Cada detalhamento dos itens de despesas da operação da fábrica de plástico modificada com dois parafusos da PLA

Executar uma fábrica de plástico modificado com dois parafusos PLA é uma disciplina de controle de muitas pequenas fontes de despesas antes que se acumulem em um problema de margem. A Kerke, uma fábrica da Wanplas com mais de 12 anos de experiência em tecnologia de compósito em paralelo com parafusos co-rotantes, opera a partir de uma base de produção de mais de 19.997 metros quadrados, colocou mais de 2.000 máquinas em serviço em todo o mundo e fornece clientes em mais de 70 países. Este artigo divide o custo total de operação de uma fábrica de plástico modificado em PLA em uma estrutura transparente, para que um gerente de produção, um financiador da fábrica ou um novo investidor possa ver exatamente onde cada ponto de custo se encontra. Utilizamos uma estrutura normalizada única: o índice de custo total de operação é igual a 100 pontos, e cada linha de despesa é relatada em pontos de índice e como porcentagem do total. Todos os números de energia utilizam kWh por tonelada, todos os números de mão-de-obra utilizam horas de trabalho por turno e todos os números de equipamento utilizam OEE e horas de manutenção por ano. Nenhum símbolo de moeda ou número de preço específico é utilizado em qualquer parte desta análise.

A escala da oportunidade oferecida pela PLA torna esta disciplina urgente. Polímeros biodegradáveis e baseados em biomateriais estão passando de embalagens de nicho para produtos de consumo rígidos, filmes agrícolas e utensílios para serviços alimentares, e cada nova aplicação exige uma receita de modificação diferente. Uma fábrica que só pode citar o preço de uma resina está cega para a economia real da operação da linha, porque a etapa de modificação é onde o lucro é feito ou perdido. Tratando cada despesa como um ponto num índice de 100 pontos, o gerente da fábrica obtém uma linguagem comum que conecta a mesa de compras, o chão de produção e o escritório de finanças. Este artigo foi escrito para ser essa linguagem comum.

Por que uma fábrica de plástico modificada pela PLA precisa de uma detalhamento estruturado de despesas

O ácido poliláctico, ou PLA, é um termoplástico biodegradável de origem biológica derivado de matérias-primas renováveis, como amido de milho ou cana-de-açúcar. Em sua forma pura, o PLA é rígido e frágil, com uma temperatura de transição de vidro próxima a 55 a 60 graus Celsius e uma faixa de fusão entre 150 e 180 graus Celsius, dependendo da relação de isômeros ópticos. Para tornar o PLA útil para filmes, embalagens rígidas, fibras e produtos duráveis, é necessário modificá-lo por meio de composto de dois parafusos: endurecido com um elastômero ou um poliéster biodegradável, nucleado para cristalização mais rápida, plastificado para flexibilidade, enriquecido para redução de custos ou carregado com masterbatch para cor e função. Cada uma dessas rotas de modificação altera a estrutura de custos da fábrica.

Uma fábrica de plástico modificada não é uma única máquina. É um sistema contínuo de alimentação, plastificação, mistura, devolatilização, granulagem, refrigeração, triagem e embalagem, além do trabalho, energia, manutenção e custos gerais que o mantêm em funcionamento. Quando um operador apenas observa a fatura da resina, a fábrica parece barata de operar. Quando o mesmo operador mede kWh por tonelada, horas de trabalho por turno e horas de manutenção por ano, a imagem real dos custos aparece. O índice de custos de operação descrito aqui foi projetado para tornar essa imagem comparável entre diferentes tamanhos de fábrica, diferentes metas de produção e diferentes misturas de produtos.

O quadro é deliberadamente normalizado. Ao atribuir ao índice de custos operacionais totais um valor de 100 pontos, eliminamos o efeito da moeda local, dos salários locais e das tarifas de eletricidade locais. Uma fábrica em uma região e uma fábrica em outra podem ser comparadas em termos de estrutura, e não em termos contábeis. A matéria-prima que representa 55 pontos do índice em uma fábrica representa a mesma carga estrutural em 55 pontos do índice em outra, mesmo que o custo da resina subjacente seja diferente. Esta é a metodologia central da análise que segue.

O índice de custos operacionais: o índice total de custos operacionais é igual a 100 pontos

O índice de custos operacionais é uma ferramenta contábil normalizada. Definimos o índice total de custos operacionais como 100 pontos para uma linha de produção de plástico modificada pela PLA, totalmente construída e equipada, em estado estacionário. Cada categoria de despesa é então expressa como uma fração desse total de 100 pontos. A vantagem em relação a um balanço financeiro convencional é que o índice expõe a estrutura: uma categoria que parece pequena em termos absolutos pode ser grande em relação ao total, uma vez que a capacidade inativa é removida do denominador.

O índice abrange apenas as despesas operacionais, não as despesas de capital para a construção ou a compra de máquinas. O capital é tratado separadamente como uma depreciação de equipamento ou uma linha de arrendamento no índice, porque uma instalação financiada com um pagamento inicial elevado e uma instalação operada através de uma linha de arrendamento apresentam perfis de caixa mensais muito diferentes, mesmo quando o processo subjacente é idêntico. O índice também exclui custos de inicialização únicos, como a comissionamento, as corridas de ensaio e o treinamento dos operadores, que são captados como serviços e suporte e não como despesas operacionais recorrentes.

É importante compreender como o índice responde à utilização da capacidade, porque esta única variável remodela a classificação aparente das linhas de despesas. Em níveis de utilização baixos, a usina ainda paga a mesma depreciação, o mesmo trabalho básico e a mesma energia de reserva, mas produz menos toneladas, pelo que essas linhas fixas aumentam como parte do total de 100 pontos e podem brevemente exceder a linha de energia. À medida que a utilização sobe para os valores nomeados, as linhas fixas diminuem como parte do total e a matéria-prima reafirma o seu domínio. Um gerente de usina que lê o índice apenas em um ponto de utilização vai avaliar mal onde investir; o índice deve ser lido em toda a faixa de operação prevista, e não em um único momento.

Para uma linha típica de modificação de PLA que produz 600 a 2500 kg/h de pellets compostos, a divisão estrutural do índice de 100 pontos é dominada pelo material, seguida por energia, mão-de-obra, depreciação de equipamentos e manutenção. A posição exata de cada linha muda com a utilização da capacidade: quando a fábrica opera com baixa utilização, as linhas fixas, como depreciação e mão-de-obra, aumentam como parte do índice, porque o mesmo ônus fixo é distribuído sobre menos toneladas. Quando a fábrica opera próximo do seu rendimento nominal, a linha de material domina ainda mais fortemente. Nas seções seguintes, são quantificados cada uma das linhas.

Despesa com matérias-primas e a maior parcela de custos

A matéria-prima é a maior despesa individual em qualquer fábrica de plástico modificado com PLA. No índice de custos operacionais, a matéria-prima geralmente representa a maior parte, com cerca de 55 pontos do índice, ou 55% do total. Esta linha inclui a resina base de PLA, os aditivos de modificação, como o endurecedor, o agente de nucleação, o plastificante, o estabilizador de cadeia, o enchimento e o masterbatch ou corante que conferem às pelotas finais suas propriedades. Como o próprio PLA é um polímero de base biológica de alta qualidade, a porção de resina só pode chegar a cerca de 45 pontos do índice antes de qualquer aditivo ser adicionado.

A linha de materiais também é a mais variável. Uma classe de PLA reforçado, que mistura PLA com um poliéster biodegradável, aumenta a porção de aditivos. Uma classe preenchida que utiliza carbonato de cálcio ou talco reduz a porção de resina, mas aumenta o custo de alimentação e desgaste, pois o enchimento mineral acelera o desgaste do parafuso e do cilindro. Uma rota de masterbatch concentra os aditivos em um veículo para que o composto de base fique mais limpo, mas adiciona uma segunda corrente de material para gerenciar. O método de índice mantém todos estes elementos dentro do mesmo envelope de 55 pontos, para que os compromissos sejam visíveis.

O trade-off do enchimento merece uma análise mais detalhada, porque é a forma mais comum que as fábricas tentam reduzir a linha de material de 55 pontos, e muitas vezes resulta em um efeito contrário. A adição de carbonato de cálcio ou talco reduz a parte de resina do custo do material, mas o enchimento mineral é abrasivo e acelera o desgaste dos parafusos e do cilindro, o que transfere o custo da linha de material para a linha de manutenção e aumenta o kWh por tonelada na linha de energia. O efeito líquido pode ser neutro ou até negativo se a carga de enchimento é definida sem medir a taxa de desgaste e a penalização de energia. A abordagem disciplinada é quantificar o custo de desgaste e de energia de cada ponto de enchimento e compará-lo com a economia de resina, usando o índice em vez da intuição.

A perda de material é a fuga oculta nesta linha. Cada quilograma de pó, cada quilograma de limpeza de início e cada quilograma de pellets fora dos parâmetros que são reciclados e re-alimentados reduz a produção de material. Uma fábrica que melhora a produção de material em alguns pontos pode alterar o índice em mais de dois pontos completos sem afetar a energia ou a mão-de-obra. É por isso que a precisão de alimentação, discutida mais adiante, é tratada como uma alavanca de controle de custos, e não como um recurso de conveniência.

Despesa de energia e potência medida em kWh por tonelada

A energia é a segunda maior linha recorrente, com cerca de 15 pontos do índice. A maneira honesta de medir a energia é o consumo específico de energia: kWh por tonelada de composto final. A compilação com dois parafusos é um processo energicamente intensivo, pois os parafusos devem transportar, plastificar, amassar, dispersar e bombear a mistura, ao mesmo tempo que superam a resistência viscoelástica. Para a modificação do PLA, a energia mecânica específica geralmente se encontra em uma faixa média a alta, maior do que o polietileno simples preenchido e menor do que os compostos de engenharia altamente preenchidos.

A unidade de alimentação da extrusora é o principal consumidor de energia, mas não é o único. Alimentadores, alimentadores laterais, a bomba de alimentação de líquido, o granulador, a bomba de água de resfriamento, o refrigerador e a iluminação da instalação adicionam kWh por tonelada. Uma instalação que apenas otimiza o motor da extrusora, mas ignora o refrigerador, pode recuperar apenas parte da economia disponível. O índice trata a energia como uma única linha, precisamente para que esses subconsumidores sejam considerados juntos.

A energia por tonelada é fortemente afetada pela configuração do parafuso e pelo rendimento. Uma seção de mistura mal ajustada força o motor a trabalhar mais para a mesma qualidade de mistura, aumentando o kWh por tonelada na faixa alta. Aumentar a utilização da capacidade para o valor nominal geralmente reduz o kWh por tonelada, porque as cargas parásitas fixas dos alimentadores e do resfriamento são distribuídas sobre mais produção. A tabela abaixo divide a linha de energia em etapas do processo, utilizando kWh por tonelada.

Despesa de trabalho medida em horas de trabalho por turno

O trabalho contribui com cerca de 10 pontos do índice. A unidade prática é o número de horas de trabalho por turno, pois a compilação é um processo contínuo supervisionado, e não manual. Uma operação de um único turno que dure oito horas normalmente requer dois a três operadores para manipulação de materiais, supervisão da linha, verificações de qualidade e embalagem de pellets, o que equivale a 16 a 24 horas de trabalho por turno. Um padrão de dois turnos quase dobra esse número, e um padrão contínuo de três turnos com cobertura de transferência atinge 6 a 9 operadores por janela de turno.

O custo de mão-de-obra é sensível à automação. Uma linha equipada com alimentação por perda de peso, filamento automático ou granulagem subaquática e controle centralizado reduz o número de operadores para o extremo inferior da escala. Uma linha que depende de derramamento manual de sacos, alterações manuais de telas e embalagem manual está no extremo superior. Como a mão-de-obra é uma linha parcialmente fixa, aumentar a utilização da capacidade reduz sua participação no índice sem reduzir o número de funcionários, simplesmente distribuindo as mesmas horas de trabalho por turno por mais toneladas.

A formação também faz parte desta linha. Os operadores que compreendem a disposição dos elementos de parafuso e as configurações de devolatilização reduzem o desperdício e as paradas não planejadas, o que protege o componente de qualidade do OEE. A Wanplas, como marca-mãe, enfatiza uma média de mais de 10 anos de experiência por tipo de equipamento em toda a sua rede, e esse conhecimento acumulado se traduz em uma comissionamento mais rápido e em menos erros dos operadores no local.

Equipamentos, desgaste de parafusos e tambores, manutenção e peças de reposição

A depreciação do equipamento ou o uso de arrendamento consomem cerca de 8 pontos do índice, enquanto a manutenção, o desgaste dos parafusos e dos tambores e as peças de reposição consumem juntos cerca de 6 pontos do índice. As duas linhas estão interligadas: uma fábrica que não investe adequadamente na manutenção transfere os custos da linha de manutenção para a linha de desgaste, porque os elementos de parafuso e os revestimentos dos tambores desgastados aumentam o kWh por tonelada e diminuem a produção, inflacionando indiretamente também as linhas de energia e de materiais.

O extruder de dupla hélice vive ou morre por causa de suas peças de desgaste. Os parafusos paralelos co-rotantes e o cilindro estão sujeitos a desgaste abrasivo devido aos compostos preenchidos e a desgaste corrosivo causado por alguns aditivos. A montagem de parafusos auxiliada por computador utilizada pela Kerke foi projetada com uma geometria de tipo amassador que oferece um excelente auto-lavagem, o que reduz a acumulação de resíduos e os ciclos de limpeza agressivos que aceleram o desgaste. Mesmo assim, é necessário estabelecer um orçamento de horas de manutenção planejada por ano, que abranja a inspeção dos elementos de parafuso, a medição do revestimento do cilindro, a análise do óleo da caixa de engrenagens e a calibração do alimentador.

A política de peças de reposição é um instrumento direto de controle de custos. A fábrica Kerke, da Wanplas, fornece peças gratuitas no valor de US$ 500 por ano como parte da promessa de serviço do grupo Wanplas, juntamente com a troca gratuita de peças danificadas durante a garantia e uma política de fábrica aberta que recebe visitas dos clientes. Um programa de peças de reposição previsível converte uma despesa imprevisível com avarias em uma despesa planejada, o que estabiliza a parte de manutenção do índice e protege o OEE. A formulação autorizada é apenas em letras: US$ 500 de peças gratuitas por ano.

Módulos de produto de engrenagem dupla e de granulagem da Kerke

Quando a análise dos custos chega à questão de qual máquina instalar, a resposta deve ser concreta. A Kerke, uma fábrica da Wanplas, produz extrusoras de mistura paralelas com dois eixos co-rotantes da série KTE, extrusoras de um eixo da série SE para tarefas orientadas para reciclagem, e uma gama completa de sistemas de corte e de pelletização. Cada um é otimizado para a relação de aspecto, a estrutura do cilindro, a disposição dos eixos, a evacuação, a alimentação e o controle elétrico.

Extrusor de dois parafusos da série KTE

A série KTE abrange os modelos KTE-16B a KTE-135D, cobrindo testes em laboratório, linhas piloto e produção de alta capacidade. O design paralelo e co-rotante oferece uma forte auto-limpeza e uma cisalhamento uniforme, o que é essencial para o PLA sensível ao calor. A tabela abaixo lista especificações representativas; os valores exatos são confirmados de acordo com a receita do projeto e a produção alvo.

Extrusora de parafuso único da série SE

A extrusora de parafuso único da série SE cobre uma capacidade de 30 a 800 kg/h e é principalmente utilizada para reciclagem de plástico e para funções de transporte, quando uma unidade de plastificação de parafuso único é suficiente. Ela se combina com a linha de parafusos gêmeos para recuperação de resíduos, fechando o ciclo de material e recuperando o grão fora do padrão de volta para o índice, em vez de descartá-lo.

Sistemas de corte e pelotização

A Kerke fornece várias rotas de pelotização: pelotização de fio refrigerada a água, pelotização de fio refrigerada ao ar, corte a quente com face de matriz refrigerada ao ar, corte a quente com face de matriz refrigerada à água, corte a quente com jato de água e mistura e pelotização submersa. A escolha altera a parte de pelotização do índice e a qualidade do produto. As rotas de fio refrigeradas a água e ao ar são adequadas para a compilação geral de PLA; a pelotização submersa atinge o nível de alto rendimento com pelotas esféricas uniformes, ideais para manuseio automatizado.

Sistemas de alimentação para modificação de parafusos gêmeos de PLA

A precisão de alimentação é onde a linha de material é ganha ou perdida. A Kerke suporta vários sistemas de alimentação: dosadores volumétricos, alimentação por perda de peso, alimentação lateral e alimentação líquida. Os dosadores volumétricos são o nível de entrada e são adequados para pós uniformes de fluxo livre a uma densidade volumétrica estável. Os dosadores por perda de peso são o nível de precisão: eles pesam o material quando ele sai do tanque e modulam a velocidade do eixo para manter uma taxa de referência, o que melhora diretamente a rendibilidade do material e reduz os pontos de índice de matéria-prima.

Os alimentadores laterais estendem o tambor de dois parafusos em uma localização abaixo do fluxo, permitindo que enchimentos de alta carga, como talco ou carbonato de cálcio, sejam introduzidos depois que o polímero já tenha derretido e se tornado menos viscoso. Isso protege a garganta de alimentação, melhora a dispersão e reduz o pico de torque que ocorreria se todo o enchimento entrasse na alimentação principal. Para a modificação do PLA com alto teor de enchimento, um alimentador lateral não é um equipamento opcional; é uma parte estrutural do modelo de custo, pois determina quanta quantidade de enchimento a linha pode aceitar antes que apareçam penalidades de desgaste e energia.

Os alimentadores líquidos lidam com aditivos de baixa viscosidade: esticadores de cadeia, peróxidos, lubrificantes e alguns plastificantes. A dosagem de um líquido na mistura através de uma porta adequadamente posicionada proporciona uma distribuição mais uniforme do que a pré-mistura e evita a reação prematura na zona de alimentação. A combinação de alimentação principal por perda de peso, alimentação lateral para sólidos e alimentação líquida para aditivos reativos é a arquitetura padrão para um perfil de custo de modificação do PLA controlado.

Arranjo dos elementos de parafuso e zonas do tambor

O parafuso é o coração do modelo de custo. Um parafuso gêmeo paralelo co-rotante é construído a partir de elementos intercambiáveis: elementos de transporte que transportam e criam pressão, blocos de amassamento que geram cisalhamento e mistura, e elementos de mistura especializados, como elementos dentes ou elementos em forma de S, que promovem a mistura distribuída sem aumento excessivo da temperatura. A disposição é auxiliada por computador e ajustada à receita, porque o mesmo tanque pode produzir um masterbatch de cor suave ou um composto preenchido agressivo, dependendo da sequência dos elementos.

O tambor é dividido em zonas. A zona de alimentação recebe os sólidos e inicia a transportação. A zona de plastificação funde o PLA e inicia a incorporação de aditivos. A zona de amassamento e mistura desenvolve a dispersão e a homogeneidade. A zona de devolatilização, tipicamente sob vácuo através de uma porta de ventilação, remove a umidade, o monômero residual e os voláteis da reação; isto protege o componente de qualidade do OEE e evita defeitos na superfície do grão. A zona de dosagem cria pressão para a matriz e o sistema de granulação.

A duração do cilindro é expressa como a relação L/D, geralmente entre 36 e 52 para a modificação do PLA, de modo que haja tempo suficiente para uma mistura completa, mas não tanto que o PLA sensível ao calor se degrade. A geometria do co-tipo de auto-limpeza significa que os resíduos são transferidos de forma limpa de um elemento para o outro, o que reduz o tempo de troca de produtos e diminui as perdas de limpeza que, de outra forma, aumentariam a linha de material. Portanto, a configuração correta dos parafusos é uma vantagem direta, e não apenas um detalhe do processo.

O lado mecânico desta alavanca é a torque e a energia mecânica específica. Os extrusores de dois parafusos co-rotantes são classificados pelo torque por unidade de volume, e uma caixa de velocidades de alta torque permite que a linha realize mais trabalho de mistura a uma velocidade de parafuso determinada, o que reduz o tempo de permanência necessário e diminui a degradação térmica do PLA sensível ao calor. A energia mecânica específica, medida em kWh por tonelada, é a ponte entre o projeto do parafuso e a linha de energia do índice: uma seção de amassamento bem organizada atinge a dispersão desejada com uma energia mecânica específica menor do que uma mal organizada. O acompanhamento da energia mecânica específica por receita transforma o projeto dos parafusos de uma arte em um parâmetro de custo mensurável que pode ser analisado em campanhas.

Indústrias de aplicação para a mistura de plástico modificado com PLA

As linhas Kerke servem uma ampla gama de aplicações de plásticos modificados. Para plásticos modificados com PLA, o objetivo geralmente é o endurecimento, a nucleação ou a plasticização, para alcançar desempenho de impacto e tempo de ciclo utilizáveis. Para misturas de base, a linha concentra cor, preenchimento ou aditivos em um veículo com alta carga. Para compostos biodegradáveis, a linha mistura PLA com outros poliésteres biodegradáveis e gerencia a janela de temperatura de processamento mais baixa. Para compósitos de madeira e plástico, ou WPC, a linha incorpora farinha de madeira através de um alimentador lateral para criar um composto biológico com menor conteúdo de petróleo.

Tabela de seleção: saída e material a modelar

O modelo correto resulta diretamente da saída desejada e da classe de material. A tabela relaciona uma exigência a um modelo Kerke recomendado. Para tarefas orientadas para reciclagem, a série SE de hélice simples abrange 30 a 800 kg/h. Para modificação de hélice dupla, a série KTE abrange escala de laboratório a capacidade muito elevada. A Wanplas, como marca-mãe, agrega essas linhas especializadas, de modo que um cliente com várias famílias de produtos possa padronizar o serviço e os componentes de reposição.

Utilização da capacidade, OEE e mecanismos de otimização

A eficiência geral dos equipamentos, ou OEE, multiplica a disponibilidade, o desempenho e a qualidade. Para uma linha de compósitos, a disponibilidade é perdida com as horas de manutenção programada por ano e as paradas de parafusos ou engrenagens não programadas; o desempenho é perdido ao operar abaixo do nomeplaca; a qualidade é perdida com o pellet fora do padrão e a purga excessiva. Uma instalação com 85% de OEE gasta muito menos pontos de índice em mão-de-obra fixa e depreciação do que uma instalação com 55% de OEE, porque a mesma carga fixa é distribuída sobre muitos mais toneladas boas.

As alavancas de otimização são concretas. Aumentar a utilização da capacidade reduz a parcela fixa do índice. Otimizar a configuração dos parafusos reduz o kWh por tonelada. Trocar para alimentação por peso reduz os desperdícios de material. A adição de desvolatilização a vácuo melhora a qualidade e reduz o lixo. Um plano disciplinado de manutenção preventiva reduz o tempo de parada não planejado. Cada alavanca corresponde a um movimento específico do índice, o que torna a análise dos custos um plano de ação em vez de um relatório pós-facto.

A utilização da capacidade em si se move através de níveis reconhecíveis que alteram quais linhas são mais importantes. Em um nível de utilização baixo, a fábrica deve primeiro atacar as linhas fixas, aumentando o rendimento, porque cada tonelada adicional dilui a depreciação e a mão-de-obra. Em um nível de utilização médio, as linhas de energia e material tornam-se a prioridade, então a precisão de alimentação e o ajuste do parafuso dominam. Em um nível de utilização alto, a restrição muda para confiabilidade, e a linha de manutenção e peças de reposição torna-se o fator que protege os ganhos já realizados. Ler o índice em relação ao nível de utilização atual evita o erro comum de otimizar a linha errada no momento errado.

Serviço e suporte à linha de produção

Um plano de despesas credível assume que a máquina é suportada durante toda a sua vida útil. A fábrica Kerke, da Wanplas, cumpre as promessas de serviço do grupo Wanplas: US$ 500 em peças gratuitas por ano, substituição gratuita de peças danificadas durante a garantia, uma política de fábrica aberta que recebe visitas dos clientes e uma média de 10 anos de experiência por tipo de equipamento. Antes da expedição, a linha é testada, e a instalação e comissionamento no local, o treinamento do operador e o suporte remoto mantêm o OEE alto após a entrega.

Os componentes de reposição são o principal fator que determina o índice de manutenção. Um programa previsível que inclui o limite anual de componentes gratuitos transforma os custos de avarias em custos planejados e protege os seis pontos do índice atribuídos à manutenção e ao desgaste. A política de fábrica aberta também permite que o comprador verifique a qualidade da construção e discuta as opções de materiais de parafusos e cilindros antes de se comprometer, o que reduz os riscos da linha de depreciação do equipamento.

Uma roadmap de redução de despesas por fases

A descomposição só é útil se se tornar um plano. O roteiro abaixo move uma planta de uma linha de base desconhecida para um índice controlado através de cinco fases. Cada fase tem como alvo uma parte específica do total de 100 pontos, de modo que o progresso é mensurável e não apenas esperado.

Perguntas Frequentes

Qual é a maior despesa em uma fábrica de plástico modificada com dois parafusos?

A matéria-prima é a maior despesa, representando cerca de 55 pontos do índice de custos operacionais total de 100 pontos, ou cerca de 55%. Isto inclui a resina PLA base, bem como todos os aditivos de modificação, como reforço, enchimento, agente de nucleação e masterbatch. A energia e a mão-de-obra seguem com cerca de 15 e 10 pontos do índice, respectivamente.

Quantas energias é consumida pela compoção de dois parafusos de PLA por tonelada?

O consumo específico de energia geralmente varia entre 200 e 400 kWh por tonelada apenas no motor do extrusor, com os alimentadores, a pelotização e o resfriamento adicionando mais kWh por tonelada. A linha total geralmente alcança o nível médio a alto. A otimização da disposição da amassagem do parafuso e o aumento da utilização da capacidade são as duas principais maneiras de reduzir o kWh por tonelada.

Por que usar um alimentador de perda de peso e um alimentador lateral para a modificação do PLA?

O alimentador de perda de peso mantém as taxas de aditivos e preenchimentos com alta precisão, o que melhora a rendibilidade do material e reduz os resíduos na linha de matérias-primas de 55 pontos. Um alimentador lateral introduz preenchimentos de alta carga para baixo, depois que o polímero se funde, protegendo a zona de alimentação e permitindo um maior teor de preenchimento sem excessivo torque ou desgaste.

Qual modelo da Kerke se adequa a uma linha de produção de PLA com uma capacidade de 60 a 150 kg/h?

O KTE-25, que faz parte da série KTE que vai do KTE-16B ao KTE-135D, tem capacidade de 60 a 150 kg/h e é adequado para trabalhos de modificação de biodegradáveis e PLA em escala piloto. Para um ensaio em laboratório com capacidade de 30 a 60 kg/h, o KTE-16B, mais pequeno, é a escolha natural.

Como o OEE afeta o índice de custos operacionais?

A eficácia geral do equipamento multiplica a disponibilidade, o desempenho e a qualidade. Um OEE mais elevado distribui as linhas de depreciação de mão-de-obra fixa e de equipamento por mais toneladas produtivas, reduzindo sua participação no índice de 100 pontos. Um plano disciplinado de horas de manutenção por ano e uma alimentação precisa protegem o OEE.

Que suporte de peças de reposição a Kerke oferece?

A fábrica Kerke, da Wanplas, oferece US$ 500 em peças gratuitas por ano, como parte da promessa do grupo Wanplas, com substituição gratuita de peças danificadas durante a garantia e uma política de fábrica aberta que permite visitas. Isso transforma os custos imprevisíveis de avarias em uma linha de manutenção planejada e estabiliza o índice.

É possível que a mesma linha produza masterbatch e compostos biodegradáveis?

Sim. O parafuso paralelo co-rotante é reconfigurado através da disposição dos elementos de parafuso e das configurações da zona do cilindro. O masterbatch utiliza uma alta carga de preenchimento e um alimentador de líquido para aditivos, enquanto as misturas biodegradáveis utilizam uma janela de temperatura mais baixa. Ambas são famílias de aplicações padrão da Kerke.

Como devo planejar o trabalho para uma operação contínua?

Um padrão de três turnos consecutivos normalmente requer 6 a 9 operadores durante o intervalo de turnos, o que corresponde a 48 a 72 horas de trabalho por turno. A automação, como a alimentação por perda de peso e a pelotização automática, aproxima o número de operadores do extremo inferior. O treinamento protege o componente de qualidade do OEE e reduz o desperdício.

Rendimento de material, perda de purga e vazamento do índice oculto

A despesa mais subestimada em uma fábrica de plástico modificado com PLA não é uma linha no índice, mas sim o material que nunca se torna um grão comercial. A purga de inicialização, a purga de mudança de produto, os rejeitos da embalagem de tela e o reciclamento fora dos parâmetros todos deixam o processo como não produto, e como a linha de matéria-prima fica em cerca de 55 pontos do índice, mesmo uma pequena perda de rendimento remove uma quantidade desproporcional de margem. Uma fábrica que mede a rendibilidade da matéria-prima como porcentagem da resina e do aditivo recebidos geralmente encontrará vários pontos do índice escondidos nesta perda.

O fechamento da fuga é principalmente uma questão de engenharia, não de compra. A geometria de parafusos auto-limpantes acelera a limpeza de troca. A alimentação por perda de peso elimina o excesso de material que a alimentação volumétrica convencional tolera. A devolatilização a vácuo reduz o desperdício causado por voláteis presos e defeitos de superfície. E uma linha de recuperação de um único parafuso, como a série Kerke SE, recupera o regrind fora do padrão e o reintroduz como material utilizável, em vez de o descartar. Tratar a rendibilidade do material como uma métrica de primeira classe é o caminho mais rápido para recuperar os pontos de índice perdidos sem afetar as tarifas de energia ou os salários.

Conclusão

A estrutura de custos de uma fábrica de plástico modificada com dois parafusos é previsível uma vez que é normalizada para um índice de custo total de operação de 100 pontos. A matéria-prima domina com cerca de 55 pontos do índice, a energia segue com cerca de 15, a mão-de-obra com cerca de 10, a depreciação do equipamento com cerca de 8 e a manutenção com peças de reposição com cerca de 6, com os serviços públicos e a pelotização completando o total. As alavancas que movem esses pontos são concretas: uma alimentação precisa reduz o desperdício de material, uma configuração otimizada dos parafusos reduz o kWh por tonelada e um plano de manutenção protege o OEE.

A fábrica Wanplas, com mais de 12 anos de experiência em compósitos de hélice dupla, uma base de 19.997 metros quadrados, mais de 2.000 máquinas em funcionamento e clientes em mais de 70 países, produz a série KTE, desde o modelo KTE-16B até o KTE-135D, a série SE de hélice simples, com capacidade de 30 a 800 kg/h, e uma gama completa de sistemas de granulação a frio, a ar e subaquáticos, para atender a todas as necessidades nesta descrição. Se você está planejando ou otimizando uma linha de plástico modificado com PLA, envie a sua produção alvo, a receita do material e os objetivos do produto para que nossa equipe de engenharia possa preparar uma configuração personalizada, agendar uma auditoria na fábrica e executar um teste de amostras no modelo recomendado. Estamos à sua disposição para que você visite a fábrica e verifique a qualidade da construção pessoalmente.