Kontrola elektrostatyczności poprawia wydajność produkcji

Elektryczność statyczna jest przyczyną wielu problemów w przemyśle tworzyw sztucznych. Wiele przedsiębiorstw nie zdaje sobie w pełni sprawy z wagi tego problemu, który w rzeczywistości ma wpływ nie tylko na wydajność produkcji, ale również na bezpieczeństwo i higienę pracy.

Od ponad 40 lat Meech International dostarcza rozwiązań, które pomagają wytwórcom z branży tworzyw sztucznych ulepszać procesy produkcyjne, a co za tym idzie zwiększać rentowność. Dla ludzi pracujących w tym przemyśle możliwość skutecznej kontroli elektrostatyczności oznacza większy komfort oraz bezpieczniejsze środowisko pracy, w którym występuje o wiele mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia porażenia. Brak takiego bezpieczeństwa może w konsekwencji prowadzić do bardzo niebezpiecznych sytuacji, których skutkiem mogą być urazy czy uszkodzenia powstałe w skutek kolizji spowodowanej odrzutem. Kontrola elektrostatyczności jest niezbędna także po to, by można było zapewnić odpowiednio wysoki poziom ochrony miejsca pracy przed pożarem lub eksplozją.

Wyróżnia się trzy główne problemy będące skutkiem wysokiego poziomu nagromadzonych ładunków elektrycznych.

Pierwszy problem to przyciąganie drobinek kurzu i innych zanieczyszczeń.

W głównej mierze jest to problem jakości, ponieważ coraz ważniejsze staje się dla przedsiębiorstw nieustanne poprawianie jej standardów. Walka z kurzem i pyłkami stanowi nie lada wyzwanie. Kurz i pyłki są stale przyciągane przez ładunki eklektyczne. Proces ten powoduje zanieczyszczenie produktu, co może skutkować wysokim odsetkiem odrzuconych, niedopuszczonych do sprzedaży egzemplarzy produktu, a w konsekwencji dużymi stratami materialnymi dla przedsiębiorstwa.

Zjawisko to jest sporym problemem dla wytwórców produkujących tworzywa sztuczne stosowane później w przemyśle medycznym oraz przemyśle opakowań spożywczych, jak również w produkcji komponentów z tworzyw sztucznych, wymagających lakierownia. Fakt, że na części produktu przeznaczonej do lakierowania znajdują się pyłki lub drobinki kurzu, powoduje odrzucenie danej części w całości lub kosztowne poprawki, których celem jest wyeliminowanie zanieczyszczeń.

Drugi problem, będący skutkiem wysokiego poziomu nagromadzonych ładunków elektrycznych występuje wtedy, gdy elektryczność statyczna może powodować problemy związane z kontrolą i jakością produkcji.

W tym przypadku wyróżnia się wiele różnorodnych problemów, z których każdy ma bezpośredni wpływ na koszty. Najprostszym, a zarazem najbardziej obrazowym przykładem jest sytuacja, w której niekontrolowana elektryczność statyczna może spowodować nieuzasadnione w procesie produkcji spowolnienie działania maszyn. Przykład ten unaocznia, że ładunek elektryczny może być bezpośrednią przyczyną takich problemów produkcyjnych jak przywieranie do siebie różnych części podczas procesu transportowania. To z kolei może powodować przestoje oraz nieodpowiednie zachowanie produktu.

Po trzecie, o czym była już mowa w tym artykule, obecność elektryczności statycznej wpływa na bezpieczeństwo i higienę pracy.

Procesy, w których elektryczność statyczna powoduje najwięcej problemów w przemyśle tworzyw sztucznych to przede wszystkim: wtryskiwanie, termoformowanie, formowanie rozdmuchowe, transport części, montaż.

Firma Meech proponuje szeroki wachlarz rozwiązań pomagających pokonać wszystkie te problemy. Począwszy od prostych i efektywnych dmuchaw neutralizujących elektrostatyczność, do wysokiej klasy systemu sprzężenia zwrotnego Meech 986, który automatycznie optymalizuje usunięcie ładunku elektryczności statycznej poprzez miejscowe wyczuwanie ładunków na kontrolowanym materiale i natychmiastową reakcję na ich obecność.

Redukowanie elektrostatyczności w termoformowaniu
Na wszystkich etapach procesu termoformowania występują szczególne problemy z gromadzeniem się ładunków elektrycznych. Poniżej zamieszczony przykład pokaże jak łatwo za pomocą produktów firmy Meech zapanować nad elektrostatycznością pojawiającą się na różnych etapach produkcji. W procesie tworzenia termoformowalnych tacek styropianowych wyróżnia się etap, w którym żywica styropianowa spieniana z butanem wylewana jest do formy w kształcie tuby. Następnie zastygły materiał zostaje przycięty tak by tworzył dwie płaskie wstęgi, które później nawijane są na rolki. Aby zredukować powstały na wstęgach po cięciu ładunek elektryczny, specjaliści z Meech International rekomendują użycie impulsowego systemu DC, który odznacza się szczególnie szybką możliwością neutralizacji ładunków elektrostatycznych.

Model 976 charakteryzuje się tym, że jest efektywny nawet przy bardzo dużych prędkościach wstęgi, a przy okazji jego dalekosiężna skuteczność działania pozwala na elastyczność w pozycjonowaniu. Listwa 976 wyposażona jest w sprzężone parami, ostre, tytanowe, rezystancyjne szpilki emitera. Ponadto jest bezwstrząsowa, produkuje spotęgowaną jonizację, charakteryzuje się długą żywotnością i znikomym zanieczyszczaniem szpilek, a także na długo pozostaje czysta, co wpływa na skrócenie przestojów konserwacyjnych maszyny.

Warto również dodać, iż obudowy szpilek emitera są bardzo łatwo wymienialne, co powoduje ze przestój konserwacyjny skraca się naprawdę do minimum przy znikomym nakładzie kosztów. Wydajność i bezpieczeństwo na tym etapie wytłaczania może być skutecznie zwiększana przez doinstalowanie systemu sprzężenia zwrotnego Model 986 firmy Meech.

Dzięki temu systemowi możliwa staje się automatyczna kontrola i optymalizacja usuwania ładunków elektrostatycznych. W odróżnieniu od innych produktów, których działanie skupia się jedynie na zgłaszaniu pojawienia się elektrostatyczności, system sprzężenia zwrotnego Model 986 automatycznie optymalizuje poziom ładunków elektrostatycznych przez miejscowe ich wykrywanie na kontrolowanym materiale. Oznacza to, że system kontroli elektrostatyczności może funkcjonować z optymalną wydajnością bez względu na czynniki zewnętrzne takie jak temperatura, czy wilgotność, bez potrzeby interwencji operatora.

Cały system składa się z listwy sensorycznej i kontrolera sprzężenia zwrotnego, który jest wykorzystywany w połączeniu z kontrolerem pulsacyjnym prądu stałego 977v3. Wynik osiągniętego poziomu kontroli elektrostatyczności może być odczytany w dowolnym momencie z wyświetlacza. Urządzenie posiada również gniazdka przeznaczone do zdalnego systemu alarmowego, umożliwiające również zbieranie i zarządzanie danymi. Elektrostatyczność powinna być także kontrolowana na samych liniach termoformowania, w szczególności na tym etapie, kiedy produkt został już uformowany, ale jeszcze nie wycięty.

Należy pamiętać, że użycie butanu i związane z tym ryzyko pożaru jest na tym etapie ciągle obecne. Niekontrolowany ładunek elektrostatyczny może w tym miejscu tworzyć dodatkowe, poważne problemy produkcyjne, którym skutecznie zaradzi instalacja systemów Modelu 976 DC. Zredukuje to poziom ładunku do tego stopnia, że nie tylko zmniejszy się ryzyko pożaru, ale także prawdopodobieństwo niewłaściwego zachowania produktu podczas procesu wycinania. Celem wdrożenia w wyżej wymienionym przypadku systemu sprzężenia zwrotnego Model 986 jest przede wszystkim możliwość automatycznej kontroli elektryczności statycznej.

Ostatni proces produkcji tacek wiąże się ze zbieraniem wyciętych tacek i pakowaniem ich w plastikowe torby w celu dalszej dystrybucji. W tym miejscu zalecane jest skorzystanie z powietrznej kurtyny jonizująca Model 957.

Kurtyna neutralizuje wnętrze torby plastikowej tak, aby nowo powstałe tacki mogły być tam łatwo umieszczone bez efektu ubocznego w postaci przyklejania się do naelektryzowanych ścianek torby. Kiedy produkcja tacek jest już ukończona, resztki styropianu ze wstęgi należy przygotować do ponownego wykorzystania. Odbywa to się następująco: pozostały styropian jest automatycznie podawany z rolki, lub ręcznie z pojemnika, następnie jest cięty na odpowiednie do procesu recyklingu fragmenty. Pozostałe ładunki elektrostatyczne mogą jednak nadal stanowić zagrożenie np. pożaru lub wstrząsu operatora. Ryzyko to może zostać zniwelowane przez użycie listwy jonizującej 976 przymocowanej powyżej wstęgi lub w środku pojemnika ze styropianem.

Jak już zostało wspomniane elektryczność statyczna jest uważana za poważny problem na wielu etapach procesu termoformowania. Bardzo istotne jest więc, by przedsiębiorstwa, a w szczególności zatrudnieni w nich specjaliści od przepisów BHP byli świadomi ryzyka związanego z niekontrolowaną elektrostatyczności, jednocześnie mając pewność, że najnowsze technologie kontroli elektryczności statycznej działają 24 godziny na dobę, zapewniając pełne bezpieczeństwo załogi, jak i samego zakładu pracy.

Wytwarzanie elektrostatyczności

W świetle tego, co zostało napisane powyżej, zaskakująco być może zabrzmi stwierdzenie, iż generowanie elektrostatyczności bywa wskazane w przemyśle tworzyw sztucznych. Szczególnie dobrze zdaje egzamin w procesie nanoszenia etykiet w formie, pozwalając na zwiększenie efektywności systemu etykietowania w przedsiębiorstwach, co wpływa bezpośrednio na podniesienie zyskowności firm.

Firma UB Plastics każdego roku wytwarza miliony tłoczonych, plastikowych komponentów dla przemysłu piwowarskiego. W ich fabryce w Wielkiej Brytanii przeprowadzane są wszystkie formowania oraz drukowanie z wykorzystaniem szerokiego wachlarza różnorodnych metod w zależności od danego produktu oraz budżetu. Ostatnio opracowano także technologie zabezpieczenia beczek przed przypadkowym otwarciem, aby chronić piwo w trakcie transportu i podczas jego przechowywania. Warto pamiętać, ze dla takich firm jakość jest niewiarygodnie istotna, a UB Plastics zawsze poszukuje nowych rozwiązań, które pozwalają na udoskonalanie dostarczanych przez nich produktów.

- W 2003 r. zainstalowany został na linii produkcyjnej pierwszy systemem - tłumaczy Andy Cox z UB Plastics. - Choć technika ta od jakiegoś czasu była już wykorzystywana w przemyśle medycznym, to dla rynku zaopatrywanego przez nas była całkowita nowością. Zawsze dbamy o to, by zapewnić naszych klientów, że otrzymują możliwie najlepsze produkty, a system nanoszenia etykiet w formie pozwolił nam być bardziej konkurencyjnym.

Najnowsza działająca w UB Plastics linia składa się z wtryskarki firmy Enaiviv połączonej ze zautomatyzowanym ramieniem i magazynkiem etykiet. W tym systemie jednorazowo wytwarzanych jest osiem kubków. Przycięte i wcześniej zadrukowane etykiety umieszcza się w magazynku w pobliżu wtryskarki, a następnie przenosi próżniowo na formy. Jednakże w tych warunkach, gdy próżnia jest wyłączana przed tym, kiedy tworzywo zostaje wtryśnięte do formy, istnieje możliwość że etykieta mogłaby spaść. Wymagane jest wiec zastosowanie takiej metody, by etykieta utrzymywała się w określonej pozycji.

To jest moment, kiedy generowanie elektrostatyczności staje się decydującym i niezbędnym etapem procesu nanoszenia etykiet w formie. Gdy etykiety są transportowane z magazynku do form, przenoszone są nad listwą generującą elektrostatyczność, która nadaje etykiecie ładunek ujemny. Listwa ta jest zasilana przez generator elektryczności statycznej firmy Meech, który dostarcza kontrolowany poziom ładunku elektrostatycznego. Ten z kolei tworzy tymczasowe złączenie się materiałów, z których jeden musi być materiałem izolującym. Wówczas właśnie w/w ładunek przytrzymuje etykietę w określonym miejscu, gdy jest ona umieszczana pionowo w formie.

Pracownicy UB Plastics przekonali się, że system generowania ładunków elektrostatycznych Meech jest niezwykle prosty w montażu i obsłudze, a możliwość zdalnego uruchamiania i wyłączania jest szczególnie przydatna w środowisku fabrycznym. Dla dodatkowego bezpieczeństwa w urządzenie wbudowana została funkcja „auto trip” – samoczynny wyłącznik. W momencie wykrycia iskry generator przestaje działać, redukując tym samym ryzyko zniszczenia przetwarzanego materiału lub samego urządzenia.

Pomimo stosunkowo prostego procesu istnieje ryzyko, którego powinny być świadome wszystkie przedsiębiorstwa chcące wykorzystywać system nanoszenia etykiet w formie. Aby je minimalizować konstruktorzy systemów Meech współpracowali z UB Plastics, dzięki czemu nabrali pewności, że system działa sprawnie, a przy okazji okazali się przydatni w rozwiązaniu specyficznych problemów związanych z materiałami, etykietami i przenoszeniem próżniowym.

Firma Meech wraz z polskim dystrybutorem - firmą Entro Holdings - zaprezentuje na targach Plastpol 2009 szeroki wachlarz swoich rozwiązań z dziedziny kontroli elektryczności statycznej na stoisku nr 116 w pawilonie D. Poza przedstawieniem produktów specjaliści z obu firm omówią konsekwencje wynikające z występowania elektrostatyczności w przemyśle tworzyw sztucznych.