Kontrol proses produksi botol ringan

Botol yang ringan memiliki dinding yang tipis, dan pencetakan berkecepatan tinggi memerlukan kualitas leleh cairan kaca yang tinggi. Sedikit fluktuasi dalam keseragaman dan suhu cairan kaca akan memengaruhi pencetakan. Oleh karena itu, dengan asumsi bahwa bahan batch telah sepenuhnya meleleh, stabilitas indikator proses operasi kiln menjadi sangat penting. Pengisian dan pembuangan tungku peleburan menjaga keseimbangan dinamis, dan lapisan pengisian harus tipis untuk memastikan bahwa fluktuasi level cairan kaca dikendalikan dalam rentang yang sangat kecil.
Untuk memastikan indikator proses produksi presisi tinggi, promosikan tanur berbahan bakar minyak, tingkatkan jenis tanur, dan gunakan tanur berpenampang lebar dan bersuhu tinggi. Serangkaian tindakan diterapkan pada tanur, termasuk isolasi penuh, penggelembungan dasar kolam, peleburan listrik, ambang tanur, dan kontrol mikrokomputer terhadap parameter termal.

Bahasa Indonesia: Untuk memastikan bahwa cairan kaca yang meleleh dan dijernihkan didinginkan secara merata ke suhu pembentukan tetes, negara-negara asing telah mengadopsi saluran umpan panjang dengan panjang 6~9m, lebar 0.4~0.9m, dan kedalaman 0.15~0.25m sejak tahun 1960, dan secara ketat membaginya menjadi bagian pendinginan dan bagian homogenisasi, dan pembakar pencampur proporsional (gas alam atau gas pencuci) atau sistem pemanas listrik tambahan digunakan untuk kontrol suhu saja, tanpa terpengaruh oleh fluktuasi suhu tungku peleburan. Karena nilai kalor minyak berat yang tinggi, beberapa kelompok pembakar tidak dapat dikonfigurasi untuk memanaskan cairan kaca secara merata. Oleh karena itu, tidak tepat untuk menggunakan minyak berat sebagai bahan bakar pemanas untuk palung umpan, dan hanya digunakan sebagai pengganti bila perlu. Karena masa pakai elemen pemanas batang karbon silikon yang pendek, untuk alasan ini, sejumlah besar batang (pelat) molibdenum telah digunakan sebagai elektroda di luar negeri, yang secara langsung direndam dalam cairan kaca saluran umpan, mengandalkan "efek Joule" dari konduktivitas ionik kaca pada suhu tinggi untuk pemanasan. Untuk mencegah oksidasi ujung elektroda molibdenum yang terbuka, digunakan chuck berpendingin air atau chuck berpendingin udara. Dengan menggunakan metode pemanasan langsung elektroda molibdenum, fluktuasi suhu palung umpan dapat dikontrol dalam kisaran yang diizinkan. Jika elektroda molibdenum digunakan dengan benar, masa pakainya dapat mencapai lebih dari 8 tahun. Dengan peningkatan berkelanjutan dari tingkat kontrol elektronik, kontrol suhu tetesan palung umpan modern dapat mencapai + (0,5~1) derajat. Selain itu, kontrol zonasi dan teknologi pendinginan longitudinal digunakan untuk mendinginkan dan menghomogenkan cairan kaca, sehingga fluktuasi suhu cairan kaca di outlet saluran umpan berada dalam kisaran + 0.5 derajat, yang menciptakan kondisi untuk menyediakan tetesan kaca berkualitas tinggi ke mesin pembuat botol berkecepatan tinggi, mengurangi cacat proses dalam proses pencetakan, dan memproduksi botol ringan berkualitas tinggi.
Untuk mengurangi rentang fluktuasi berat tetesan, level cairan kaca di palung umpan dikontrol secara tepat, dan rentang kesalahannya adalah 0.2-0.5mm
Proses pembuatan produk kaca dari cairan kaca dapat dibagi menjadi dua tahap: pencetakan dan finalisasi. Operasi pencetakan biasanya dikontrol oleh tiga nilai suhu karakteristik: suhu pelunakan, suhu anil, dan titik regangan. Untuk berbagai produk, parameter proses yang wajar harus ditentukan melalui eksperimen. Selain itu, pembuatan botol, sistem pengumpanan dan pemanasan yang canggih serta penggunaan proses pencetakan yang canggih merupakan jaminan mendasar untuk memperoleh ketebalan dinding yang seragam dan mencapai bobot yang ringan.
Desain terbaru tungku anil suhu konstan ber-AC adalah salah satu kunci untuk memecahkan masalah anil botol ringan. Karena ketebalan rata-rata dinding botol ringan 2mm lebih kecil dari botol standar, laju pemanasan botol kaca dan laju pembuangan panas botol kaca panas keduanya lebih cepat, yang memerlukan penggunaan laju konduksi panas yang dipercepat untuk memenuhi persyaratan ini, yaitu, penggunaan suhu pendingin udara tertutup untuk membuat aliran udara bergerak cepat dari permukaan kaca botol. Tungku anil dibagi menjadi 10 area. Area ke-1 hingga ke-4 adalah zona pemanasan (pengkondisian udara). Biasanya, pemanasan tidak selalu diperlukan di area ke-4, dan jumlah pemanasan di area ke-3 juga sangat kecil. Setiap area panjangnya 1,8m. Bahasa Indonesia: Satu kipas pendingin udara digunakan di area ke-1 hingga ke-2 secara berurutan, sedangkan di area ke-3 hingga ke-5, terutama di area ke-6, harus digunakan pendingin udara kipas ganda, dan area ke-7 hingga ke-10 masih menggunakan pendingin udara kipas tunggal. Termokopel digunakan untuk mengukur suhu dan mengontrol suhu di setiap area tungku anil. Di zona pendinginan cepat, blower juga digunakan untuk meniupkan udara dingin untuk penyesuaian. Praktik telah membuktikan bahwa ketika suhu botol ringan di bawah 400o derajat, laju pendinginan botol adalah 20C/menit, dan tidak ada kerusakan yang terjadi pada botol ringan. Tungku anil adalah struktur logam penuh, tanpa pasangan bata tahan api, dipanaskan oleh listrik atau gas alam, dan bahan isolasi terbaru digunakan untuk memastikan kinerja isolasi termal yang baik. Oleh karena itu, berat tungku anil jauh lebih ringan daripada tungku anil umum.

Fitur utama botol ringan adalah dindingnya yang tipis dan seragam. Kunci untuk pencetakannya adalah memperoleh preform berukuran besar dan berbentuk wajar serta memastikan bahwa preform tersebut dipanaskan ulang secara menyeluruh dan wajar. Untuk mengatasi masalah ini, hal tersebut terkait dengan metode pencetakan dasar yang digunakan.
Sejauh ini, metode pencetakan dasar untuk botol dan kaleng sehari-hari tidak lebih dari sekadar tiup hisap, tiup tiup, dan tiup bertekanan. Prinsip dan efeknya berbeda. Namun, metode pencetakan yang sama mengadopsi sistem kerja yang berbeda dan efeknya tidak konsisten. Situasi pencetakan terkait erat dengan metode pencetakan, yang khususnya menonjol dalam pencetakan botol ringan.

Kecuali rongga inti, preform pada dasarnya adalah blok material padat. Ukurannya cukup kecil dibandingkan dengan produk jadi. Metode pencetakan ini mengharuskan preform memiliki suhu yang sangat tinggi saat memasuki cetakan cetak, kaca memiliki fluiditas yang baik, dan merayap dengan hebat serta mendistribusikan ulang untuk mendapatkan produk jadi. Namun, jika dinding botol tipis, suhu kaca dalam cetakan cetak juga rendah, dan tidak mungkin merayap dengan hebat, dan distribusinya tidak akan merata, dan botol ringan yang memenuhi syarat tidak dapat meledak.

Ukuran utama untuk mengurangi berat botol dalam metode tiup-tiup adalah desain bentuk internal preform, yang berarti bahwa ukuran preform diperbesar dan bentuknya masuk akal, dan peningkatan ukuran harus menjadi peningkatan volume gelembung udara tiup-balik untuk mengurangi berat material. Praktik produksi telah membuktikan bahwa ketika volume gelembung udara tiup-balik mencapai 20%~30% dari volume material kaca, kecepatan produksi dapat ditingkatkan. Ini karena pembuangan panas cetakan preform meningkat dan beban panas cetakan cetak berkurang. Namun, karena peningkatan volume gelembung udara tiup-balik dalam metode tiup-tiup didasarkan pada premis peningkatan pembuangan panas cetakan primer, suhu botol kosong primer menjadi lebih rendah, kapasitas pemanasan ulang menurun, dan waktu kerja cetakan primer diperpanjang, waktu pemanasan ulang botol primer juga dipersingkat, sehingga ketebalan dinding produk jadi tipis tetapi tidak merata. Selain itu, ketika gelembung udara yang ditiup balik mencapai volume tertentu dalam metode tiup-tiup, cincin distorsi ketebalan dinding umumnya akan muncul di pinggang botol yang sudah jadi, yaitu, "lingkaran gas" (atau "lingkaran dua bagian") muncul di badan botol. Meskipun penyedotan debu dapat digunakan sebagai pengganti kepala botol tiup-gas untuk mengurangi "lingkaran gas", efeknya sangat terbatas, yang membatasi metode tiup-tiup untuk mendapatkan ketebalan dinding yang seragam.

Fitur utama dari metode tekan-tiup adalah mulut botol dan preform ditekan keluar pada saat yang bersamaan oleh punch. Jika metode ini digunakan untuk menekan preform mulut kecil, ukurannya bisa lebih besar, rentang creep kecil saat kaca didistribusikan ulang setelah memasuki cetakan pembentuk, dan tidak akan ada "lingkaran pengembusan udara", dan keseragaman ketebalan dinding produk jadi dapat dijamin. Dalam metode tekan-tiup mesin baris umum, punch menopang material dari bawah ke atas dan mencap preform selangkah demi selangkah. Metode ini sangat efektif dalam memproduksi botol mulut besar. Dengan pesatnya perkembangan teknologi pendinginan dan teknologi pemrosesan mekanis, mesin baris dapat menekan preform mulut kecil. Suhu preform mulut kecil yang ditekan lebih tinggi daripada metode tiup-tiup, dan suhu dinding lebih seragam, ukurannya lebih besar, dan bentuknya lebih masuk akal. Saat memasuki cetakan pembentuk untuk ditiup, kaca memiliki fluiditas yang baik dan rentang creep kecil. Keseragaman ketebalan dinding produk akhir yang diperoleh lebih baik, dan botol dapat dibuat lebih ringan. Oleh karena itu, dibandingkan dengan metode blow-blow, metode press-blow memiliki keunggulan yang tidak perlu diragukan lagi dalam memproduksi botol yang ringan.
Namun, ketika mesin pembuat botol tipe garis memproduksi botol bermulut kecil dengan metode tekanan-tiup, karena prinsip struktural mesin tipe garis itu sendiri, beberapa cacat serius muncul, yang menghambat pengembangan lebih lanjut botol ringan. Manifestasi utamanya adalah sebagai berikut.
1 Reproduktifitas siklus operasi buruk.
Proses percepatan mekanisme tersebut tidak memiliki kontrol yang tepat.
Penyangga titik akhir (atau bantalan udara) tidak sesuai, panjang dan waktu langkah piston tidak sesuai, dan rentang penyetelan sangat sempit. 4 Koordinasi dan desain antara berbagai komponen mekanisme terlalu rumit, dan diperlukan personel berpengalaman untuk melakukan penyetelan yang tepat.

Hermann Haye adalah salah satu pelopor pembuatan botol kaca Eropa. Pada pertengahan tahun 1970-an, ia pertama kali menggunakan metode blow-blow (BB) untuk menguji pengurangan berat botol dan stoples. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketika menggunakan metode blow-blow untuk membentuk, berat botol hanya dapat dikurangi dalam kisaran terbatas, tetapi produk tidak dapat mencapai tingkat botol ringan. Alasan utamanya adalah bahwa perbedaan waktu kontak antara logam dan kaca di lokasi gelembung pada tahap pembentukan menyebabkan distribusi kaca yang tidak merata dalam gelembung dan dinding produk akhir.
Solusi untuk masalah di atas adalah dengan menggunakan metode NNPB. Proses pencetakan NNPB adalah: memasukkan tetesan ke dalam cetakan awal → menekan gelembung → membalik gelembung ke cetakan cetakan → memanaskan ulang → menyedot cetakan cetakan → pencetakan tambahan → peniupan akhir → menjepit botol ke meja pendingin.
Dari proses tersebut, dapat dilihat bahwa tidak ada masalah perbedaan waktu kontak gelembung dalam metode NNPB, prosesnya disederhanakan, dan gelembung yang ditekan memiliki ketebalan dinding yang lebih seragam. Selain itu, metode NNPB memiliki waktu pemanasan ulang yang lebih memadai daripada metode BB, yang membantu menyamakan suhu kaca di dinding botol setelah peniupan akhir.

Seperti yang dapat dilihat dari Tabel 2-39, inti dari metode NNPB adalah membuat kaca terdistribusi secara merata dan memiliki waktu pemanasan ulang yang cukup, sehingga dapat sepenuhnya mengerahkan potensi kekuatan material, sehingga mencapai tujuan mengurangi berat botol dan mempertahankan kekuatannya.
Fitur utama dari metode peniupan tekanan mulut kecil adalah: keseragaman suhu tetesan kaca baik, kontrol otomatis perangkat berat tetesan diperkenalkan, tingkat penekanan ditingkatkan, waktu proses dialokasikan sesuai dengan persyaratan proses botol ringan, pelumasan cetakan ditingkatkan, kerusakan mikro pada permukaan dalam dan luar botol berkurang, dan sistem pendingin aksial cetakan diadopsi untuk membentuk produk berdinding tipis yang seragam. Proses pencetakan peniupan tekanan botol mulut kecil ditunjukkan pada Gambar 2-38.
Proses pencetakan: Pertama, tetesan jatuh ke dalam cetakan dan jatuh ke atas penusuk logam yang naik ke posisi penerimaan material. Kepala blanking bergerak ke posisi yang ditentukan dari cetakan awal dan menutup mulut atas cetakan awal. Kemudian penusuk bergerak ke atas untuk melubangi bentuk blank awal. Kemudian kepala blanking bergerak menjauh dan membalik blank awal ke dalam cetakan.
Cetakan ditutup, rahang dibuka, dan blanko awal ditempatkan di cetakan untuk pemanasan ulang dan peregangan. Kemudian kepala peniup bergerak ke posisi yang benar di atas cetakan pembentuk, membentuk blanko secara vakum di cetakan pembentuk, dan peniupan positif dilakukan pada saat yang sama, menggunakan udara bertekanan untuk pendinginan internal guna membentuk botol. Akhirnya, botol yang dibentuk dijepit dengan cetakan pembentuk. Untuk berhasil mencapai operasi peniupan tekanan mulut kecil, pertama-tama, perangkat keras yang relevan harus tersedia, dan sebagai tambahan, kondisi operasi dasar berikut harus dipenuhi.

(1) Mulut botol Saat menggunakan operasi tekanan-tiup mulut kecil, diameter dalam mulut botol dari botol yang diproduksi dapat sekecil 18mm. Bergantung pada ketinggian di bawah mulut botol dan diameter badan botol, ukuran lubang dalam mulut botol yang lebih kecil dapat diproduksi.

(2) Ketinggian di bawah mulut botol bergantung pada desain botol kosong. Ketinggian botol kosong maksimum dari batas langkah mekanisme pelubang adalah antara 160 dan 170 mm. Ketinggian botol maksimum di bawah mulut botol terkait dengan perpanjangan botol kosong, yang pada gilirannya terkait dengan desain, kualitas, dan volume botol. Botol dengan ketinggian di bawah mulut botol hingga 280 mm telah diproduksi, tetapi batas ini dapat dilampaui tergantung pada desain dan berat botol. Tabel 2-40 mencantumkan hubungan antara massa dan volume botol.

Batasan dimensi diameter di atas adalah untuk cetakan yang menggunakan proses pembentukan vakum. Jika proses pembentukan vakum tidak digunakan atau lebar tangki vakum diperkecil, botol yang melebihi dimensi di atas dapat diproduksi.
(2) Faktor-faktor berikut harus dipertimbangkan dalam proses tersebut:
1. Standar tinggi keseragaman kimia dan termal dari cairan kaca harus dipertahankan.
2. Suhu pelunakan kaca serendah mungkin, yaitu suhu kerja terendah.
3. Kaca harus memiliki stabilitas kimia dan fisik yang baik pada seluruh rentang suhu di mana botol digunakan.
Hubungan viskositas dan suhu dapat dirujuk sebagai berikut.

Produksi botol ringan dengan metode tiup bertekanan botol mulut kecil memiliki persyaratan tinggi untuk teknologi dan peralatan. Selain persyaratan ketat untuk persiapan, pengangkutan, dan penyimpanan bahan baku dan bahan batch serta peleburan tanur yang disebutkan di atas, mesin pembuat botol diharuskan memiliki mekanisme dan perangkat yang diperlukan untuk mengurangi keausan mekanis dan mempertahankan kondisi pengoperasian yang baik; ada persyaratan tinggi untuk material dan pemrosesan komponen utama, seperti punch dan pipa pendingin. Karena diameternya yang kecil, punch harus terbuat dari baja berkualitas tinggi untuk desain mekanisme dan untuk memenuhi persyaratan perangkat cetakan; pemrosesan keseluruhan adalah untuk menghilangkan keausan logam sebanyak mungkin; punch harus dipoles dengan tepat di sepanjang sumbu longitudinalnya; dimensi sambungan punch dan sambungan punch harus dijaga dalam kisaran toleransi. Selain itu, desain cetakan awal dan bentuk botol harus memenuhi persyaratan proses tiup bertekanan botol mulut kecil.
Berdasarkan proses peniupan tekanan mulut kecil, dalam beberapa tahun terakhir, Perusahaan Haiye telah secara berturut-turut mengembangkan metode HAP dan beberapa jenis mesin pembuat botol, termasuk H1-2, H6-12, dan H1-9. Ketebalan dinding botol dan kaleng yang diproduksi dapat dikurangi hingga 1 mm, menjadikannya mesin yang ideal untuk memproduksi botol ringan. Metode peniupan tekanan Haiye digunakan untuk memproduksi botol mulut kecil yang ringan. Karena distribusi ketebalan yang seragam, tingkat pengurangan berat maksimum dapat mencapai 33%. Standar kekuatan botol ringan ditingkatkan secara signifikan dibandingkan dengan standar botol berat. Gambar 2-39 menunjukkan struktur mesin pembuat botol Haiye H1-2.

Fitur teknis mesin pembuat botol Haiye adalah sebagai berikut.
1 Meja putar digunakan untuk membuat tetesan jatuh langsung ke cetakan primer.
2 Botol bermulut kecil dan botol bermulut besar dibentuk dengan metode tekanan-tiup.
3 Memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat dan dapat memproduksi botol dan kaleng yang berat, ringan, dan sangat ringan.
4 Dengan menggunakan satu cetakan utama dan dua cetakan pembentuk, hasil produksi rongga tunggal tinggi, yang tak tertandingi oleh mesin pembuat botol lainnya.
5 Cetakan utama memiliki waktu pemanasan ulang yang cukup selama proses pemindahan dan dapat disesuaikan.
6 Cetakan utama tidak perlu dibalik saat dipindahkan dari cetakan utama ke cetakan pembentuk.
7 Waktu kontak antara kaca dan cetakan pembentuk dan waktu kontak dengan cetakan primer berada dalam rasio yang sesuai.
8 Botol dijepit oleh cetakan mulut selama proses pencetakan.
9. Dinginkan semua cetakan secara merata