Hoe u de kosten voor extrusietechniek kunt verlagen door betere ontwerpen

Het verminderen van de kosten voor plastic extrusiegereedschappen betekent niet altijd dat er goedkopere materialen worden gebruikt of dat het productieproces wordt vereenvoudigd. In veel gevallen ontstaan de grootste besparingen door een slimmer productontwerp, geoptimaliseerde gereedschapsgemaximalisatie en een beter begrip van hoe het extrusieproces werkt.

Aangepaste extrusietools vormen een belangrijk onderdeel van de investering in een nieuw plastic buisje of profiel. De initiële kosten voor de toolprijzen zijn echter slechts een deel van de totale productiekosten. De productiekapaciteit, het materiaalverbruik, de machineinzet en het aantal producten dat per productiecyclus wordt geproduceerd kunnen een nog grotere invloed hebben op de uiteindelijke kosten per meter of stuk.

Bij ST Plastics, Wij zijn van mening dat de toolingontwerp altijd in combinatie met de productgeometrie, de geselecteerde polymeersoort en het verwachte productievolume moet worden overwogen. Een paar technische beslissingen die in het begin van een project worden genomen, kunnen de productiviteit tijdens de gehele levenscyclus van het product aanzienlijk verbeteren.

1. Vereenvoudig de productgeometrie voordat u het gereedschap ontwerpt

Een van de meest effectieve manieren om de kosten voor extrusietools te verlagen, is het controleren van de productgeometrie voordat de gereedschapsproductie wordt gestart.

Soms bevat een profiel asymmetrische kenmerken die het ontwerpen van gereedschappen, de materiaalverdeling en de kalibratie ingewikkelder maken dan nodig is. Als de toepassing dit toelaat, kan het opnieuw vormgeven van het profiel naar een symmetrische vorm de productie aanzienlijk efficiënter maken.

Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat de functionaliteit van het product wordt aangetast. Het betekent juist de kansen benutten om dezelfde technische prestaties te bereiken met een geometrie die eenvoudiger en goedkoper is om te extruderen.

2. Gebruik Multi-Lane Extrusion om de output te verhogen

Een bijzonder praktische oplossing voor kleine plastic profielen is om het product en de extrusietools opnieuw te ontwerpen, zodat twee identieke producten tegelijkertijd kunnen worden geproduceerd.

Bijvoorbeeld, kan een asymmetrisch profiel worden herontworpen tot een symmetrische configuratie, waardoor een extrusie-apparaat met twee banen twee producten tegelijk kan produceren. In plaats van één product per productiefase te produceren, produceert de machine twee producten tegelijk.

Wanneer de productievolumes bijzonder hoog zijn, kan hetzelfde principe worden uitgebreid naar vierbaanwerkstukken. Dit kan een uitstekende oplossing zijn wanneer de productafmetingen, materiaalkenmerken en koelingsvereisten dit toelaten.

Het belangrijkste voordeel is dat de werktijd van de machine en de productiebronnen efficiënter kunnen worden benut. Hoewel meerdere werkstations mogelijk een andere initiële investering vereisen, kan de verhoogde output de werktijd en de verwerkingskosten per product aanzienlijk verminderen.

3. Optimaliseer de materiaalstroom en de extrusiesnelheid

Een andere belangrijke mogelijkheid om de kosten te verlagen komt voort uit het daadwerkelijke ontwerp en de techniek van het extrusiegereedschap.

Een goed ontworpen extrusiedie zorgt voor een evenwichtige materiaalverdeling, een constante wanddikte en een stabiele productgeometrie. Geschikte stroomkanalen, diedimperaties en afvoerverhoudingen kunnen helpen de productiesnelheid te verhogen, terwijl de vereiste dimensionale toleranties en productkwaliteit worden gehandhaafd.

De relatie tussen de materiaalstroom, de vorm van de matrijs, de koeling en het rekken is bijzonder belangrijk. Het toevoegen van meer extrusiecapaciteit is simpelweg niet voldoende. Het volledige productieproces moet worden geoptimaliseerd om een stabiel resultaat te behouden bij hogere snelheden.

Een product dat met een snelheid van 60 meter per minuut werkt in plaats van 2 meter per minuut, kan de economische aspecten van de productie drastisch veranderen. Om echter zulke snelheden te bereiken, is een juiste combinatie van gereedschapsovereenkomsten, polymeerkenmerken, koelcapaciteit en procesparameters vereist.

4. Kies het juiste materiaal voordat u het gereedschap definitief maakt

De keuze van het materiaal is een andere cruciale factor bij de optimalisatie van extrusietools. PVC, PE, PP, ABS, TPU en andere thermoplasten gedragen zich anders tijdens het extrusieproces. Hun viscositeit, smeltkracht, thermische eigenschappen, krimp- en koelingskenmerken hebben allemaal invloed op de manier waarop het materiaal door de matrijs stroomt en hoe het eindproduct zich gedraagt.

Om deze reden moet gereedschap nooit onafhankelijk van het geselecteerde polymeer worden ontworpen. Een matrijs dat is geoptimaliseerd voor PVC kan mogelijk niet dezelfde prestaties leveren bij het verwerken van polyethyleen of polypropyleen.

Het kiezen van het juiste materiaal in een vroeg stadium van het ontwikkelproces helpt ingenieurs om de juiste stroomkanalen, matrijsafmetingen en kalibratiesystemen te ontwerpen. Dit kan onnodige modificaties aan de gereedschappen, productievertragingen en materiaalverspilling voorkomen.

5. Denk na over het volledige productieproces

De meest economische extrusieoplossing is niet noodzakelijkerwijs die met de laagste initiële kosten voor gereedschap. Het is de oplossing die de laagste totale productiekosten oplevert voor het gewenste productievolume.

Ook andere factoren moeten worden overwogen, zoals de beschikbaarheid van de machines, de doorlooptijd voor overschakeling, snijprocessen, kwaliteitscontrole en verpakking. Een snellere extrusieprocessen levert alleen echte besparingen op wanneer de downstreamprocessen kunnen meegroeien met de toegenomen output.

Conclusie: Betere techniek betekent lagere productiekosten

Het verminderen van de kosten voor extrusietools gaat niet alleen over het maken van een goedkopere tool. Het gaat ook om het ontwerpen van een product en een productieproces die efficiënt samenwerken.

Van het vereenvoudigen van asymmetrische profielen en het invoeren van een productie met twee of vier rijbanen tot het optimaliseren van de materiaalstroom en het verhogen van de extrusiesnelheid: relatief kleine ontwerpverbeteringen kunnen aanzienlijke langetermijnbesparingen opleveren.

Juwerder deze kansen worden geïdentificeerd, des te gemakkelijker is het om onnodige toolingkosten te vermijden en de uiteindelijke kosten per product te optimaliseren.