Produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni

Produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni: tecnologia di stampaggio moderna, efficiente e precisa

Nel contesto del rapido sviluppo del settore degli imballaggi in plastica, la tecnologia di produzione di bottiglie in plastica a tre stazioni, con i suoi vantaggi di elevata efficienza, stabilità ed elevato grado di automazione, è diventata il processo chiave per la produzione di bottiglie in plastica su larga scala. Questa tecnologia integra i processi chiave della produzione di bottiglie in plastica in tre postazioni di lavoro collaborative, ottenendo un'efficiente conversione dalle materie prime ai prodotti finiti attraverso un controllo preciso di ogni fase del processo. Dalle bottiglie per bevande quotidiane ai flaconi per cosmetici, la tecnologia di produzione a tre stazioni supporta le diverse esigenze del moderno mercato degli imballaggi con la sua eccellente qualità di stampaggio ed efficienza produttiva, introducendo costantemente innovazioni in termini di tutela ambientale e aggiornamenti intelligenti.

1、 Definizione tecnica e vantaggi principali

La produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni è una tecnologia di produzione automatizzata sviluppata sulla base del principio dello stampaggio a soffiaggio. L'obiettivo principale è integrare i processi chiave della produzione di bottiglie di plastica - pretrattamento delle preforme, stampaggio a soffiaggio e sformatura del prodotto finito - in tre stazioni continue e ottenere il collegamento dei processi tramite un sistema di trasporto rotante o lineare per formare un processo di produzione a circuito chiuso. Rispetto alla tradizionale stazione singola (un'unica macchina completa tutti i processi) o alla stazione doppia (pre-lavorazione e formatura separate), la tecnologia a tre stazioni migliora notevolmente l'efficienza produttiva e la coerenza del prodotto grazie alla suddivisione dei processi e al funzionamento in parallelo.

I suoi principali vantaggi si riflettono in tre aspetti: l'efficienza è la caratteristica più importante e le tre stazioni possono raggiungere una modalità di produzione continua di "one in, uno out". La capacità produttiva di una singola apparecchiatura può raggiungere 3000-12000 bottiglie all'ora, ovvero 2-3 volte superiore a quella di un'apparecchiatura a stazione singola, particolarmente adatta per esigenze di produzione su larga scala; la precisione è garantita dal controllo indipendente di ciascuna postazione di lavoro. Parametri come il riscaldamento della preforma, il rapporto di stiramento, la pressione di soffiaggio, ecc. possono essere regolati individualmente per garantire uno spessore uniforme delle pareti della bottiglia e un'elevata precisione dimensionale. Il tasso di scarto può essere controllato al di sotto dell'1%. Elevata flessibilità: cambiando gli stampi e regolando i parametri, è possibile produrre bottiglie di plastica con diverse capacità (50 ml-2 l) e forme (rotonde, quadrate, irregolari) per soddisfare le esigenze di imballaggio in vari settori come bevande, cosmetici e prodotti farmaceutici.

La tecnologia a tre stazioni è adatta principalmente alla produzione di bottiglie termoplastiche come PET (polietilene tereftalato) e PP (polipropilene). Il PET, grazie alla sua elevata trasparenza e alle eccellenti proprietà meccaniche, è diventato la materia prima principale per la produzione a tre stazioni ed è ampiamente utilizzato per il confezionamento di prodotti come acqua in bottiglia, bevande gassate e succhi di frutta.

2、 Analisi della postazione di lavoro principale e flusso di processo

Ogni postazione di lavoro nella produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni svolge una funzione specifica e ogni collegamento è strettamente interconnesso per determinare congiuntamente la qualità finale delle bottiglie di plastica. Il processo completo comprende quattro fasi: preparazione delle materie prime, fornitura delle preforme, formatura a tre stazioni e post-lavorazione, con la formatura a tre stazioni come elemento centrale.

Prima postazione di lavoro: pretrattamento delle preforme

Il pretrattamento delle preforme è il fondamento dello stampaggio di bottiglie di plastica e il suo compito principale è riscaldare la preforma prefabbricata (semilavorato tubolare stampato a iniezione) a una temperatura idonea per lo stampaggio a stiro-soffiaggio, garantendone l'uniformità di riscaldamento. La preforma viene alimentata nella prima stazione tramite il meccanismo di alimentazione e riscaldata da un forno di riscaldamento circolare o da un modulo di riscaldamento a infrarossi. La temperatura di riscaldamento deve essere calibrata in base al materiale plastico: la temperatura di riscaldamento delle preforme in PET è solitamente di 90-120 °C, punto in cui il materiale raggiunge un'elevata elasticità e le migliori prestazioni di trazione; a causa dell'elevato punto di fusione delle preforme in PP, la temperatura di riscaldamento deve essere aumentata a 130-160 °C.

Durante il processo di riscaldamento, l'uniformità della temperatura è un indicatore di controllo chiave. Un surriscaldamento localizzato sulla superficie della preforma (superiore al punto di rammollimento del materiale) causerà la formazione di grinze o uno spessore irregolare del corpo della bottiglia formata; se la temperatura è insufficiente, il materiale presenta scarsa duttilità ed è soggetto a cricche durante lo stiramento. Pertanto, le apparecchiature a tre stazioni utilizzano solitamente tubi di riscaldamento a infrarossi multistadio, controllati con precisione da controllori logici programmabili (PLC) per gestire la potenza di riscaldamento in diverse aree. In combinazione con il meccanismo di rotazione della preforma (velocità 10-30 giri/min), questo sistema garantisce che la deviazione circonferenziale della temperatura della preforma sia controllata entro ± 2 °C. Inoltre, è necessario immettere aria di raffreddamento nel forno di riscaldamento per raffreddare localmente la bocca della preforma, evitandone la deformazione dovuta all'alta temperatura e garantendo le successive prestazioni di tenuta.

Seconda postazione di lavoro: stampaggio a soffiaggio

Lo stiro-soffiaggio è la stazione principale che determina la forma e le prestazioni delle bottiglie di plastica. Grazie all'effetto sinergico di stiramento meccanico + soffiaggio ad alta pressione, il semilavorato riscaldato della bottiglia viene modellato nella forma desiderata. La stazione di lavoro è composta da un'asta di stiramento, uno stampo per soffiaggio e un sistema di alimentazione ad aria compressa ad alta pressione. Il flusso di lavoro è suddiviso in tre fasi: in primo luogo, l'asta di stiramento meccanico si muove verso l'alto dal fondo del semilavorato della bottiglia, stirandolo assialmente fino alla lunghezza desiderata, con un rapporto di stiramento solitamente di 1:2,5-1:4 (regolato in base ai requisiti di altezza della bottiglia). Lo stiramento assiale allinea le catene molecolari lungo la direzione assiale, migliorando la resistenza del corpo della bottiglia; successivamente, aria ad alta pressione (pressione 10-40 bar, regolata in base alla forma della bottiglia) viene iniettata nella preforma attraverso il canale centrale dell'asta di stiramento o il foro d'aria dello stampo, causando l'espansione radiale del materiale e la sua aderenza alla parete interna dello stampo, ottenendo lo stiramento radiale. Il rapporto di stiramento radiale è generalmente 1:3-1:5 e l'orientamento molecolare radiale migliora ulteriormente la rigidità e le proprietà barriera del corpo della bottiglia. Infine, tenere la bottiglia per 1-3 secondi per modellarla, con una pressione di tenuta leggermente inferiore alla pressione di stampaggio a soffiaggio, per evitare deviazioni dimensionali causate dal restringimento da raffreddamento della bottiglia.

La progettazione dello stampo influisce direttamente sulla qualità della formatura della bottiglia. Lo stampo per soffiaggio a tre stazioni è realizzato in lega di alluminio ad alta resistenza o acciaio e la parete interna deve essere lucidata con precisione a specchio (Ra ≤ 0,02 μm) per garantire una superficie della bottiglia liscia e priva di difetti. Lo stampo deve essere dotato di un circuito di raffreddamento ad acqua, che riduce rapidamente la temperatura del corpo della bottiglia dalla temperatura di stampaggio (circa 100 °C) a meno di 60 °C attraverso la circolazione dell'acqua di raffreddamento, accelerando il processo di formatura e riducendo il ciclo di stampaggio. Per le bottiglie di forma irregolare (come quadrate o piatte), lo stampo deve essere progettato con una scanalatura di scarico per evitare carenze locali di materiale causate dall'aria residua durante lo stampaggio.

Terza postazione di lavoro: sformatura e collaudo del prodotto finito

La terza postazione di lavoro completa le attività di sformatura, ispezione preliminare e trasporto dei prodotti finiti, che rappresentano la fase finale del processo produttivo. Dopo che la bottiglia di plastica soffiata è stata raffreddata e formata, lo stampo viene aperto e il meccanismo di sformatura (perno di espulsione o ventosa) estrae il corpo della bottiglia dallo stampo per evitare contaminazioni o deformazioni causate dal contatto manuale. Il processo di sformatura deve essere controllato con una forza uniforme per evitare graffi o deformazioni del corpo della bottiglia; in particolare, per le bottiglie a pareti sottili (spessore ≤ 0,3 mm), è necessario utilizzare ventose flessibili per la sformatura.

Dopo la sformatura, l'apparecchiatura a tre stazioni integra solitamente un modulo di rilevamento online, che rileva rapidamente i difetti estetici del corpo della bottiglia tramite sensori visivi, come danni alla bocca della bottiglia, graffi sul corpo della bottiglia, deformazioni, macchie nere, ecc. I prodotti non qualificati vengono automaticamente rimossi nel canale di scarto. I prodotti finiti qualificati vengono trasportati alla fase di post-lavorazione (come la rifilatura della bocca della bottiglia, l'etichettatura e il confezionamento) tramite nastri trasportatori. Alcune apparecchiature di fascia alta rilevano anche la deviazione del peso della bottiglia (entro ± 2%) e la distribuzione dello spessore delle pareti per garantire una qualità costante di ogni lotto di prodotti.

3、 Attrezzature di produzione e sistemi principali

L'impianto di produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni è il vettore dell'implementazione tecnologica ed è costituito da un telaio principale, un sistema di trasmissione, tre moduli principali e un sistema di controllo. Ogni sistema interagisce per garantire una produzione continua e stabile.

Struttura dell'host e sistema di trasmissione

Il telaio principale è realizzato in acciaio saldato e deve essere sufficientemente rigido per evitare che le vibrazioni durante il funzionamento ad alta velocità influiscano sulla precisione di formatura. Il sistema di trasmissione è il cuore del collegamento delle stazioni di lavoro, che può essere suddiviso in due tipologie: rotativo e lineare. La trasmissione rotativa è azionata da servomotori per ruotare la piastra di indicizzazione. Le tre stazioni di lavoro sono distribuite lungo la circonferenza e la piastra di indicizzazione completa un cambio di stazione ogni 120° di rotazione. È adatto alla produzione in serie di bottiglie circolari, con un ingombro ridotto e una velocità fino a 600 bottiglie al minuto; la trasmissione lineare aziona il tavolo di lavoro per muoversi in linea retta tramite cinghie o catene servoassistite, con tre stazioni di lavoro disposte in linea retta, adatte alla produzione di bottiglie irregolari o di grande capacità e facili da sostituire e manutenere. La velocità è leggermente inferiore a quella della trasmissione rotativa (circa 400 bottiglie/minuto). Entrambi i metodi di trasmissione devono garantire la precisione di posizionamento (± 0,1 mm) per garantire un aggancio preciso tra la preforma e la stazione di lavoro.

Sistema funzionale di base

Il sistema di riscaldamento è il cuore della prima postazione di lavoro, costituito da tubi riscaldanti a infrarossi, coperture riflettenti e sensori di temperatura. I tubi riscaldanti a infrarossi si dividono in infrarossi vicini (riscaldamento rapido) e infrarossi lontani (riscaldamento uniforme) in base alla lunghezza d'onda e vengono utilizzati in combinazione in base al materiale e allo spessore del flacone grezzo. Il riflettore è realizzato in alluminio a specchio, che migliora il tasso di utilizzo del calore a oltre l'80%. Il sensore di temperatura (precisione ± 1 ℃) fornisce un feedback in tempo reale sulla temperatura di riscaldamento e regola la potenza di riscaldamento tramite un algoritmo PID per ottenere un controllo a circuito chiuso.

Il sistema di stampaggio a soffiaggio fornisce energia alla seconda postazione di lavoro, composta da un compressore d'aria, un essiccatore, un serbatoio di accumulo dell'aria ad alta pressione e una valvola proporzionale. L'aria compressa deve essere essiccata (punto di rugiada ≤ -40 °C) per evitare che l'umidità comprometta la trasparenza del corpo della bottiglia; il serbatoio di accumulo del gas ad alta pressione garantisce una pressione di alimentazione del gas stabile (oscillazione ≤± 0,5 bar); la valvola proporzionale può regolare con precisione la pressione di stampaggio a soffiaggio e il tempo di mantenimento per soddisfare le esigenze di stampaggio di bottiglie di diverse forme.

Il sistema di controllo è il cuore pulsante dell'apparecchiatura, e utilizza PLC industriali (come Siemens e Mitsubishi) combinati con touch screen per ottenere il controllo dell'automazione. L'operatore può impostare i parametri di processo (temperatura di riscaldamento, velocità di stiratura, pressione di soffiaggio, ecc.) tramite il touch screen e il sistema visualizza informazioni in tempo reale come lo stato operativo, le statistiche sulla capacità produttiva e gli allarmi di guasto di ciascuna postazione di lavoro. Le apparecchiature di fascia alta supportano anche il monitoraggio remoto e l'ottimizzazione dei parametri e caricano i dati di produzione sul cloud tramite Internet industriale per una gestione collaborativa di più apparecchiature.

4、 Selezione delle materie prime e controllo del processo

La qualità e l'efficienza della produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni dipendono in larga misura dalla precisa corrispondenza tra le caratteristiche delle materie prime e i parametri di processo, il che richiede un controllo completo del processo dalla selezione delle materie prime all'ottimizzazione dei parametri.

Requisiti per le caratteristiche delle materie prime

La produzione a tre stazioni utilizza il PET come materia prima principale e prevede requisiti rigorosi per le prestazioni delle fette di PET: la viscosità intrinseca (valore IV) deve essere controllata entro 0,72-0,85 dL/g. Un valore IV elevato può causare una scarsa fluidità del fuso e uno spessore irregolare della bottiglia durante lo stampaggio a soffiaggio; se il valore IV è troppo basso, la resistenza del corpo della bottiglia è insufficiente e soggetta a danni. La cristallinità deve essere ≤ 5%. Una bassa cristallinità garantisce un rammollimento uniforme della preforma durante il riscaldamento, evitando una diminuzione della trasparenza causata da particelle cristalline. Inoltre, le fette di PET devono superare le certificazioni di sicurezza per il contatto con gli alimenti (come FDA, GB 4806.6) per garantire che metalli pesanti, composti volatili e altri indicatori soddisfino gli standard. Soprattutto per le bottiglie per bevande e cosmetici, è richiesto un rigoroso controllo del contenuto di acetaldeide (≤ 1 ppm) per evitare di alterare il sapore del contenuto.

Per le bottiglie in plastica PP, si dovrebbe scegliere il PP copolimero (a blocchi o random), che ha una migliore resistenza all'impatto (≥ 20 kJ/m²) e alla temperatura (temperatura di deformazione termica ≥ 80 ℃) rispetto al PP omopolimero, ed è adatto al contenimento di bevande riempite a caldo. Il PE è utilizzato principalmente per bottiglie di grande capacità (ad esempio 2 litri o più), mentre il PE a media densità (MDPE) dovrebbe essere scelto per bilanciare rigidità e resistenza all'impatto.

Controllo dei parametri chiave del processo

L'ottimizzazione dei parametri di processo è fondamentale per garantire la qualità del prodotto e richiede un adattamento dinamico alle diverse forme delle bottiglie: nella prima postazione di lavoro, il tempo di riscaldamento (10-30 secondi) deve essere adattato alla velocità di produzione e la distribuzione della potenza di riscaldamento deve essere regolata in base alla forma del preformato della bottiglia: la potenza nella zona della bocca della bottiglia diminuisce (per evitare rammollimenti) e quella nella zona del corpo della bottiglia aumenta (per garantire un riscaldamento uniforme). I parametri di stiro e soffiaggio della seconda postazione di lavoro sono i più critici. La velocità di stiro (100-300 mm/s) deve essere coordinata con la pressione di soffiaggio. Una velocità troppo elevata può facilmente causare la rottura della preforma, mentre una velocità troppo lenta può causare un orientamento molecolare insufficiente. La pressione di soffiaggio deve essere regolata in base al tipo di bottiglia. Le bottiglie per bevande gassate devono resistere alla pressione interna (≥ 2 bar) e la pressione di soffiaggio deve raggiungere i 30-40 bar, mentre le bottiglie d'acqua comuni possono essere ridotte a 10-20 bar.

I parametri di raffreddamento sono altrettanto importanti. La temperatura dell'acqua di raffreddamento dello stampo deve essere controllata a 15-25 °C, con una portata uniforme (± 5%) per garantire un rapido raffreddamento e la formatura del corpo della bottiglia. Per bottiglie con pareti spesse (spessore della parete ≥ 0,5 mm), è necessario prolungare il tempo di raffreddamento o ridurre la temperatura dell'acqua per evitare ritiri e deformazioni del corpo della bottiglia dovuti a un raffreddamento insufficiente.

5. Controllo di qualità e risoluzione dei problemi comuni

La produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni richiede l'istituzione di un sistema completo di controllo della qualità del processo, che combini prevenzione e rilevamento per garantire che i prodotti siano conformi agli standard.

Standard e metodi di ispezione della qualità

L'ispezione del prodotto finito deve comprendere tre principali categorie di indicatori: aspetto, dimensioni e prestazioni. L'ispezione estetica viene effettuata tramite sensori visivi o campionamento manuale, e richiede che il corpo della bottiglia sia privo di danni, graffi, bolle, punti neri e che l'imboccatura sia liscia e senza sbavature; l'ispezione dimensionale include l'altezza della bottiglia (± 0,3 mm), il diametro dell'imboccatura (± 0,1 mm) e la perpendicolarità del corpo della bottiglia (≤ 1°), ottenuta tramite calibro laser o strumento di misura a coordinate; i test prestazionali includono test di caduta (nessun danno da una caduta da 1,2 metri), test di pressione (le bottiglie di bevande gassate devono resistere a una pressione interna ≥ 3 bar per 30 secondi senza perdite) e test di barriera (permeabilità all'ossigeno ≤ 0,1 cc/giorno per bottiglia) per garantire che il prodotto soddisfi i requisiti di utilizzo.

Altrettanto importanti sono i test di processo, ed è necessario effettuare controlli a campione regolari sull'uniformità del riscaldamento della preforma (distribuzione della temperatura rilevata mediante termocamera a infrarossi) e sulla distribuzione dello spessore della parete dopo lo stiramento e lo stampaggio a soffiaggio (deviazione ≤ 10% rilevata mediante spessimetro a ultrasuoni), per individuare tempestivamente eventuali anomalie di processo.

Problemi comuni e soluzioni

Problemi comuni in produzione possono essere risolti attraverso aggiustamenti di processo: lo spessore irregolare del corpo della bottiglia è spesso causato da un riscaldamento non uniforme o da stiramento e soffiaggio asincroni. È necessario regolare la distribuzione della potenza di riscaldamento o calibrare la fasatura dell'asta di stiramento e della valvola di soffiaggio; la deformazione della bocca della bottiglia è solitamente causata da un raffreddamento insufficiente della bocca della bottiglia nella prima postazione di lavoro ed è necessario aumentare il volume d'aria di raffreddamento della bocca della bottiglia o ridurre la potenza di riscaldamento nell'area corrispondente; la comparsa di nebbia bianca sul corpo della bottiglia può essere dovuta a una pressione di soffiaggio insufficiente o a un raffreddamento dello stampo insufficiente. È necessario aumentare la pressione di soffiaggio o abbassare la temperatura dell'acqua nello stampo; la difficoltà di sformatura è spesso dovuta a macchie d'olio residue nella cavità dello stampo o a un angolo di sformatura insufficiente. È necessario pulire regolarmente lo stampo o ottimizzare la pendenza di sformatura (≥ 1°).

6. Campi di applicazione e tendenze di sviluppo

La tecnologia di produzione delle bottiglie di plastica a tre stazioni, con i suoi vantaggi di elevata efficienza e stabilità, è ampiamente utilizzata nel settore degli imballaggi e costantemente aggiornata sotto la spinta della tutela ambientale e dell'intelligenza.

Principali aree di applicazione

Nell'industria delle bevande, la tecnologia a tre stazioni è il metodo di produzione principale per acqua in bottiglia, bevande gassate e succhi di frutta. Può produrre bottiglie standard da 500 ml a 2 litri e ridurre il consumo di materiali grazie al design leggero (riducendo il peso di una singola bottiglia a 9-12 g). L'industria cosmetica sfrutta il vantaggio dello stampaggio ad alta precisione per produrre flaconi da 10-100 ml (come bottiglie piatte e ovali), che vengono combinati con processi di stampa o rivestimento superficiale per migliorarne l'aspetto e la consistenza. L'industria farmaceutica utilizza apparecchiature dedicate a tre stazioni per produrre flaconi in plastica per medicinali, che devono essere conformi agli standard GMP per garantire un ambiente di produzione pulito (Classe 8 o superiore). Le materie prime utilizzate sono PET o PP di grado medicale per evitare la contaminazione della soluzione farmacologica da sostanze disciolte.

tendenza di sviluppo

La tutela dell'ambiente è la nostra priorità assoluta. Da un lato, promuoviamo l'uso di materie prime in PET riciclato (rPET) e utilizziamo tecnologie di riciclo chimico per rendere le prestazioni del PET riciclato simili a quelle delle materie prime. Attualmente, alcune aziende hanno raggiunto un rapporto di miscelazione di materiali riciclati superiore al 30%. Dall'altro, lo sviluppo di forme leggere per bottiglie attraverso l'ottimizzazione strutturale (come il design del corpo della bottiglia ondulato) può ridurre il peso mantenendo la resistenza e riducendo il consumo di plastica.

Accelerazione intelligente dell'aggiornamento: l'apparecchiatura integrerà il sistema di ispezione visiva AI, raggiungendo una precisione nel riconoscimento dei difetti pari o superiore al 99,9%. Creazione di un modello di produzione virtuale tramite la tecnologia dei gemelli digitali, simulazione anticipata dell'effetto di ottimizzazione dei parametri di processo e riduzione dei tempi di debug. L'applicazione di sistemi di gestione dell'energia può ridurre il consumo energetico del 10-15%, soddisfacendo i requisiti della produzione ecologica.

L'integrazione multifunzionale è diventata una tendenza e, in futuro, le apparecchiature a tre stazioni potranno integrare funzioni quali la formatura della filettatura della bocca della bottiglia e il trattamento superficiale (ad esempio l'incisione al plasma) per ridurre i processi successivi; sviluppare una tecnologia di cambio rapido dello stampo (tempo di cambio stampo ≤ 10 minuti) per soddisfare esigenze personalizzate e ottenere una produzione di piccoli lotti e di più varietà.

La tecnologia di produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni è diventata un punto di riferimento per la moderna produzione di imballaggi in plastica grazie all'ottimizzazione dei processi e all'integrazione dell'automazione. Il controllo preciso, dalle materie prime al prodotto finito, garantisce la qualità migliorando al contempo l'efficienza, supportando le diverse esigenze del mercato degli imballaggi. Con l'applicazione di materiali ecocompatibili e l'integrazione di tecnologie intelligenti, la tecnologia a tre stazioni svolgerà un ruolo sempre più importante nella produzione ecologica e efficiente, promuovendo lo sviluppo sostenibile del settore degli imballaggi in plastica.

Nel contesto del rapido sviluppo del settore degli imballaggi in plastica, la tecnologia di produzione di bottiglie in plastica a tre stazioni, con i suoi vantaggi di elevata efficienza, stabilità ed elevato grado di automazione, è diventata il processo chiave per la produzione di bottiglie in plastica su larga scala. Questa tecnologia integra i processi chiave della produzione di bottiglie in plastica in tre postazioni di lavoro collaborative, ottenendo un'efficiente conversione dalle materie prime ai prodotti finiti attraverso un controllo preciso di ogni fase del processo. Dalle bottiglie per bevande quotidiane ai flaconi per cosmetici, la tecnologia di produzione a tre stazioni supporta le diverse esigenze del moderno mercato degli imballaggi con la sua eccellente qualità di stampaggio ed efficienza produttiva, introducendo costantemente innovazioni in termini di tutela ambientale e aggiornamenti intelligenti.

1、 Definizione tecnica e vantaggi principali

La produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni è una tecnologia di produzione automatizzata sviluppata sulla base del principio dello stampaggio a soffiaggio. L'obiettivo principale è integrare i processi chiave della produzione di bottiglie di plastica - pretrattamento delle preforme, stampaggio a soffiaggio e sformatura del prodotto finito - in tre stazioni continue e ottenere il collegamento dei processi tramite un sistema di trasporto rotante o lineare per formare un processo di produzione a circuito chiuso. Rispetto alla tradizionale stazione singola (un'unica macchina completa tutti i processi) o alla stazione doppia (pre-lavorazione e formatura separate), la tecnologia a tre stazioni migliora notevolmente l'efficienza produttiva e la coerenza del prodotto grazie alla suddivisione dei processi e al funzionamento in parallelo.

I suoi principali vantaggi si riflettono in tre aspetti: l'efficienza è la caratteristica più importante e le tre stazioni possono raggiungere una modalità di produzione continua di "one in, uno out". La capacità produttiva di una singola apparecchiatura può raggiungere 3000-12000 bottiglie all'ora, ovvero 2-3 volte superiore a quella di un'apparecchiatura a stazione singola, particolarmente adatta per esigenze di produzione su larga scala; la precisione è garantita dal controllo indipendente di ciascuna postazione di lavoro. Parametri come il riscaldamento della preforma, il rapporto di stiramento, la pressione di soffiaggio, ecc. possono essere regolati individualmente per garantire uno spessore uniforme delle pareti della bottiglia e un'elevata precisione dimensionale. Il tasso di scarto può essere controllato al di sotto dell'1%. Elevata flessibilità: cambiando gli stampi e regolando i parametri, è possibile produrre bottiglie di plastica con diverse capacità (50 ml-2 l) e forme (rotonde, quadrate, irregolari) per soddisfare le esigenze di imballaggio in vari settori come bevande, cosmetici e prodotti farmaceutici.

La tecnologia a tre stazioni è adatta principalmente alla produzione di bottiglie termoplastiche come PET (polietilene tereftalato) e PP (polipropilene). Il PET, grazie alla sua elevata trasparenza e alle eccellenti proprietà meccaniche, è diventato la materia prima principale per la produzione a tre stazioni ed è ampiamente utilizzato per il confezionamento di prodotti come acqua in bottiglia, bevande gassate e succhi di frutta.

2、 Analisi della postazione di lavoro principale e flusso di processo

Ogni postazione di lavoro nella produzione di bottiglie di plastica a tre stazioni svolge una funzione specifica e ogni collegamento è strettamente interconnesso per determinare congiuntamente la qualità finale delle bottiglie di plastica. Il processo completo comprende quattro fasi: preparazione delle materie prime, fornitura delle preforme, formatura a tre stazioni e post-lavorazione, con la formatura a tre stazioni come elemento centrale.

Prima postazione di lavoro: pretrattamento delle preforme

Il pretrattamento delle preforme è il fondamento dello stampaggio di bottiglie di plastica e il suo compito principale è riscaldare la preforma prefabbricata (semilavorato tubolare stampato a iniezione) a una temperatura idonea per lo stampaggio a stiro-soffiaggio, garantendone l'uniformità di riscaldamento. La preforma viene alimentata nella prima stazione tramite il meccanismo di alimentazione e riscaldata da un forno di riscaldamento circolare o da un modulo di riscaldamento a infrarossi. La temperatura di riscaldamento deve essere calibrata in base al materiale plastico: la temperatura di riscaldamento delle preforme in PET è solitamente di 90-120 °C, punto in cui il materiale raggiunge un'elevata elasticità e le migliori prestazioni di trazione; a causa dell'elevato punto di fusione delle preforme in PP, la temperatura di riscaldamento deve essere aumentata a 130-160 °C.

Durante il processo di riscaldamento, l'uniformità della temperatura è un indicatore di controllo chiave. Un surriscaldamento localizzato sulla superficie della preforma (superiore al punto di rammollimento del materiale) causerà la formazione di grinze o uno spessore irregolare del corpo della bottiglia formata; se la temperatura è insufficiente, il materiale presenta scarsa duttilità ed è soggetto a cricche durante lo stiramento. Pertanto, le apparecchiature a tre stazioni utilizzano solitamente tubi di riscaldamento a infrarossi multistadio, controllati con precisione da controllori logici programmabili (PLC) per gestire la potenza di riscaldamento in diverse aree. In combinazione con il meccanismo di rotazione della preforma (velocità 10-30 giri/min), questo sistema garantisce che la deviazione circonferenziale della temperatura della preforma sia controllata entro ± 2 °C. Inoltre, è necessario immettere aria di raffreddamento nel forno di riscaldamento per raffreddare localmente la bocca della preforma, evitandone la deformazione dovuta all'alta temperatura e garantendo le successive prestazioni di tenuta.

Seconda postazione di lavoro: stampaggio a soffiaggio

Lo stiro-soffiaggio è la stazione principale che determina la forma e le prestazioni delle bottiglie di plastica. Grazie all'effetto sinergico di stiramento meccanico + soffiaggio ad alta pressione, il semilavorato riscaldato della bottiglia viene modellato nella forma desiderata. Questa stazione di lavoro è composta da un'asta di stiramento, uno stampo per soffiaggio e un sistema di alimentazione dell'aria ad alta pressione. Il flusso di lavoro è suddiviso in tre fasi: in primo luogo, l'asta di stiramento meccanico si muove verso l'alto dal fondo del semilavorato della bottiglia, stirandolo assialmente fino alla lunghezza desiderata, con un rapporto di stiramento solitamente compreso tra 1:2,5 e 1:4 (regolato in base ai requisiti di altezza della bottiglia). Lo stiramento assiale orienta le catene molecolari lungo la direzione assiale.