Компания Winbau проводит экскурсии по производству

Об этапах и технологических нюансах производственного процесса прибывшим на экскурсию менеджерам, торговым представителям или бизнес–партнерам (их компания Winbau тоже приглашает на экскурсии), рассказывает технический директор ДП «Интергласт» Glast GmbH — Лемешев Александр Викторович.

Лемешев А.В.: Последовательно ознакомившись со всеми этапами производства, вы узнаете обо всех превращениях, которые претерпевает исходное сырье, прежде чем превратиться в профиль, аккуратно уложенный в паллеты.
В производстве задействован инструмент для выпуска 17 видов профилей.

Этап приготовления смеси
Первый производственный этап — это святая святых, поскольку это этап приготовления смеси. Для осуществления этой операции необходима четкая и отлаженная работа нескольких участков производства.
Начинается все с разгрузки и хранения основного компонента для создания пластикового профиля — суспензионного ПВХ. Все компоненты смеси, из которой создается ПВХ-профиль Winbau, закупаются у западноевропейских производителей — в Австрии, Германии, Венгрии, Франции, Бельгии. И хотя приобретаемое нами сырье — это высококачественный продукт, абсолютно все оно подвергается жесткому входному контролю. Каждый компонент проверяется на соответствие технологическим свойствам. В частности, проверяются насыпной вес, влажность и сыпучесть, то есть те парметры, которые непосредственно влияют на технологический процесс производства. Например, повышенное содержание влаги в каком-либо из компонентов влияет на внешний вид и физико-механические характеристики готовой продукции. Поэтому в производственный цикл попадает только проверенное лабораторией сырье, которое соответствует всем заданным требованиям, заложенным в технологическом регламенте.
Затем суспензионный ПВХ с помощью специальных разгрузочных машин поступает в емкости наружного хранения (3 алюминиевые башни вместимостью 60 тонн каждая), которые расположены рядом с производственным цехом. В них происходит накопление суспензионного ПВХ для его бесперебойной и равномерной подачи на последующие участки подготовки смеси. ПВХ на весы подают по трубопроводу пневмотранспортом.

Участок подготовки аддитивов
Параллельно в отдельную станцию загружают аддитивы — необходимые добавки в ПВХ, которые дают возможность переработки поливинилхлоридной смолы на экструдерах, а также обеспечивают белизну, глянец и физико-механическую прочность будущего профиля. От качественного и количественного состава аддитивов зависят характеристики будущего профиля.
Например, в качестве модификатора ударной прочности компания Winbau использует хорошо себя зарекомендовавший продукт фирмы «Rohm and Haas». В качестве пигмента используется продукт одного из ведущих производителей в этой сфере — Kronos Europe S.A/N.V на основе TiO2 с оптимально подобранными для переработки ПВХ оптическими и технологическими свойствами, показателями атмосферостойкости и транспортабельности. Рутильный диоксид титана — это важнейший белый пигмент, который применяют при экструзии ПВХ-профилей белого цвета или светлых (пастельных) тонов, обладающий высокой термостойкостью. Он играет роль одновременно пигмента и наполнителя, то есть обеспечивает непрозрачность, светостойкость, повышение твердости, электрического сопротивления, поглощает УФ-лучи в области 300-380 нм. Но важно учитывать, что эффективность светозащитного действия рутильной формы двуокиси титана зависит от оптимальной дозировки и качества его обработки.
Применение пигментов низкого качества или в неправильной концентрации чревато ухудшением со временем внешнего вида ПВХ-окон (дисколорация, пожелтение и пр.). Для достаточной защиты полимера пигменты необходимо добавлять в количестве не менее 3,5-5 частей на 100 частей ПВХ. ДП «Интергласт» Glast GmbH строго соблюдает рекомендации по его использованию. Другие составляющие, которые использует Winbau для создания компаунда, также высокого качества и только от западноевропейских производителей (BorsodChem Rt, Chemson, Omya и др.).

Емкости внутреннего хранения. Здесь происходит окончательная гомогенизация готовой смеси. Смесь выдерживается не менее 24 часов.

Участок подготовки аддитивов — это целый комплекс устройств, включающий в себя разгрузочное устройство, емкости для хранения компонентов, дозаторы и весы, которые служат для подготовки композиционных добавок, придающих ПВХ-профилю необходимые свойства.

Дисплей, на котором выставляются режимы и параметры на экструзионную машину.

Экструзионная линия

Покомпонентное смешивание ингредиентов
Далее происходит покомпонентное смешивание ингредиентов через систему подготовки смеси. Здесь установлена компьютерная программа. Благодаря полной автоматизации процесса для обслуживания участка достаточно 2-х человек. На электронных весах взвешиваются малые добавки, и отмеренная порция подается в смеситель. Туда же подается поливинилхлоридная смола. Ее точно взвешенная порция перемешивается в течение определенного времени в горячем смесителе. В процессе смешивания компоненты разогреваются до 120°С и происходит гомогенизация смеси.
В процессе приготовления композиции оператор участка смешивания контролирует множество технологических параметров, а также температурный и временной режимы. Все параметры наглядно отображаются на экранах компьютерных мониторов. Таким образом осуществляется постоянный автоматический контроль процессов смешивания.
Затем композиция из горячего смесителя передается в холодный смеситель, где при перемешивании и принудительном охлаждении масса должна остыть до 40°С.
Из холодного смесителя остывшая смесь по автоматической системе пневмотранспортных магистралей подается в следующий цех — в емкости внутреннего хранения, где происходит дозревание смеси.

Процесс экструзии
Готовая композиция по запросу экструдера равномерно подается на линию в загрузочный бункер, и начинается процесс экструзии.
На одной экструзионной линии происходят все этапы: от поступления смеси в экструдер до упаковки профиля в паллеты. Линия состоит из экструдера с фильерой, сухого калибратора, калибровочного стола с водяным охлаждением и вакуумным насосом, маркировочного устройства, приемных тянущих валков, приспособления для нанесения защитной пленки, пилы, опрокидывающего лотка и устройства для упаковки готовой продукции. Весь процесс полностью автоматизирован.
В производстве ПВХ-профиля торговой марки Winbau используют одно- и двухлучевые экструзионные линии.
Двухлучевая машина перерабатывает в смену (за 12 часов) 6 тонн смеси (10 кубов). В целом производственные мощности завода составляют 900 тонн в месяц. Кроме того, осенью введут новое оборудование, которое позволит еще больше увеличить мощности.
Дозатором смесь посредством шнеков подается в рабочий цилиндр экструдера, имеющий отдельный электропривод.
Шнеки — это главный узел всей профильной экструзионной линии. Они забирают сыпучий ПВХ-компаунд от загрузочного отверстия, продвигая материал от одной зоны цилиндра к другой, способствуют достижению состояния пластификации смеси и равномерно подают ее в виде гомогенного расплава к фильере. Продвигаясь по каналу шнеков, материал разогревается до температуры 160°С (температура фильеры 200°С) посредством внутреннего вязкого трения и тепла, подводимого от электронагревателей, расположенных на корпусе рабочего цилиндра. Масса нагревается в трех зонах:
1) зона питания (загрузки) — участок, на котором перерабатываемый материал находится в твердом состоянии;
2) зона сжатия (плавления) — участок, на котором почти полностью происходит плавление материала;
3) зона дозирования — участок, на котором материал находится в расплавленном вязкотекучем состоянии.
Для отвода избыточного тепла и для соблюдения нужного температурного режима служит система воздушного охлаждения, состоящая из вентиляторов, системы воздухопроводов и заслонок.
Смесь продавливается (экструдируется) через фильеру, которая и задает геометрию будущего профиля.

Важные моменты, которые необходимо учитывать при экструзии ПВХ-профилей Хотя принцип создания пластикового профиля и кажется простым, все стадии экструзии и связанные с ними установки должны быть тщательно скоординированы, чтобы обеспечить получение качественного материала. Очень важно, например, правильно выдерживать режимы разогрева и охлаждения, поскольку возможно искажение формы профиля уже в ходе экструзии из-за неравномерного температурного режима. Поэтому процесс экструзии оконных профилей проходит очень жесткий контроль на всех стадиях: входной контроль поступающих материалов каждой партии сырья (он подробно описан выше); текущий контроль в процессе изготовления; итоговый контроль — проверка готового изделия в специально оборудованной лаборатории. Компания Winbau имеет собственную лабораторию контроля качества, которая оборудована измерительной техникой ведущих производителей (LRS Planung&Technologie и A+G Extrusion). Набор мерительного инструмента в лаборатории позволяет провести полный и точный контроль геометрических размеров профиля, прямолинейности, плоскостности, угла реза и т.д.

Участок калибровки и охлаждения
Из фильеры расплав попадает в вакуумный калибратор, где при помощи вакуумной формовки и охлажденной воды в калибраторе происходит первоначальное охлаждение профиля. Так профилю придается окончательная форма.
Затем профиль нужно зафиксировать (остудить), и он поступает на участок вторичного охлаждения, где на него подается холодная вода. Происходит это в водяной ванне. Профиль охлаждается по всей поверхности в циркулирующей воде в прозрачном резервуаре.
На замкнутой системе оборотного водоснабжения следует остановиться подробнее. С участка экструзии вода поступает в теплый бассейн, потом подается в холодильник, охлаждается и сбрасывается в холодный бассейн. При этом вода проходит через системы очистки и умягчения. Из этого бака вода при помощи насосов подается на смесители и экструзионные линии для охлаждения профиля. Все происходит автоматически. Система позволяет не только непрерывно работать на охлаждение всех экструзионных линий, но и использовать тепло воды для обогрева производственных помещений завода.

Производство штапика
Аналогичным образом производится штапик, на точно таком же экструдере с программным обеспечением и температурными режимами. Для получения уплотнителя профиль с помощью фенов вновь разогревается, и расплав эластичной композиции уплотнителя, выходящий из фильеры ко-экструдера, присоединяется к нему, а затем происходит дальнейшее охлаждение профиля сложного сечения.

Участок маркировки и распила
С участка вторичного охлаждения профиль равномерно вытягивается и подается для маркировки. Специальным устройством на профиль наносится дата изготовления, информация о том, какая смена и бригада принимала участие в изготовлении, обозначение системы профиля. Затем на профиль наклеивается защитная пленка.
Последний штрих в процессе изготовления профиля — в конце линии установлена пила, отрезающая профиль необходимого размера (по 6 м). Срабатывает концевой выключатель, и пила выполняет цикл отрезания. Распиленный профиль укладывают в паллеты, проводят необходимые испытания, на основании которых заполняется паспорт с присвоением номера партии.
С каждой паллеты нарезаются образцы для испытаний. Запакованные паллеты с профилем отправляют на склад готовых изделий. Так создается профиль. В целом в производстве задействован инструмент для выпуска 17 видов профилей.
Таковы основные этапы производства. Теперь задавайте вопросы.

Двухлучевой экструдер. Экструдер состоит из рабочего цилиндра и шнеков, привода, загрузочного устройства, системы смазки и охлаждения, системы нагрева рабочего цилиндра, системы дегазации рабочего цилиндра, электросилового шкафа, системы защиты от перегрузок и системы автоматического контроля технологического процесса.

Водоснабжение

Нанесение защитной пленки

На фотографии зафиксирован момент комплектации штапика. Инструментом подается расплав эластичной композиции уплотнителя, и в следующее мгновение выходит укомплектованный штапик. Для создания уплотнителя компания Winbau использует немецкую композицию Rottolin-Werk, созданную на основе PVC/NBR.

Экскурсанты: Вы говорите о полной автоматизации процесса. Можете конкретизировать?

Лемешев А.В.: Да, конечно. Мы используем новейшие системы контроля процесса производства ПВХ-профилей, улучшающие производительность оборудования и качество продукции. В частности, используем оборудование фирмы «Krauss-Maffei», которая усовершенствовала систему своих микропроцессоров, установленных на экструзионных линиях. Кроме увеличения скорости обработки данных, в производственную линию включен высокоскоростной модем, через который все характеристики процесса экструзии поступают на главный сервер и могут отслеживаться как оператором, так и автоматически. При этом допущенные ошибки анализируются, и исполнительным механизмам выдаются команды для их устранения. Таким образом, система «человек-машина», отслеживая главные параметры работы линии (вращающий момент шнеков, температура и давление расплава ПВХ по зонам, тянущее усилие вытяжных устройств и т.д.), позволяет эффективно вести процессы экструдирования одновременно на нескольких линиях и своевременно устранять возникающие неполадки и сбои.

Экскурсанты: Используете ли вы вторично технологические отходы?

Лемешев А.В.: Вторично для сырья мы ничего не используем. Технологические отходы после запуска экструзионных линий, образцы профиля после испытаний, обрезки профиля, поступающие со сборочных производств, и прочие отходы экструзии направляются в дробильное отделение. Здесь установлена современная высокопроизводительная дробильная установка фирмы Herbold Meckesheim GmbH. Передробленные отходы мы отдаем клиентам, которые делают вагонку. В производстве оконного профиля мы используем только первичное, качественное сырье.

Экскурсанты: В чем отличие профилей разных торговых марок?

Лемешев А.В.: Приведу такой простой пример. Можно добавлять в смесь мел 65 ТК, можно другой. Мы используем мел 95 ТК. Понятно, что различие заключается, как минимум, в качестве мела. В обеспечении технических характеристик ПВХ-профиля существенную роль играет и дисперсность мела: карбонат кальция с поверхностной обработкой, придающей ему гидрофобные свойства, имеющий величину частиц менее 2 мкм и белизну 95%, способствует длительному сохранению ударной вязкости и начального цвета жесткого ПВХ. Компания Winbau в рецептуре использует мелкодисперсный мел в строго заданных количествах, что обеспечивает оптимальный эффект. В целом, многое зависит от качества сырья, его происхождения и используемого количества согласно рецептуре.

Экскурсанты: У одного из наших производителей возникла такая проблема — у него при сварке профиля теряется 5 мм, и на местах сварки образуется желтизна (поджаривается профиль). Температуру он перестроить не может, так как если поставит ее ниже — не сможет сваривать другой профиль. Как вы можете это прокомментировать?

Лемешев А.В.: Желтые пятна — признак перегрева. Необходимо сократить время расплава и время выдержки — до 20-30 секунд на расплав и 20-30 секунд на охлаждение (склеивание). Давление воздуха на прижиме должно быть 6, на сжатии
4 бара. За этим тоже нужно следить. У нас, например, был такой случай.
К нам пришел производитель с претензией, что профиль не сваривается. Я лично поехал к ним на производство, сам сделал сварной шов, вернулся в нашу лабораторию и отдал на испытания. По результатам мы получили прочность сварного шва в 2 раза больше, чем был у переработчика, который пришел с претензией. То есть, если возникает проблема со сваркой профиля, это говорит не о том, что плохой профиль или плохо работает сварочное оборудование, а о том, что его нужно правильно настроить на профиль. В филиалах нашей компании есть технологи, которые обладают необходимыми знаниями и опытом и выезжают при необходимости к партнерам на производство. Все нужно настраивать индивидуально. Если, например, температура помещений ниже 18°С, то нужны уже совсем другие параметры сварки.

Экскурсанты: Теряет ли профиль свои качества при изготовлении арок?

Лемешев А.В.: Не теряет. Для того чтобы сделать арку нужно полностью заполнить все камеры. Есть два способа изготовления арок: сухая гибка (инфракрасным облучением) и мокрая гибка (глицерином). Когда профиль согнули, он охлаждается и сохраняет принятую форму, при этом полностью сохраняются все его свойства. Мы проводили испытания профиля у себя на заводе и установили оптимальную для профиля Winbau температуру гибки — 125-130°С и время размягчения — 25-35 минут. На практике профиль Winbau можно радиусно изогнуть вплоть до 250°, что подтвердили проведенные нами эксперименты.
В завершение хотелось бы отметить, что наращивание производственных мощностей продолжается, соответственно, объем выпуска продукции и ассортимент будут расти.