalajdan Beklentiler
Zero Cooling metodu ile, şişirilen ambalajın fiziksel özellikleri geliştirilir ve daha kaliteli ve hatta daha hafif ambalajlar üretilebilir.
4. Sonuç
Dünya öncüsü olan 4 istasyona Zero Cooling ile birlikte ayrı bir değer katıldı.
i.Alanında tek ASB 4 istasyon sisteminin üretimi artırmayı sağladığı bu makale ile kanıtlanmıştır.
ii.Geçmişte, çevrim süresini kısaltmak için kullanılan ana metot ambalaj kalitesini düşüren ince preform kullanmakken Zero Cooling metodu bu kısıtlamayı aşarak daha kısa çevrim süresi ile yüksek kalitede ambalaj üretimini başardı.
5. Çevrim Süresini Kısaltmak için Planlanan Projeler
ASB uzun yıllardır çevrim süresini kısaltmak, üretimi geliştirmek ve ambalaj kalitesini artırmak için Tek Kademeli Enjeksiyon Gerdirmeli Şişirme makinelerinin (ASB Serisi) 2. istasyonunu kullanmaktadır.
Zero Cooling metodu yüksek kalite düşük üretim fikrini yıkmıştır. ASB teknolojik yenilikler üzerinde çalışmaya devam edecek ve bu yenilikler Tek Kademeli Enjeksiyon Gerdirmeli Şişirme makineleri için yeni bir çığır açacak.
ASB Enjeksiyon Gerdirmeli Şişirme makinelerinde sınırları zorlamaya, makineleri geliştirmeye devam edecek.
Nissei ASB Machine Co. Ltd.
Paul Atkin, Manager, Marketing Team
