加速流延膜生产商向敏捷制造转变金葱粉

加速流延膜生产商向敏捷制造转变

全世界的流延薄膜业正在发生 一种改变，即用敏捷制造模式取代传统的商业运作模式。这种敏捷制造模式能扩展生产线用途和产量，但它也给传统的薄膜生产商带来了特殊的挑战。新型的平板机头装置使得传统的薄膜制造商也可以变成敏捷制造商。

传统商业模式的“浪费”

目前大多数薄膜生产商仍然在沿用旧的商业模式：长时间生产、大量存货、产品变化少和产量损耗平稳。对于这些公司而言，从一种产品A变换到产品B所需要做的仍然是传统的内容，这些内容在长于改良、更新的日本文化里被认为是MUDA—翻译过来就是浪费。MUDA发生在如下相关联的程序中：挤出方式变化、机头清洗、机头口唇调节、自动的产品外形调节、机头生产线的修正、机头口唇清洗以及在共挤出过程中产品结构和层与层比例的变化调节。

时间的浪费

分析一个以1180kg/hr速度生产薄膜的制造商。如果从生产产品A到变成生产产品B要花费半个小时，则浪费的时间折算成产量是590kg。以前，如果每个月变换生产四种产品，这将导致每年28320kg的产量损失。现在，保守地估计，每个月至少要变换16种产品，则每个月损失的产量为113280kg。假设薄膜的价格为每公斤1.10-2.20美元，这意味着每个月125,000-250,000美元的损失。

生产成本的浪费

由于更换产品所需的停工期也造成实际生产成本的增加和现金的花费。就像在任何一个生产企业，计算薄膜挤出生产的小时成本通常包括劳动力成本、生产耗能、管理费用和机器的折旧。这些成本当生产线为更换产品停下来也必须支付。另外，由于更换产品也造成原材料的浪费，如需清洗设备（产品或产品颜色改变时）和形成过渡产品，这是因为每次开始生产一种新产品时，调节产品尺寸及形状都需要浪费一些原料。

我们估计仍然沿袭传统商业模式运作的流延薄膜生产商为了满足敏捷制造客户的需要形成的浪费约占到非生产成本的15%-20%，这些成本并不是指与产品的生产直接相关的成本(如原材料成本)。

为适应新转变进行革新

目前薄膜生产商正经历许多困境，如：成熟巿场竞争的加剧，对薄膜质量和性能的要求越来越苛刻。

作为熔体流动和流延薄膜尺寸、结构成型的工具，平型机头成为应对敏捷制造模式挑战的核心的攻克目标。过去10年，在改善机头的敏感性和精确性方面已经有了许多进步，它们使得薄膜生产商能生产尺寸和层结构更均匀的产品，为旧的商业模式也设计了许多改进的机头。现在EDI工程师已将其工作焦点改变为：开发能加速产品更换的新型的装置，缩短调节和试生产的停工和延迟时间，并减少由于清洗设备和调节期所消耗的原材料的量。

EDI设计的Coutour机头改变了机头流道的形状以减少机头料流的不均匀性。更快地更换产品

为了实现更快地更换产品，最大的创新之一是Contour 机头，它的倾斜的形状与传统的块状结构的机头有很大的不同。这种机头能在整个机头宽度方向提供均匀的流量，同时能避免造成非流线型流动。熔体流动非流线型这种现象在较早期的拥有特殊设计的岐管恒定流量机头中出现过。

平型机头的岐管是指机头上下两半模之间的流道。机头流量是由于从挤出机挤到岐管中的熔体压力造成的，在标准的衣架式机头中这种机头流量是非均匀的。中间流量大而边缘的流量小，因而在刚开始生产新产品和改变挤出速度时，操作者需要用较长的时间来解决这个问题，在这期间，大量的废料会产生。虽然较早期的恒定流量机头通过改变岐管的形状解决了以上这个问题，但由于岐管是直线型的，有死角所以不能提供衣架式机头那样流线型的流道。

EDI设计的Coutour机头拥有衣架式机头的岐管，但改变了机头流道的形状以减少机头料流的不均匀性。它沿宽度方向在中间增加了机头体的厚度，厚度从中间到末端倾斜减小。它的衣架机头式的岐管造成更多的流线型熔体流，使得当更换产品颜色时清洗机头更快捷；同时也大大增加了产量，并且维持较高的产品精度。

在生产2-4密尔厚度的多层聚乙烯膜时，Contour机头使得制造商增加产量30%，同时保持产品尺寸均匀度在±1.3%。这种新装置只需5分钟就可以调节到位，仅需要90kg的调节料，而传统的机头需要20分钟和270kg的料。

EDI认为这种Contour Die 将在今后许多年作为一个至关重要的基本的新型平型机头设计。

在线共挤出调节系统

对于一些更细的流动调节或层与层的比例调节，EDI推出创新的Accuflow共挤出供料头，它使得进行相应的调节时，无需再把供料头从生产线抽出来。

供料头的作用是接受从几台挤出机挤过来的多种聚合物流，并且把每种聚合物流形成一个层，最后把多层聚合物结合成一个三明治式的流延膜。这也是由于机头岐管在整个宽度上形成的结果。对于传统的供料头，当改变产品尺寸或改变层与层之间的比例时，操作者必须更换一套流动插件（flow insert）调整块，这延长了正常生产产品的准备时间，并且一定要停止生产才能更换。

Accuflow供料头可实现在线厚度调整，图示为一五层Accuflow供料头。

另一方面，Accuflow供料头使用了组合的卷轴装置，它可以在线调节，减少准备时间，加速生产，并且无需停工。与插入式调节不同，组合式的卷轴能持续调节，它使更细微的层调节成为可能，同时减少了不合格产品产生的可能性并修正了产品由于“粘度压缩”造成的变形。“粘度压缩”是指，发生在一种较低粘度的聚合物在口膜的四周越积越厚，而粘度较大的聚合物则被包裹压缩形成一个核心。另外，由于卷轴形成更具流线型的流动，也减少了清洗的时间。

Accuflow供料头在3层、5层和7层薄膜装置中都是可行的。另外，它被设计成也可同EDI的Ultraflow I-S系列互换的流动卷轴共同使用，这些卷轴使得改变物料层的次序成为可能，而不必拆掉和重装流道系统及供料头。这个特点可以使加工更多样性，并可定期地把中心层物料改变为表面层，也可以使其它内层物料变为外层。

其它减少“MUDA”的技术

一项比Contour机头或者Accuflow供料头更简单的创新是UltraLip机头口唇清除器，它可以显著地减少流延薄膜的换料停工期，这种装置具有两个清除口唇的零件，分别装在上下口唇的表面，在不到1分钟时间里这两个零件就可横越一个典型机头的整个宽度，清除口唇部位的滞料。这两个零件与螺旋转动的多根螺杆协调动作，螺杆通过一个简单的手柄控制一个杆和链轮传动机构可以在机头的任一边动作。

同样把考虑重点放在机头口唇的有EDI新推出的EverSharp口唇边缘技术，这种技术使用碳化钨涂层可以使口唇边缘保持比常规硬化工具钢4-6倍的锋利，从而减少了机头和口唇的清洗时间。

其它最新的用来减少MUDA和提高挤出生产线连续运转时间的进展包括AutoflexVI-L尺寸形状自动调节装置。它的自动化水平使口唇调节速度加快一倍，以及UltraLock boltless机头，它能在90秒分离和打开一个机头，从而显著地加速清洗和换料的时间。

这些用于流延薄膜制造的新的装置，使得流延薄膜业可能发生类似于过去几年在传统片材业所发生的改变。这些片材公司过去积极采用新的为减少更换材料所花费的停工时间的装置，比如EDI用于改变片材的厚度的单点调节机构和用于改变产品的宽度的快速定膜器，并因此提高了生产效率和降低了成本。如今，传统流延薄膜生产商向敏捷制造转变的时机也已来到了。

信息来源： 塑料工业网

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