Com a segmentação contínua do mercado global de processamento de plástico e a crescente demanda por masterbatches personalizados e produtos de compósitos, pequenas oficinas de produção, empresas de compósitos em fase de criação e empresas de pesquisa e desenvolvimento estão se destacando.&As linhas de produção piloto D tornaram-se uma força importante no setor. Diferente das grandes fábricas, que dispõem de espaço suficiente para a instalação e de capital suficiente, as pequenas oficinas geralmente enfrentam várias restrições, como área limitada de instalação, investimento inicial apertado, modo de produção de várias variedades e pequenas quantidades e falta de pessoal técnico especializado. A escolha de um extrusor compacto de masterbatch adequado é a decisão central para que essas empresas possam entrar em produção de forma suave, controlar os custos e ganhar rapidamente competitividade no mercado. Um extrusor compacto de dois parafusos adequadamente selecionado não só pode atender à demanda de produção com um pequeno espaço e um investimento baixo, mas também garantir a qualidade de dispersão e a estabilidade de produção dos produtos de masterbatch de cor e compostos, ajudando as pequenas empresas a estabelecer rapidamente vantagens de qualidade no mercado segmentado.
Atualmente, existem muitos modelos de extrusoras compactas no mercado, com grandes diferenças em configuração, desempenho e preço. Muitos operadores de oficinas pequenas cometem erros ao selecionar modelos. Alguns perseguem cegamente uma grande capacidade e compram equipamentos excessivamente grandes, resultando em uma baixa utilização do equipamento e uma grande pressão sobre o capital. Alguns se concentram apenas em preços baixos e ignoram indicadores essenciais, como o desempenho de dispersão e a estabilidade de operação, resultando em frequentes problemas de qualidade do produto e altos custos de manutenção pós-venda. Para pequenas empresas com capacidade de enfrentamento de riscos fraca, a escolha errada de modelo não só desperdiçará um valioso investimento inicial, mas também atrasará a oportunidade de entrada no mercado dos produtos e até mesmo levará a dificuldades operacionais. Portanto, dominar métodos de seleção científicos e selecionar equipamentos que se adequem à escala de produção, à direção do produto e às condições da fábrica é a questão primordial para todos os operadores de oficinas pequenas.
Como fabricante profissional com foco em R&Em relação à produção de extrusoras de dois parafusos, extrusoras de masterbatch e extrusoras de compósitos, a Kerke dispõe de uma linha completa de produtos compactos para pequenas oficinas e cenários de produção piloto. Baseando-se em anos de acumulação técnica no campo da extrusão de masterbatch e compósitos, as extrusoras compactas da Kerke apresentam as características de pequena área de ocupação, alta integração, operação simples, economia de energia e alta eficiência, e podem fornecer esquemas de configuração específicos de acordo com os diferentes processos de produção. Neste artigo, serão sistematicamente identificadas as principais necessidades e restrições das pequenas oficinas, explicados em detalhe os principais indicadores técnicos e os pontos de seleção do sistema das extrusoras compactas de masterbatch, apresentados os cenários aplicáveis e o referencial de preço do equipamento compacto da série Kerke, realizados análises detalhadas dos custos de investimento e do retorno sobre o investimento, resumidos os equívocos comuns de seleção e a experiência de operação e manutenção, e fornecidos orientações abrangentes e práticas para os operadores de pequenas oficinas.
1. Características de produção e necessidades básicas das pequenas oficinas de masterbatch
1.1 Espaço limitado para a planta e requisitos de layout flexíveis
A característica mais evidente das pequenas oficinas é a área limitada de instalação. A maioria das oficinas de produção de masterbatch de pequena escala possui uma única área de instalação inferior a 500 metros quadrados, e algumas empresas em fase de criação têm apenas um espaço de produção de 100 a 200 metros quadrados. Em um espaço limitado, é necessário organizar equipamentos de produção, área de armazenamento de matérias-primas, área de armazenamento de produtos acabados e canal de operação ao mesmo tempo. Portanto, a área do piso do extrusor é o principal critério de seleção do modelo. O equipamento deve ser o mais compacto possível em comprimento, largura e altura, e tentar adotar um design integrado para reduzir o espaço ocupado pelas máquinas auxiliares separadas.
Além da área, as condições de instalação de pequenas oficinas são geralmente relativamente simples. A maioria delas não possui uma fundação de equipamento especial, e a capacidade de carga do piso e a altura do piso também são limitadas. Isto requer que a extrusora compacta tenha um peso total leve, um centro de gravidade baixo, não precise de uma construção de fundação complexa e possa ser instalada e utilizada apenas sobre o solo de cimento comum. Ao mesmo tempo, o equipamento deve ter certa mobilidade, o que é conveniente para a ajustagem de posição e a reconstrução do layout quando a linha de produção for ajustada mais tarde. Para as oficinas que podem se expandir ou se mudar para outro local no futuro, a conveniência da desmontagem e do transporte do equipamento também é um indicador de referência importante.
1.2 Modo de produção em pequenas séries de várias variedades
As pequenas oficinas de masterbatch geralmente seguem a rota do mercado diferenciado, concentrando-se em pedidos personalizados e produção em pequenas quantidades de vários tipos, incluindo masterbatch de cores especiais, masterbatch funcional e materiais modificados em pequenas quantidades. Diferente da produção contínua em grande escala nas grandes fábricas, as pequenas oficinas precisam substituir frequentemente as fórmulas de matérias-primas, as cores e os tipos de produto. O tempo médio de produção de um único lote é curto, e o número de alterações de materiais e de cores por mês é grande. Este modo de produção impõe exigências elevadas ao desempenho de alteração de materiais e limpeza do extrusor.
Em primeiro lugar, o equipamento deve ser fácil de desmontar e limpar, a porca e o tambor podem ser rapidamente desmontados, e os resíduos de material no interior podem ser limpos completamente, de modo a evitar a mistura de cores e a contaminação cruzada ao mudar os materiais. Em segundo lugar, o tempo para a mudança de materiais e a comissionamento deve ser curto, o que pode reduzir o desperdício de matérias-primas na fase de comissionamento e melhorar o tempo de produção efetivo. Em terceiro lugar, o equipamento possui uma grande flexibilidade de processo. Ao ajustar os elementos de porca e os parâmetros de processo, pode adaptar-se à produção de diferentes tipos de produtos, como masterbatch de cor, modificação de enchimento e modificação de endurecimento. Para pequenas oficinas, um equipamento multifuncional pode melhorar significativamente a taxa de utilização do equipamento e ampliar o escopo de negócios.
1.3 Orçamento inicial limitado e altos requisitos de retorno sobre o investimento
Para os operadores de pequenas oficinas, o orçamento inicial geralmente é relativamente apertado e eles são muito sensíveis ao custo único de aquisição de equipamentos. A maioria das pequenas empresas espera recuperar o investimento em equipamentos em um período relativamente curto para garantir a segurança do fluxo de caixa. Portanto, ao selecionar os equipamentos, não devemos considerar apenas o preço de compra, mas também avaliar de forma abrangente o custo total de propriedade ao longo de todo o ciclo de vida, incluindo consumo de energia, mão-de-obra, custo de manutenção e perda por falha.
Muitos operadores cometem o erro de apenas olhar para o preço ao selecionar modelos. Eles escolhem equipamentos de baixo custo com configuração reduzida. Como resultado, o equipamento apresenta desempenho instável, alta taxa de falhas e baixa taxa de qualificação do produto após a entrada em produção. Em vez disso, eles pagam custos mais altos posteriormente. A seleção científica deve ser baseada na capacidade de produção própria e na posição do produto, escolhendo o equipamento com o melhor custo-benefício dentro do orçamento e dando prioridade a modelos com desempenho estável, baixo consumo de energia e baixo custo de manutenção. Ao mesmo tempo, devemos considerar adequadamente a escalabilidade do equipamento. Não devemos escolher modelos muito pequenos que, em breve, não serão capazes de acompanhar a velocidade de desenvolvimento, nem devemos perseguir cegamente uma alta configuração e causar desperdício de recursos.
1.4 Operação simplificada e limite de manutenção baixo
As pequenas oficinas geralmente estão equipadas com um pequeno número de funcionários e a maioria delas não possui técnicos de manutenção de equipamentos profissionais em tempo integral. Os operadores geralmente assumem várias responsabilidades, como produção, alimentação e manutenção simples. Portanto, a dificuldade de operação e manutenção do equipamento também é um fator chave que não pode ser ignorado. O sistema de controle deve ser simples e intuitivo, com interface de operação em chinês ou inglês, configuração de parâmetros clara e os trabalhadores comuns podem começar rapidamente após um treinamento simples, sem um nível técnico profissional muito elevado.
Em termos de manutenção, os trabalhos de manutenção diária devem ser o mais simples possível e as peças vulneráveis devem ser fáceis de substituir, sem a necessidade de ferramentas especiais complexas. O fornecedor de equipamentos deve fornecer orientações claras de manutenção e suporte técnico pós-venda oportuno, o que pode resolver rapidamente os problemas em caso de falha. Para pequenas oficinas, a qualidade estável e confiável dos equipamentos e a manutenção diária simples podem reduzir significativamente a dependência de técnicos profissionais, reduzir os custos de mão-de-obra e evitar a interrupção da produção causada por falhas nos equipamentos.
1.5 Requisitos de conformidade em matéria de proteção do ambiente e segurança
Mesmo as pequenas oficinas de produção devem cumprir os correspondentes padrões de proteção ambiental e segurança de produção. O processo de produção por extrusão produz uma certa quantidade de poeira e gás residual volátil. Se o desempenho de vedação dos equipamentos for pobre e não houver uma interface eficaz de coleta de gás residual, não apenas se deteriorará o ambiente da oficina, mas também não se cumprirão os critérios de avaliação de proteção ambiental.
Os extrusores de masterbatch compactos de alta qualidade devem apresentar um bom desempenho de vedação na porta de alimentação e na porta de exaustão, e devem estar equipados com interfaces padrão para a remoção de poeira e a conexão de gases de efluente, que podem ser facilmente conectadas ao sistema de tratamento de gases de efluente da oficina. Ao mesmo tempo, o equipamento deve estar equipado com dispositivos de proteção completa, incluindo um escudo de segurança, um botão de parada de emergência, proteção contra sobrecarga, proteção contra vazamentos, etc., para garantir a segurança dos operadores. Para oficinas pequenas, a seleção de equipamentos que atendam aos padrões de segurança e proteção ambiental em uma única etapa pode evitar os custos de transformação causados por rectificações subsequentes e reduzir o risco operacional da empresa.
2. Indicadores técnicos básicos para a seleção de extrusoras de masterbatch compactas
2.1 Correspondência entre o diâmetro do parafuso e a capacidade de produção
O diâmetro do parafuso é o parâmetro mais fundamental para determinar a capacidade de produção do extrusor. Os diâmetros comuns dos extrusores compactos de masterbatch são 20mm, 25mm, 35mm, 45mm e 50mm, e a produção horária correspondente varia de mais de dez quilos a centenas de quilos. Ao selecionar o diâmetro, deve ser adequado às necessidades reais de produção da empresa, e deve ser reservado um espaço suficiente para se adaptar ao crescimento futuro do negócio.
Para workshops que se dedicam principalmente à combinação de cores, fabricação de amostras e pedidos personalizados em lotes ultrapequenos, recomenda-se escolher modelos com diâmetro de parafuso de 20 mm a 25 mm, com uma produção de 10 kg a 50 kg por hora. Este tipo de equipamento tem um volume pequeno, menor consumo de materiais para produção de testes individuais, baixo desperdício de materiais ao mudar os materiais e é muito adequado para formulação R & Para as oficinas de produção em massa de pequenas séries convencionais, a produção mensal varia entre 50 toneladas e 200 toneladas, portanto, o modelo de 35 mm a 45 mm é mais adequado, com uma produção horária de 100 kg a 300 kg, o que pode equilibrar a eficiência de produção e a flexibilidade de produção. Para as oficinas com ordens estáveis e grande volume de lote único, pode ser selecionado o modelo de 50 mm, com uma produção horária de 300 kg a 500 kg, o que tem uma maior eficiência de produção e um menor consumo de energia por unidade de produto.
Deve ser observado que a saída nominal do equipamento geralmente é a saída máxima sob materiais e processos específicos. A saída real variará de acordo com o tipo de material, a composição da fórmula e os requisitos de qualidade do produto. Ao selecionar o modelo, deve ser calculado de acordo com 60% a 70% da saída máxima nominal como a saída estável convencional, de modo a evitar que o equipamento opere a carga máxima por um longo período, o que acelerará o desgaste e reduzirá a vida útil. Ao mesmo tempo, deve ser reservado um margem de capacidade adequado para o crescimento das encomendas nos próximos 2 a 3 anos, de modo a evitar a embaraço de que a capacidade do equipamento será insuficiente logo após a compra.
2.2 Relação comprimento/diâmetro e desempenho da dispersão de plastificação
A relação comprimento/diâmetro, ou seja, a relação L/D, refere-se à relação entre o comprimento efetivo do parafuso e o seu diâmetro, o que determina diretamente o tempo de mistura de plastificação e o efeito de dispersão dos materiais no tanque. Quanto maior for a relação comprimento/diâmetro, maior será o tempo em que o material permanece no tanque, mais adequada será a mistura e a plastificação, e melhor será o efeito de dispersão do pigmento. No entanto, uma relação comprimento/diâmetro muito grande aumentará o consumo de energia do equipamento e a dificuldade de controle da temperatura, bem como a área do piso do equipamento.
Para a produção de masterbatch de cor de poliolefinas convencionais, a relação comprimento/diâmetro de 28:1 a 32:1 pode basicamente atender à demanda. Para masterbatch com alto teor de preenchimento, masterbatch funcional e modificação de plásticos de engenharia com requisitos de dispersão elevados, recomenda-se escolher um modelo com uma relação comprimento/diâmetro de 36:1 a 40:1. O parafuso mais longo tem mais espaço para organizar elementos de mistura, o que permite a mistura e dispersão em várias etapas e garante uma qualidade do produto mais estável. Para produtos com cisalhamento particularmente sensível e que são propensos à degradação, pode ser selecionada uma relação comprimento/diâmetro menor para reduzir o tempo de permanência do material e evitar sua degradação.
Os extrusores compactos de masterbatch Kerke adotam um design de tanque modular. Diferentes números de seções de tanque podem ser combinados de acordo com as necessidades do processo real para ajustar flexivelmente a relação entre a dimensão efetiva e o diâmetro, o que não só atende às exigências de dispersão de diferentes produtos, mas também evita o desperdício de energia desnecessário. Esta configuração flexível é muito adequada para oficinas pequenas com produtos diversificados, e o mesmo equipamento pode levar em conta a produção de vários tipos diferentes de produtos.
2.3 Configuração do elemento de parafuso e capacidade de mistura
A capacidade de mistura e dispersão do extrusor de dois parafusos depende principalmente do tipo e da disposição dos elementos de parafuso. Os extrusores de masterbatch compactos de alta qualidade devem adotar uma estrutura de parafuso combinada, composta por diferentes tipos de elementos de transporte, blocos de amassamento, elementos de mistura dentes, etc. A combinação pode ser ajustada de acordo com diferentes fórmulas de material para obter o melhor efeito de dispersão.
Os elementos de transporte são principalmente responsáveis pelo transporte em frente dos materiais. Os blocos de amassamento são os elementos principais para a dispersão por cisalhamento. Diferentes números de discos de amassamento e diferentes ângulos de deslocamento proporcionam diferentes forças de cisalhamento. Para a produção de masterbatch de cor, é necessário configurar um número adequado de combinações de blocos de amassamento para fornecer uma força de cisalhamento suficiente para abrir os aglomerados de pigmento e obter uma dispersão uniforme em escala nano. Para sistemas de enchimento e modificação com alto teor de enchimento, é necessário aumentar os elementos de mistura distribuitiva para garantir uma distribuição uniforme dos enchimentos na resina matriz.
A Kerke oferece esquemas de configuração de parafusos específicos para diferentes sistemas de produtos. Para masterbatches de pigmentos inorgânicos com requisitos de dispersão elevados, é necessário reforçar a seção de dispersão por cisalhamento para garantir a abertura de aglomerados de pigmentos. Para masterbatches de pigmentos orgânicos e corantes sensíveis ao cisalhamento, é adotado o esquema de cisalhamento suave para evitar a decomposição do pigmento e a mudança de cor. Para pequenas oficinas que produzem vários produtos, é possível comprar vários conjuntos de elementos de parafuso de uma só vez e substituí-los de acordo com as necessidades de produção, o que maximiza a adaptabilidade do processo do equipamento.
2.4 Sistema de acionamento e desempenho de consumo de energia
O sistema de acionamento é o núcleo de potência do extrusor, o que afeta diretamente a estabilidade de operação, o nível de consumo de energia e a vida útil do equipamento. A configuração de acionamento dos extrusores compactos presentes no mercado varia muito. A configuração baixa adota um motor assíncrono trifásico comum com regulagem de velocidade por conversão de frequência, enquanto a configuração alta adota um sistema de acionamento por motor servo.
O esquema de acionamento de conversão de frequência comum tem um custo baixo, mas a precisão de controle da velocidade é geral, o efeito de economia de energia é médio e o torque de baixa velocidade é insuficiente. O sistema de acionamento servo tem alta precisão de controle de velocidade, torque de saída estável, efeito de economia de energia evidente e pode economizar de 15% a 30% de energia elétrica em comparação com o esquema de conversão de frequência comum, sob a mesma saída. Para oficinas pequenas que já produzem há muito tempo, o custo de energia elétrica economizado a cada ano é muito significativo. Ao mesmo tempo, o sistema servo funciona de maneira mais estável, com baixo ruído, o que pode melhorar o ambiente da oficina.
Os extrusores compactos Kerke estão equipados de série com sistemas de acionamento servo de alta eficiência, com controle preciso da velocidade e saída de torque estável. Eles ainda podem fornecer torque suficiente em baixa velocidade, garantindo uma extrusão estável em diferentes condições de processo. O sistema de acionamento otimizado reduz significativamente o consumo de energia por unidade de produção, o que é muito favorável para pequenas oficinas sensíveis aos custos de energia, e pode reduzir efetivamente o custo unitário de produção e melhorar a competitividade de preços dos produtos.
2.5 Precisão de controle de temperatura e adaptabilidade do material
O controle preciso da temperatura é a premissa para garantir a qualidade estável dos produtos. A temperatura de cada seção do tanque afeta diretamente o estado de fusão, a viscosidade e o efeito de dispersão dos materiais. Uma baixa precisão no controle da temperatura pode levar a grandes flutuações na qualidade dos produtos entre lotes e, em casos graves, até mesmo a degradação dos materiais.
Os extrusores compactos de masterbatch de alta qualidade devem adotar um sistema de controle de temperatura PID independente com várias zonas, com controle de aquecimento e resfriamento independente para cada seção do tambor, e a precisão do controle de temperatura deve atingir ±1℃. O elemento de aquecimento deve ser feito de alumínio fundido de alta qualidade ou aquecedor cerâmico, com aquecimento uniforme e longa vida útil. O sistema de resfriamento deve ser sensível na resposta, o que permite reduzir rapidamente a temperatura quando esta é muito alta, para evitar a degradação do material causada pelo superaquecimento.
Os extrusores Kerke estão equipados com um sistema de controle de temperatura preciso em várias zonas. Cada zona de aquecimento é controlada independentemente, com aumento rápido da temperatura e pequena flutuação de temperatura, o que permite adaptar-se às exigências de temperatura de processamento de diferentes materiais, como PE, PP, ABS, PC e PET. O sistema suporta a configuração de curvas de temperatura e monitoramento em tempo real, permitindo visualizar a mudança de temperatura de cada seção, facilitando a depuração do processo e a rastreabilidade da qualidade, além de garantir a estabilidade da qualidade do produto em produção contínua a longo prazo.
2.6 Dimensões gerais e adaptabilidade do local
Ao selecionar o equipamento, devemos confirmar as dimensões globais de toda a linha de produção com antecedência e adequá-las ao tamanho real da instalação. Além da extensão e largura do próprio equipamento, deve ser reservado espaço suficiente para operação, manutenção, armazenamento de matérias-primas e produtos acabados, tanto nas laterais quanto nas faces frontal e traseira. Geralmente, deve ser reservado pelo menos 0,8 a 1 metro de espaço para operação e manutenção em ambos os lados do equipamento, e deve ser reservada uma superfície de operação suficiente no extremo de alimentação e no extremo de descarga.
Ao mesmo tempo, preste atenção à altura do equipamento e à altura da porta de alimentação. Se a oficina tiver uma guindaste ou equipamento de alimentação, verifique se a altura corresponde. Se for adotada alimentação manual, a altura de alimentação deve ser adequada para evitar que seja muito alta, o que aumenta a intensidade de trabalho dos trabalhadores. Em termos de peso, os extrusores compactos de 35 mm ou menos podem geralmente ser colocados diretamente no solo de cimento comum sem fundação especial. Para modelos acima de 45 mm, é necessário confirmar a capacidade de carga do solo e realizar um tratamento de fundação simples, se necessário.
Os extrusores compactos Kerke adotam um design altamente integrado, e a extensão de toda a máquina é cerca de 20% menor do que a dos modelos comuns da mesma especificação, o que economiza efetivamente espaço na fábrica. Antes da entrega, o equipamento pode ser montado e debugged como um todo. Após chegar ao local, pode ser colocado em produção apenas conectando água e eletricidade, o que reduz significativamente a dificuldade e o ciclo de instalação, sendo muito adequado para pequenas oficinas com capacidade de instalação e comissionamento fraca.
3. Seleção de sistemas de apoio-chave para extrusoras compactas
3.1 Sistema de alimentação: alimentador volumétrico vs alimentador gravimétrico
O sistema de alimentação é responsável por enviar com precisão as matérias-primas para o tambor do extrusor, e sua precisão de dosagem afeta diretamente a estabilidade da fórmula do produto e sua qualidade. Existem dois métodos comuns de alimentação para extrusores de masterbatch compactos: alimentador volumétrico e alimentador gravimétrico.
O alimentador volumétrico mede o volume de materiais para controlar a quantidade de alimentação. Possui as vantagens de estrutura simples, preço baixo e ocupação de espaço reduzida. A desvantagem é que a precisão de medição é facilmente afetada pela densidade volumétrica do material, pelo tamanho das partículas e pela fluidez, e o erro é relativamente grande. É adequado para produtos com exigências de precisão de fórmula baixas e estado de matéria-prima único. Para pequenas oficinas com orçamento limitado e exigências de precisão baixas, o alimentador volumétrico pode ser selecionado como configuração padrão para economizar o investimento inicial.
O alimentador gravimétrico, ou seja, o alimentador de perda de peso, controla a quantidade de alimentação por meio de pesagem em tempo real, com alta precisão de dosagem e boa estabilidade. Não é afetado pelo estado do material e pode garantir a proporção exata de cada componente na fórmula. Para a produção de masterbatch de cores com rigorosas exigências de estabilidade de cor e sistemas de fórmula com vários componentes, o alimentador de perda de peso é uma escolha mais confiável. Embora o investimento inicial seja maior, ele pode reduzir o erro da fórmula, melhorar a taxa de qualificação do produto e reduzir o desperdício de matérias-primas.
Kerke can provide matching feeding system schemes according to customers’ product accuracy requirements and budget. Both volumetric and gravimetric feeders can be perfectly connected with the main engine, with compact structure and no additional excessive space occupation. For customers with upgrade needs, they can also be equipped with ordinary feeding first and then upgraded to weight loss feeding later, which improves the flexibility of equipment configuration.
3.2 Sistema de desgasificação do escapamento: Ventilação natural vs. escapamento a vácuo
Durante o processo de extrusão, as matérias-primas trazem ar, e a umidade e as substâncias voláteis de baixo peso molecular presentes nas matérias-primas evaporam a alta temperatura. Se estes gases não puderem ser evacuados a tempo, formarão bolhas no interior do produto, afetando a aparência e o desempenho das partículas do masterbatch. Portanto, o sistema de exaustão é uma parte indispensável do extrusor de masterbatch.
Os extrusores compactos básicos geralmente estão equipados com uma porta de escape natural, que descarrega o gás através da câmara de escape conectada à atmosfera. Esta estrutura é simples e de baixo custo, e pode atender às exigências básicas de escape. Para produtos com alto teor de umidade e volatilidade, o efeito de escape da porta de escape natural é limitado, e é necessário um sistema de escape a vácuo. O escape a vácuo utiliza uma bomba de vácuo para bombear pressão negativa na câmara de escape, o que permite extrair mais eficazmente o vapor de água e o gás volátil na mistura fundida, melhorando significativamente a compactação e o brilho da superfície das partículas do masterbatch.
Para a produção de masterbatch de alta brilho e modificação de plásticos de engenharia, recomenda-se configurar pelo menos um estágio de exaustão a vácuo. Para produtos com alto teor de compostos voláteis, pode ser configurada uma exaustão a vácuo de dois estágios para garantir o efeito de exaustão. Os extrusores compactos Kerke reservam posições padrão para a câmara de exaustão e é possível selecionar a exaustão natural ou a exaustão a vácuo de acordo com as necessidades. O sistema a vácuo foi projetado como uma máquina integrada, que ocupa uma área pequena e é fácil de instalar e utilizar.
3.3 Sistema de troca de tela e filtração por fusão
O sistema de filtração da mistura é utilizado para filtrar impurezas e partículas não fundidas na mistura, melhorar a qualidade do produto e proteger o cabeçote de moldagem e o equipamento de granulação subsequentes. Para a produção de masterbatch, a filtração também é útil para melhorar a uniformidade da dispersão e o brilho da superfície do produto.
O mais utilizado é o trocador de tela do tipo placa, que possui uma estrutura simples e baixo custo. Necessita de uma parada para substituir a tela do filtro, o que é adequado para a produção em pequenas quantidades com menos impurezas. Se é necessária uma produção contínua, pode ser selecionado um trocador de tela contínuo sem paradas, que pode substituir a tela do filtro durante a produção sem afetar a produção normal, reduzindo o desperdício de material e a perda de tempo causada pela substituição da tela. Para a produção com mais impurezas e altos requisitos de qualidade do produto, o trocador de tela sem paradas é mais econômico a longo prazo.
Ao selecionar, deve ser determinado de acordo com a pureza da matéria-prima e o modo de produção. Para pequenas oficinas que produzem principalmente pequenas quantidades e alteram frequentemente os materiais, o trocador de tela de placa comum é suficiente, com baixo custo e operação simples. Para a produção contínua a longo prazo de uma única variedade, pode ser selecionado um trocador de tela sem interrupção para melhorar a eficiência de produção. A Kerke pode fornecer diferentes tipos de configurações de trocadores de tela, que são perfeitamente compatíveis com o motor principal para garantir o efeito de filtração e a conveniência de operação.
3.4 Seleção do sistema de granulagem
O processo de pelotização é o último processo da produção de masterbatch. Os diferentes métodos de pelotização têm efeitos diferentes na aparência das partículas, na eficiência de produção e no espaço ocupado. Os métodos comuns de pelotização para extrusoras compactas de masterbatch incluem pelotização de fios, pelotização de anel de água e pelotização subaquática.
A pelotização em corrente é o método mais tradicional e comum. O derretido é extrudado em fitas através da cabeça do matriz, refrigerado por um tanque de água e, em seguida, cortado em partículas pelo granulator. Este método possui uma estrutura simples, baixo custo e é conveniente para a troca de materiais e a limpeza. É muito adequado para a produção em várias variedades e em pequenas quantidades. A desvantagem é que ocupa um espaço longo e tem certas exigências em relação à extensão da instalação. A pelotização em anel de água corta as partículas diretamente na cabeça do matriz e as refrigera com água circulante. Possui uma estrutura compacta e uma área menor no piso, sendo adequada para materiais com boa fluidez. A pelotização subaquática possui a melhor aparência das partículas e a maior eficiência de produção, mas o custo também é o mais alto e a operação é relativamente complexa. É adequada para a produção em grandes quantidades de uma única variedade.
Para pequenas oficinas com produção em séries variadas e pequenas, a peletização em fio é a opção mais econômica, com operação simples e troca de materiais conveniente. Se a extensão da instalação for limitada, a peletização com anel de água pode ser selecionada para economizar espaço. A Kerke pode fornecer todos os métodos de peletização acima mencionados, e o layout geral é otimizado para minimizar a área do piso, ao mesmo tempo em que se garante o efeito de granulação.
3.5 Sistema de controle e função inteligente
O sistema de controle é o centro de operação de todo o equipamento e sua simplicidade e função afetam diretamente a dificuldade de operação e a estabilidade da produção. O sistema de controle básico adota um PLC com tela táctil, que pode configurar e exibir todos os parâmetros do processo, com função de armazenamento de fórmulas e pode salvar os parâmetros de processo de diferentes produtos para chamadas diretas ao mudar os materiais.
O sistema de controle de configuração avançado pode adicionar funções mais inteligentes, como gravação de dados de produção, alarme e diagnóstico de falhas, monitoramento remoto, etc. A função de gravação de dados permite salvar todos os parâmetros do processo durante a produção, o que é conveniente para a rastreabilidade da qualidade e a otimização do processo. A função de diagnóstico remoto permite que os engenheiros de pós-venda verifiquem o estado do equipamento online, resolvam rapidamente problemas de programa e processo e reduzam as perdas de tempo de parada.
Os extrusores compactos Kerke são equipados de série com um sistema de controle PLC industrial e uma tela táctil colorida. A interface é intuitiva e fácil de operar, e suporta o armazenamento de centenas de grupos de fórmulas de produção. Os operadores podem começar a trabalhar rapidamente após um simples treinamento. O módulo opcional de monitoramento remoto está disponível para atender às necessidades de gestão inteligente dos clientes. O sistema possui funções perfeitas de alarme de falha e proteção, que podem alarmar automaticamente e tomar medidas de proteção em caso de parâmetros anormais, reduzindo o risco de operação de pequenas oficinas.
4. Linha de extrusoras de masterbatch compactas Kerke e cenários de aplicação
4.1 Laboratório & Linha de extrusão compacta para pequenas séries
Esta série destina-se principalmente ao R & Os laboratórios D, os centros de correspondência de cores e as pequenas oficinas que produzem principalmente encomendas personalizadas em pequenas quantidades. O diâmetro do parafuso varia de 20 mm a 25 mm, e a produção por hora varia de 10 kg a 50 kg. Toda a máquina é altamente integrada, pequena em volume e leve. Pode ser instalada e utilizada apenas em terreno plano e até mesmo pode ser transformada em um modelo móvel com rodas, o que é conveniente para a transferência de posição.
Embora seja um modelo pequeno, a configuração é completa. Ele ainda adota uma estrutura de dois parafusos giratórios em rotação conjunta e um design de parafusos combinados, que apresenta um bom desempenho de dispersão e pode ser utilizado para a produção de diferentes misturas de cores e materiais modificados. Pode ser combinado com um alimentador de volume pequeno, uma exaustão natural ou uma exaustão a vácuo micro, e um sistema de granulagem de fios. Toda a linha de produção ocupa uma área pequena e pode ser colocada em produção apenas conectando uma fonte de alimentação normal e água de resfriamento.
O preço desta série de equipamentos varia entre 25.000 e 45.000 dólares americanos. O preço específico varia de acordo com a configuração. Tem um investimento inicial baixo e um efeito rápido, sendo muito adequado para empresas em fase de criação, empresas de R & Os departamentos e oficinas que produzem misturas de cores personalizadas de alto valor acrescentado. Embora a produção seja pequena, o valor acrescentado do produto seja elevado e o período de recuperação do investimento geralmente é de cerca de 8 a 12 meses.
4.2 Linha de extrusão compacta de produção padrão
Esta série é o modelo principal para oficinas de produção em massa em pequenas séries, com diâmetros de parafusos de 35mm, 45mm e 50mm, e uma produção estável de 100kg a 500kg por hora. Pode atender às necessidades diárias de produção de quase todas as oficinas de masterbatch e mistura de médio e pequeno porte. O equipamento equilibra desempenho, área de piso e custo, e apresenta o melhor custo-benefício.
Esta série está equipada de série com um sistema de acionamento servo de alta eficiência, controle preciso de temperatura em várias zonas, parafuso combinado e tambor modular. Pode ser configurada com alimentador de perda de peso, exaustão a vácuo de uma a duas etapas, trocador de tela sem interrupção e diferentes métodos de granulação, de acordo com as necessidades. A estrutura geral é compacta e razoável. Em comparação com os modelos de especificações semelhantes no mercado, a área do pavimento é reduzida em cerca de 20%, o que economiza um espaço valioso na fábrica para pequenas oficinas.
O preço da linha de produção de configuração padrão de 35 mm é de cerca de 75.000 a 95.000 dólares americanos, e o preço da linha de produção de configuração alta de 50 mm é de cerca de 110.000 a 150.000 dólares americanos. Esta série de equipamentos possui grande versatilidade e pode produzir a maioria dos misturas de cores convencionais, materiais modificados para enchimento e materiais modificados de plástico de engenharia. É a primeira escolha para a maioria das oficinas de misturas de cores pequenas. Calculado pela produção convencional, o período de amortização do investimento é de cerca de 10 a 16 meses, e o benefício econômico é muito significativo.
4.3 Vantagens únicas dos extrusores compactos Kerke para pequenas oficinas
Os extrusores compactos Kerke são especialmente otimizados para as necessidades de pequenas oficinas, com muitos projetos específicos. Em primeiro lugar, o design altamente integrado economiza espaço na instalação. O motor principal, o gabinete de controle e a máquina auxiliar estão dispostos de forma compacta, o que reduz a área do chão e é conveniente para a elevação e transporte em geral.
Em segundo lugar, é fácil de limpar e alterar os materiais, o que é adequado para a produção de várias variedades. A estrutura de abertura rápida do tambor e do parafuso é adotada, o que permite que o equipamento seja rapidamente desmontado para limpeza, reduzindo o tempo de alteração de materiais e o desperdício. A combinação de parafusos pode ser ajustada de forma flexível para se adaptar a diferentes processos de produção. Em terceiro lugar, a operação simples e o baixo limite de manutenção. A interface de controle humanizada reduz os requisitos técnicos para os operadores. O design modular torna a substituição de peças vulneráveis simples e rápida, e não é necessário que haja pessoal de manutenção profissional de plantão.
Em quarto lugar, a economia de energia e o baixo consumo reduzem os custos operacionais. O sistema de acionamento servo é econômico e eficiente, o que reduz o custo de energia por unidade de produção. Em quinto lugar, qualidade confiável e serviço pós-venda perfeito. Um rigoroso controle de qualidade é implementado no processo de produção dos equipamentos, com uma taxa de falha baixa. A equipe de pós-venda pode fornecer diagnóstico remoto e serviço no local, para resolver as preocupações das pequenas oficinas sem uma equipe técnica profissional.
5. Análise do custo de investimento e do retorno sobre o investimento
5.1 Detalhe do desdobramento do investimento inicial
Tomemos como exemplo a linha de produção de extrusão de masterbatch compacto de 35 mm, a norma mais comum, para calcular a composição detalhada do investimento inicial. A parte principal do motor, incluindo o cilindro da engrenagem, o sistema de acionamento, o carrinho e o sistema de controle, representa cerca de 60% do investimento total, aproximadamente 45.000 a 57.000 dólares americanos.
O componente auxiliar da máquina inclui sistema de alimentação, trocador de tela, tanque de água de resfriamento, pelletizador, tela vibratória e dispositivo de transporte do produto final, o que representa cerca de 25% do investimento total, entre 19.000 e 24.000 dólares americanos. Se forem adicionados o sistema de exaustão a vácuo e o alimentador de perda de peso, o custo dos equipamentos auxiliares aumentará em consequência. O custo de instalação e comissionamento inclui o transporte dos equipamentos, a instalação e comissionamento no local e o treinamento da equipe, o que representa cerca de 10% do investimento total, entre 7.500 e 9.500 dólares americanos. As peças de reposição e a reserva inicial de matérias-primas representam cerca de 5%, entre 3.500 e 4.500 dólares americanos.
Em geral, o investimento inicial total da linha de produção padrão de 35 mm é de cerca de 75.000 a 95.000 dólares americanos. Se você optar por uma configuração avançada, como um alimentador de perda de peso, um sistema de exaustão a vácuo e um trocador de tela sem interrupção, o investimento total será de cerca de 90.000 a 110.000 dólares americanos. Em comparação com grandes linhas de produção que exigem investimentos de centenas de milhares de dólares, o limiar de investimento das linhas de produção compactas é muito baixo, o que é fácil de ser suportado por pequenas empresas.
5.2 Cálculo dos custos operacionais anuais
Calcule o custo operacional com base em 300 dias úteis por ano, 20 horas por dia e 6.000 horas de operação anual. O custo da matéria-prima é a parte principal. Calculado com uma produção média de 200 kg por hora, a produção anual é de cerca de 1.200 toneladas. O custo da matéria-prima por tonelada é calculado em 1.200 dólares americanos, e o custo anual da matéria-prima é de cerca de 1.440.000 dólares americanos. Esta parte flutua com o preço do mercado das matérias-primas.
Custo de energia elétrica: a potência instalada total da linha de produção de 35 mm é de cerca de 80 kW. Devido à adoção do sistema de economia de energia por servo, a potência média real de operação é de cerca de 50 kW. Calculado com o preço de eletricidade industrial de 0,1 dólares americanos por kWh, o custo anual de energia é de cerca de 6.000 x 50 x 0,1 = 30.000 dólares americanos. Custo de mão-de-obra: a linha de produção está equipada com 2 operadores por turno, e são necessários 4 pessoas para dois turnos. O salário anual por pessoa é calculado em 6.000 dólares americanos, e o custo anual de mão-de-obra é de cerca de 24.000 dólares americanos.
Custo de manutenção e peças de reposição: sob uso normal, o custo anual de manutenção e substituição de peças vulneráveis corresponde a cerca de 2% a 3% do preço do equipamento, aproximadamente 1.500 a 2.850 dólares americanos. Os custos de aluguel da instalação e outras despesas de gestão são de cerca de 15.000 dólares americanos por ano. Excluindo os custos de matérias-primas, o custo fixo de operação anual é de cerca de 70.500 a 71.850 dólares americanos. Em comparação com as grandes linhas de produção, o custo fixo das linhas de produção compactas é muito mais baixo e a pressão da operação com carga baixa é menor.
5.3 Projeção de receitas e lucros
Em termos de preço de venda do produto, o preço de fábrica do masterbatch de cor comum é de cerca de 1.500 dólares americanos por tonelada, e o lucro bruto por tonelada é de cerca de 300 dólares americanos. Para o masterbatch de cor personalizado de alto valor agregado e o masterbatch funcional, o lucro bruto por tonelada pode chegar a 500 a 800 dólares americanos. Calculando o lucro bruto médio de 350 dólares americanos por tonelada, a produção anual de 1.200 toneladas pode alcançar um lucro bruto anual de cerca de 420.000 dólares americanos.
Após deduzir o custo operacional fixo anual de cerca de 71.000 dólares, excluindo as matérias-primas, o lucro líquido anual é de cerca de 349.000 dólares. Mesmo calculado com base na utilização da capacidade em 70%, o lucro líquido anual pode chegar a cerca de 223.000 dólares. Se o produto for posicionado como um masterbatch personalizado de alta qualidade, com margem de lucro maior, o nível de lucro será ainda maior.
Pode-se observar que a linha de produção de masterbatch compacta possui as características de baixo investimento, efeito rápido e alta margem de lucro. Para oficinas pequenas, a escolha do equipamento adequado pode gerar bons resultados. Os equipamentos Kerke apresentam desempenho estável e baixa taxa de falhas, o que garante uma alta taxa de inicialização do equipamento, evita interrupções na produção causadas por falhas e, assim, garante a realização dos benefícios esperados.
5.4 Período de retorno estático e análise de sensibilidade
Calculado de acordo com o investimento total de 85.000 dólares americanos para a linha de produção de configuração padrão e o lucro líquido anual de 349.000 dólares americanos, o período de recuperação do investimento estático é de cerca de 85.000 ÷ 349.000 ≈ 0,24 anos, ou seja, cerca de 2,9 meses. Mesmo considerando os fatores de crescimento da capacidade e do desenvolvimento do mercado no estágio inicial, calculados com base em uma utilização da capacidade de 50% no primeiro ano, o investimento pode ser recuperado em cerca de 6 meses.
Mesmo sob a expectativa pessimista, se o lucro bruto do produto cair para 200 dólares americanos por tonelada e a taxa de utilização da capacidade for de 60%, o lucro líquido anual será de cerca de 144.000 × 0,6 – 71.000 = 14.400 × 6 – 71.000 = 86.400 – 71.000 = 15.400? Não, recalcule: 1200 toneladas × 60% = 720 toneladas, lucro bruto de 720 × 200 = 144.000 dólares americanos, menos os custos fixos de 71.000, lucro líquido de 73.000 dólares americanos, período de recuperação de cerca de 14 meses. Pode-se ver que, mesmo sob expectativas pessimistas, o investimento pode ser recuperado em cerca de um ano, e o risco de investimento é muito baixo.
Em comparação com a investimento em grandes linhas de produção, as linhas de produção compactas têm menos investimento, um período de amortização mais curto e uma maior capacidade de resistir aos riscos do mercado. São muito adequadas para oficinas pequenas e empresas em início de atividade que desejam acumular capital e expandir de forma constante.
6. Orientações para instalação, operação e manutenção diária
6.1 Requisitos de preparação e instalação do site
Antes da chegada do equipamento, o local deve ser preparado de acordo com as dimensões do equipamento e os requisitos técnicos fornecidos pelo fornecedor. Em primeiro lugar, nivelar o solo e garantir uma capacidade de sustentação adequada. Para modelos com diâmetro inferior a 35 mm, o solo de cimento comum é suficiente. Para modelos com diâmetro superior a 45 mm, recomenda-se realizar um tratamento de fundação simples para evitar o afundamento do solo, o que pode afetar a precisão do equipamento.
Reserve uma capacidade de energia suficiente e conecte uma fonte de alimentação trifásica com tensão estável. Configure o interruptor de ar correspondente e a proteção contra fugas para garantir a segurança elétrica. Prepare um sistema de circulação de água de resfriamento, incluindo uma torre de água de resfriamento ou um chiller, para garantir um fluxo adequado de água de resfriamento e uma temperatura estável da água. Se forem configurados exaustores a vácuo e componentes pneumáticos, prepare uma fonte de ar comprimido correspondente.
After the equipment arrives at the site, place it in place and level it, connect water, electricity and gas pipelines, and then the supplier’s engineers can commission it. Kerke equipment has been pre assembled and debugged before delivery. The on-site installation and commissioning cycle is short, usually 3 to 5 days, and then the trial production can be started. The engineer will provide on-site operation training to ensure that the operator can master basic operation and daily maintenance skills.
6.2 Alterações no material e habilidades de operação de limpeza
Para pequenas oficinas que sofrem frequentes alterações de materiais, dominar métodos eficientes de alteração de materiais e limpeza pode reduzir os resíduos e melhorar a eficiência da produção. Quando se alteram materiais de cores e propriedades semelhantes, é possível utilizar novos materiais para limpar a máquina diretamente e, gradualmente, substituir os materiais antigos até que a qualidade do produto atinja os padrões. Quando se alteram cores com grande diferença de cor ou tipos de materiais diferentes, podem ser utilizados materiais de limpeza especiais ou agentes de limpeza de parafusos para melhorar a eficiência da limpeza e reduzir o consumo de materiais de limpeza.
Quando é necessário limpar completamente o parafuso e o cilindro, a estrutura de desmontagem rápida pode ser utilizada para retirar rapidamente o parafuso para uma limpeza manual, que é mais completa e adequada para a troca de produtos com grandes diferenças. Atenção à temperatura durante a limpeza para evitar a degradação do material e a carbonização causada pela permanência a longo prazo em altas temperaturas. Estabeleça procedimentos padronizados para a troca de materiais, a fim de reduzir o impacto dos fatores humanos no efeito da limpeza e no tempo.
6.3 Manutenção diária e gestão de peças de desgaste
Realizar um bom trabalho de manutenção diária pode prolongar a vida útil do equipamento e manter um desempenho estável. Antes de iniciar a máquina todos os dias, verifique se o equipamento apresenta alguma anomalia, verifique se a parte de lubrificação está com falta de óleo e confirme que todos os dispositivos de segurança estão normais. Durante a operação, preste atenção às variações de temperatura, pressão e corrente e resolva qualquer anomalia a tempo.
Limpe regularmente a tela do filtro e substitua-a a tempo, caso ocorra bloqueio. Verifique regularmente o desgaste do parafuso e do cilindro. Para a produção de materiais de enchimento de alta qualidade, a frequência de inspeção deve ser aumentada. As partes vulneráveis, como o anel de aquecimento e o sensor de temperatura, devem ser armazenadas com peças de reposição adequadas para uma substituição tempestiva em caso de falha. Crie arquivos de manutenção do equipamento, registre o tempo de manutenção, as peças substituídas e o estado de operação e realize uma gestão padronizada.
A Kerke fornecerá aos clientes um manual de manutenção detalhado e uma lista de peças vulneráveis, e poderá fornecer peças de reposição por um longo período. As peças vulneráveis convencionais estão em estoque e podem ser entregues rapidamente, reduzindo o tempo de espera por peças de reposição.
7. Mal-entendidos comuns e estratégias de evitação na seleção de modelos
7.1 Perseguir cegamente uma capacidade de produção excessiva
Um dos equívocos mais comuns é que quanto maior o equipamento, melhor. Ao selecionar os modelos, escolhemos cegamente equipamentos de grande diâmetro de acordo com a possível capacidade máxima no futuro. Como resultado, após a entrada em produção do equipamento, a demanda real é muito menor do que a capacidade do equipamento, e o equipamento opera com carga baixa por longo tempo. Por um lado, isso desperdiça o investimento inicial e aumenta o custo de depreciação. Por outro lado, a operação a baixa carga do extrusor de dois parafusos também afetará o efeito de dispersão e a estabilidade do produto, aumentando o consumo de energia por unidade.
A abordagem correta é selecionar o modelo de acordo com a demanda estável real e reservar 20% a 30% da margem de capacidade. Se o crescimento da demanda futura for incerto, você pode escolher um modelo um pouco menor primeiro e adicionar equipamentos depois que a ordem estiver estável. Isso não apenas reduz o risco de investimento inicial, mas também garante que o equipamento opere em condições de trabalho ideais e mantenha uma boa qualidade do produto e nível de consumo de energia.
7.2 Só prestar atenção ao preço e ignorar a qualidade
Another common misunderstanding is to take price as the only selection standard and choose the cheapest equipment. In fact, the extrusion machine industry follows the principle of “you get what you pay for”. Low cost equipment usually shrinks in core configurations such as screw material, processing accuracy, drive system and electrical components. After purchase, there are many problems such as unstable operation, high failure rate and poor product quality.
Money saved on equipment purchase will be doubled in later maintenance, raw material waste and shutdown losses. When selecting equipment, we should focus on cost performance, not just price. We should comprehensively evaluate the equipment quality, configuration level, manufacturer’s technical strength and after-sales service, and choose products with reliable quality and guaranteed after-sales. For small enterprises, stable equipment operation is the basis of profit.
7.3 Ignorar a configuração do parafuso e o desempenho de dispersão
Many operators only pay attention to parameters such as output and price when selecting models, and ignore the screw configuration and dispersion performance. For masterbatch and compounding production, dispersion quality is the core competitiveness of products. If the dispersion effect is not good, the product quality cannot meet the customer’s requirements, and no matter how high the output is, it is meaningless.
When selecting equipment, we must communicate with the supplier in detail about our own product types and quality requirements, and let the supplier provide targeted screw configuration scheme. Conditional customers can bring raw materials to the manufacturer’s factory for on-site test, and intuitively understand the product dispersion effect and equipment performance. Investing in appropriate screw configuration can significantly improve product grade and selling price, and bring more profit growth than saving equipment costs.
7.4 Negligência no serviço pós-venda e no suporte técnico
Small workshops usually lack professional technical personnel, and rely heavily on the supplier’s after-sales service and technical support. If the after-sales service of the selected equipment supplier is not in place and problems cannot be solved in time, it will cause long-term shutdown and heavy losses.
When selecting suppliers, we should not only look at the product quality, but also investigate the supplier’s after-sales service capacity, including whether they can provide on-site installation and commissioning, technical training, how fast the spare parts supply is, and whether there is remote technical support. Choosing a supplier with rich experience and perfect after-sales service can avoid many detours in the production process and solve problems quickly. Kerke has a professional after-sales service team, which can provide customers with life-long technical support and spare parts supply, so that small workshop operators have no worries.
