Компьютерные технологии в производстве полимерной тары и упаковки

Сегодня, видимо, уже ни у кого не возникает сомнений в том, что дальнейшее совершенствование технологий производства полимерной тары и упаковки, начиная от разработки дизайна и конструкции будущего изделия и кончая выходом готовой продукции, невозможно без использования современной компьютерной техники. В первую очередь, это определяется теми экономическими выгодами, которые приносит использование компьютерных технологий вообще. Вместе с тем, совершенно очевидно, что реализация компьютерных технологий возможна лишь при наличии специального программного обеспечения: прикладных компьютерных программ, позволяющих решать конкретные технические задачи.

В настоящее время рынок программного обеспечения предлагает достаточное число продуктов для компьютерного конструирования технических объектов вообще (CAD-системные продукты). Однако, сам процесс конструирования предполагает наличие необходимой базы исходных данных, являющихся результатом решения достаточно сложных инженерных задач как конструкторского, так и технологического уровней. Решение таких сложных задач может быть реализовано только на базе современной компьютерной техники и при наличии специального программного обеспечения. В отличие от рынка CAD-системных продуктов, рынок программного обеспечения для компьютерного инжиниринга (CAE) технологических процессов переработки полимерных материалов в изделия и детали, в том числе в тару и упаковку, в силу ряда причин, находится, пока ещё, только в стадии своего формирования, но уже сейчас предлагает разработчикам оборудования для литьевого и раздувного формования полимерной тары, а также предприятиям, производящим ее, ряд различных программных продуктов, разработанных российскими специалистами. Так, например, программные продукты "Пластик — 2D,3D" позволяют реализовать автоматизированное проектирование литьевой тары из термопластичных полимеров на базе двух- и трёхмерного моделирования процесса формования. Пакет прикладных программ "Blow moulding", который впервые демонстрировался ещё на московской международной выставке "Химия-92", целенаправленно разработан для технологий экструзионно-раздувного формования ( рис 1.) полимерной тары (бутылки, флаконы, бочки, канистры и т.п.) и позволяет моделировать указанные технологические процессы их производства.

Рис.1. Схема процесса экструзионно-раздувного формования:
1 — кольцевая экструзионная головка; 2 — экструзионная заготовка;
3- раздувной ниппель; 4 – раздувные полуформы; 5 – полое изделие

Его использование позволяет еще на стадии разработки конструкции изделия оценить его "технологичность", соответствие параметров изделия техническим или эксплуатационным требованиям, например, по разнотолщинности, максимальной или минимальной толщине стенки и т.д.; определять необходимые параметры экструзионной заготовки, используемой для формования изделия; оценивать необходимость "программирования" толщины стенки используемой заготовки и т.п. [1,2]. Программный продукт "Blow moulding" весьма удобен в эксплуатации и имеет целую систему сервисной поддержки (основное и вспомогательные меню, систему подсказок и т.п.), что обеспечивает достаточно быструю адаптацию к работе с ним даже неподготовленного пользователя.

Другой программный продукт – "Extrusion heads" – также ориентирован на экструзионно-раздувные технологии производства полимерной тары и упаковки, в том числе и на технологии производства рукавных плёнок, и позволяет в автоматизированном режиме рассчитывать геометрические параметры дорнов и мундштуков кольцевых экструзионных головок, обеспечивающих экструзию рукавных заготовок необходимых геометрических размеров.

Особое внимание конструкторов и технологов, связанных не только с производством полимерной тары, но и с любыми другими технологическими процессами переработки пластмасс, хотелось бы обратить на уникальный программный продукт "REOCON". Суть в том, что ни один технологический процесс переработки полимеров не может быть оптимально реализован без знания фундаментальных реологических характеристик перерабатываемого полимерного сырья, равно, как и ни один вид перерабатывающего оборудования не может быть рационально сконструирован без их учета. Более того, появляющиеся на отечественном рынке различные программные продукты, в т.ч. и перечисленные выше, как инструмент реализации компьютерных технологий в различных процессах переработки полимеров, также предполагают наличие (известность) этих характеристик. Однако, общеизвестно, что производители сырья не сертифицируют его по этим характеристикам, что создает значительные трудности и заставляет потребителей сырья при необходимости проводить реологические испытания. Полезность и уникальность программного продукта "REOCON" как раз и состоит в том, что он позволяет производить автоматизированную обработку результатов любых видов вискозиметрических испытаний с определением фундаментальных реологических характеристик, а кроме того, позволяет рассчитывать и динамическую вязкость испытуемых материалов. Российский программный продукт "REOCON" создает уникальные возможности для отечественных производителей полимерного сырья поскольку его использование позволяет последним сертифицировать свою продукцию по таким реологическим характеристикам, по которым оно пока не сертифицируется даже известнейшими зарубежными его производителями, что создает, тем самым, исключительно благоприятные возможности по обеспечению конкурентоспособности производимого сырья за счет точной прогнозируемости его технологических характеристик.
В заключение следует отметить, что практика использования вышеперечисленных CAE-системных программных продуктов применительно к технологиям экструзионно-раздувного и литьевого формования полимерной тары и упаковки, конструированию соответствующих видов оборудования и формующего инструмента подтверждает их высокую эффективность и соответствие уровню современного производства.

Список литературы
1. Б. В. Бердышев, В. К. Скуратов, Ю. Г. Иванов. Компьютерное моделирование процесса раздувного формования полых изделий из экструзионных заготовок.. "Пластические массы", 1994, №1. с.26-30.
2. Б. Бердышев. Компьютерные технологии при производстве полимерной тары. "Тара и упаковка", 1995, №3. с 16-17.