كيف يُصنع بريفورم PET؟ من الراتنج إلى البريفورم الجاهز

تصنيع بريفورم PET في لمحة

يُصنع بريفورم PET بالقولبة بالحقن. يُصهر راتنج PET المجفف، ويُحقن في قالب مبرَّد متعدد التجاويف، ويُثبَّت تحت الضغط، ويُبرَّد حتى يتصلب، ثم يُخرَج. كل دورة تنتج بريفورمًا واحدًا لكل تجويف، فالقالب ذو 72 تجويفًا ينتج 72 بريفورمًا في كل مرة يُفتح فيها. والخطوات الثماني هي:

1. تحضير الراتنج

حبيبات PET بدرجة الزجاجات، مع اللون أو rPET عند الحاجة.

2. تجفيف الراتنج

إزالة الرطوبة قبل صهر PET.

3. النقل والتغذية

نقل الراتنج المجفف إلى الماكينة في نظام مغلق.

4. الصهر

يحوّل اللولب والأسطوانة المسخّنة الحبيبات إلى مصهور متجانس.

5. الملء والتثبيت

يُحقن المصهور عبر المجرى الساخن في كل تجويف ويُضغط.

6. التبريد داخل القالب

يزيل الماء المبرَّد الحرارة حتى يتصلب البريفورم.

7. الإخراج والتبريد اللاحق

يُفتح القالب ويُحرَّر البريفورم ويستمر تبريده.

8. الفحص والتعبئة

يُفحص البريفورم ويُعدّ ويُعبّأ للتخزين أو الشحن.

أما الزجاجة نفسها فتُصنع لاحقًا، عندما يُعاد تسخين البريفورم ونفخه مع الشدّ.

الخطوة 1: البدء براتنج PET بدرجة الزجاجات

يُصنع البريفورم من حبيبات PET بدرجة الزجاجات، وتُورَّد عادةً في أكياس جامبو. وتُختار الدرجة بحسب الزجاجة: فقد تستخدم المياه والمشروبات الغازية ومنتجات التعبئة الساخنة درجات مختلفة. يُضاف اللون لاحقًا على الماكينة بالماستر باتش، ويمكن خلط PET المعاد تدويره (rPET). وتبقى الأكياس مغلقة ومخزنة في مكان جاف ونظيف حتى يُحمَّل الراتنج في المجفف.

الخطوة 2: تجفيف الراتنج

يمتص PET الرطوبة من الهواء، والماء المتبقي في الحبيبات يحطّم البوليمر عند انصهاره. والنتيجة بريفورم أضعف وأكثر عكارة ووزن غير مستقر. لذلك يمر الراتنج عبر مجفف مزيل للرطوبة، مضبوط وفق بيانات مورد الراتنج، قبل وصوله إلى الماكينة.

الخطوة 3: نقل الراتنج المجفف وتغذيته

ينتقل PET المجفف إلى قادوس الماكينة بواسطة محمل بالشفط أو نظام نقل مركزي. وتحمي الأنابيب المغلقة الراتنج من الهواء الرطب والغبار بين المجفف واللولب. وإذا كان البريفورم ملونًا، يضيف جهاز جرعات الماستر باتش عند مدخل اللولب كمية محسوبة من اللون إلى كل حقنة.

الخطوة 4: صهر (تلدين) PET

داخل وحدة الحقن، يدفع لولب دوّار الحبيبات إلى الأمام عبر أسطوانة مسخّنة. تصهر حرارة الأسطوانة واحتكاك اللولب الدوّار مادة PET إلى مصهور متجانس وشفاف، يتجمع أمام اللولب كجرعة محسوبة لكل التجاويف.

مادة PET حساسة لتاريخها الحراري. فإذا بقيت مدة طويلة أو في حرارة زائدة داخل الأسطوانة، قد تصفرّ وتُنتج مزيدًا من الأسيتالدهيد، وهو ناتج ثانوي قد يؤثر في طعم المياه المعبأة. ولهذا تستخدم ماكينات البريفورم لوالب مصممة لـ PET ووحدة حقن مناسبة لحجم الجرعة.

الخطوة 5: ملء التجاويف والتثبيت

يتقدم اللولب ويدفع المصهور عبر الفوهة إلى المجرى الساخن في القالب، وهو موزّع مسخّن يُبقي PET منصهرًا حتى كل تجويف. وعند كل تجويف تُفتح نقطة الحقن (غالبًا بصمام إبري)، فيملأ المصهور الفراغ بين التجويف والقلب، من قاعدة البريفورم حتى العنق.

بعد امتلاء التجاويف، يواصل ضغط التثبيت دفع قليل من المادة بينما ينكمش PET أثناء تبرده. ثم تُغلق نقاط الحقن. ويجب أن تمتلئ كل التجاويف بالمعدل نفسه وبالوزن نفسه، لأن التجويف البطيء يكرر عيبه في كل دورة.

الخطوة 6: تبريد البريفورم داخل القالب

يتدفق الماء المبرَّد في قنوات داخل القلوب والتجاويف ويسحب الحرارة من جدران البريفورم. ويجب أن يبرد البريفورم بسرعة كافية ليبقى شفافًا، وأن يصبح صلبًا بما يكفي لتحريره دون أن يتشوه.

التبريد هو عادةً أطول جزء في الدورة، والجدران الأسمك تحتاج وقت تبريد أطول. لذلك يؤثر المبرد ودوائر الماء في القالب وحالة أسطحه تأثيرًا مباشرًا في سرعة إنتاج البريفورم.

الخطوة 7: الفتح والإخراج والتبريد اللاحق

يُفتح القالب ويبقى البريفورم على القلوب. ولأن الأسنان تشكّل تجويفًا عكسيًا، يُشكَّل العنق بقطع منفصلة (فكوك العنق) تتباعد لتحريره. ثم يُدفع البريفورم عن القلوب.

في الإنتاج متعدد التجاويف، يستقبل روبوت الإخراج البريفورم في أنابيب مبرَّدة بالماء ويحتفظ به فيها بينما تُقولب الحقنة التالية. هذا التبريد اللاحق يُكمل التبريد خارج القالب، فيمكن تقصير زمن التبريد داخل القالب، وبالتالي زمن الدورة.

الخطوة 8: الفحص والتعبئة والتخزين

يسقط البريفورم بعد تبريده على سير ناقل ويُفحص قبل التعبئة. وتشمل الفحوص المعتادة الوزن وأبعاد العنق والمظهر ونقطة الحقن، مع أخذ عينات من كل تجويف. ويُعبّأ البريفورم المقبول في كراتين أو حاويات سائبة، ويُوسم برقم الدفعة، ويُخزَّن نظيفًا وجافًا وبعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة حتى نفخه.

زمن الدورة والإنتاجية: كم بريفورم في الساعة؟

تشمل الدورة الملء والتثبيت والتبريد وفتح القالب والإخراج. وتعتمد أساسًا على وزن البريفورم وسماكة جداره وتبريد القالب وطريقة الإخراج. والإنتاجية النظرية في الساعة هي:

عدد البريفورم في الساعة = عدد التجاويف × 3,600 ÷ زمن الدورة بالثواني.

سُجّل المثالان أدناه على ماكينات HWAMDA خلال تجارب قوالب العملاء قبل الشحن. وهما يوضحان طريقة الحساب فقط؛ أما دورتك فتعتمد على تصميم البريفورم والقالب والتبريد.

مسجلة في تجارب قوالب العملاء؛ والإنتاجية نظرية عند تشغيل بنسبة 100%، قبل التوقفات والمرفوضات. وتعتمد النتائج الفعلية على تصميم البريفورم والقالب والتبريد.

المعدات اللازمة لصناعة بريفورم PET

يحتاج إنتاج البريفورم إلى أكثر من ماكينة واحدة. وتنقسم المعدات إلى خمس مجموعات:

المعدات الأساسية

ماكينة قولبة بالحقن مصممة لبريفورم PET، وقالب بريفورم متعدد التجاويف بمجرى ساخن.

مناولة المادة

مجفف مزيل للرطوبة، ومحمل بالشفط أو نقل مركزي، وجهاز جرعات ماستر باتش للبريفورم الملون.

التبريد

مبرد لماء القالب، وماء تبريد للماكينة، والتحكم في الرطوبة حول القالب لمنع التكاثف.

مناولة القطع

روبوت إخراج مع تبريد لاحق للقوالب متعددة التجاويف، وسيور ناقلة، وتعبئة.

مراقبة الجودة

ميزان دقيق، ومقاييس للعنق والجدار، وجهاز بولاريسكوب أو صندوق إضاءة، ووسيلة لنفخ زجاجات عينة.

يُخطَّط للهواء المضغوط والتغذية الكهربائية والمساحة مع المعدات. وللحصول على خطة إنتاج كاملة، أرسل بيانات البريفورم والإنتاجية المطلوبة.

من البريفورم إلى الزجاجة

تنتهي قولبة البريفورم ببريفورم جاهز، لا بزجاجة. ففي الإنتاج على مرحلتين، يُخزَّن البريفورم ثم يُعاد تسخينه ونفخه مع الشدّ على ماكينة نفخ منفصلة، غالبًا في مصنع شركة التعبئة. وفي الإنتاج على مرحلة واحدة، يُنفخ البريفورم على المعدات نفسها وهو ما يزال يحتفظ بحرارة القولبة. وكثير من الشركات تقولب البريفورم في مصنع وتنفخ الزجاجات في مصنع آخر قرب خطوط التعبئة.

ما الذي تجهزه قبل التخطيط لإنتاج البريفورم

يُحدَّد مشروع البريفورم بالبريفورم والإنتاجية، لا بحجم الماكينة. اجمع هذه المعلومات أولًا:

رسم البريفورم أو عينة منه

البريفورم الذي تريد إنتاجه، أو الزجاجة التي يجب أن يُنفخ إليها.

تشطيب العنق

اسم التشطيب ورسمه، بما يطابق غطاءك.

وزن البريفورم

الوزن المستهدف والتفاوت.

الراتنج

PET بدرجة الزجاجات، ونسبة rPET، والألوان.

الإنتاجية المستهدفة

عدد البريفورم في الساعة أو في السنة، وعدد الورديات.

مرافق المصنع

الجهد والتردد، وماء التبريد، والهواء المضغوط، والمساحة المتاحة.