Témata
Reklama

Výroba a aplikace expandovaného polypropylenu

Expandovaný polypropylen se vyznačuje nejen nízkou měrnou hmotností, ale také řadou unikátních fyzikálních vlastností, díky nimž se stává jedním z nejvýznamnějších konstrukčních materiálů v oblasti pasivní bezpečnosti. Jeho nejvýznamnějším výrobcem je japonská globálně působící společnost JSP, která jej dodává pod obchodní značkou ARPRO. Jeden z jejích výrobních závodů se nachází v Čechách, konkrétně v Chebu. Právě tam jsme se zajeli podívat.

Společnost JSP byla založena v roce 1962. Dnes je zastoupena ve 23 lokalitách, přičemž v EU má tři výrobní závody, kromě chebského jsou další v Německu a ve Francii. Chebský závod je nejmodernější, v provozu je od roku 2006. V současnosti JSP staví další výrobní závody v Indii a Brazílii.

Reklama
Reklama
Reklama

Vlastnosti materiálu

Nejprve si však řekněme něco o materiálu. Vzhledově mi na první pohled připomínal pěnový polystyren, byl však hladší, příjemnější na dotek a na rozdíl od křehkého a snadno se drolícího polystyrenu pružný a soudržný. Arpro se vyrábí v řadě variant lišících se objemovou hmotností, barvou a dalšími vlastnostmi.

Výrobní areál společnosti JSP v Chebu

Expandovaný polypropylen byl vyvinut koncem 80. let minulého století. K jeho přednostem patří vynikající mechanické vlastnosti (pružnost, pevnost v tlaku, schopnost velké absorpce energie), výborné akustické a tepelněizolační vlastnosti, odolnost proti ropným produktům, ekologická šetrnost (100% recyklovatelnost) a v neposlední řadě také nízká cena. Ta se u suroviny (granulátu) pohybuje kolem 4–5 eur za kilogram, v případě hotového výrobku (výlisku) lze počítat s kilogramovou cenou řádově mezi 10 až 20 eury. Arpro snáší teploty do 110 °C, krátkodobě až do 115 °C. Nejedná se primárně o pohledový materiál, i když v poslední době byly vyvinuty také aplikace splňující estetické nároky na povrch vyráběných dílů.

Oblasti aplikací

Pro uvedené vlastnosti je Arpro žádaným materiálem především v automobilovém průmyslu, dále ve stavebnictví, ve výrobě obalů pro potravinářský průmysl, při výrobě hraček či v nábytkářském průmyslu. K typickým aplikacím patří prvky pasivní bezpečnosti, protože materiál je díky konstrukci z uzavřených pěnových buněk izotropický a nabízí stejné vlastnosti ve všech směrech bez ohledu na směr nárazu. To jej odlišuje od vstřikovaných produktů a výrobků z polyuretanu, jejichž charakteristiky jsou tradičně přizpůsobeny pouze určitému scénáři nárazu. Kromě toho je možné díly z tohoto materiálu opakovaně deformovat, neboť se vždy navrátí do původního tvaru, což je ideální vlastnost pro nárazy v nízké rychlosti. Díky uvedeným kvalitám nejen splňuje, ale v mnoha případech i převyšuje náročné zákonné požadavky na pasivní bezpečnost stanovenou testy Euro NCAP.

Některé z aplikací z oblasti pasivní bezpečnosti: čelní nárazník, výplň bočních dveří, výplň dna zavazadlového prostoru

Vůbec první sériovou aplikací byl v roce 1992 automobilový nárazník pro Volvo. K dalšímu uplatnění patří bezpečnostní výplně bočních dveří, sluneční clony, hlavové opěrky, výplně zavazadlového prostoru s ohledem na ochranu proti zadnímu nárazu nebo konstrukce zadního sedadla, která oproti tradiční konstrukci z plechu a polyuretanu přináší nejen vyšší bezpečnost, ale i ekologičnost výroby díky 12x nižší uhlíkové stopě. Při využití v ochranných přilbách Arpro zvyšuje bezpečnost například cyklistů nebo lyžařů díky tomu, že tato přilba na rozdíl od přilby s polystyrenovou výplní vydrží větší počet nárazů bez poškození, zatímco polystyrenová výplň jen jediný. Tepelněizolační či akustické vlastnosti expandovaného polypropylenu jsou využívány při konstrukci boxů na rozvoz jídel nebo při výrobě podlahových dílů ve stavebnictví.

Výroba expandovaného polypropylenu

Nyní se již můžeme jít podívat do výroby. Vstupujeme do velké haly, kde kromě rozměrného technologického vybavení upoutá pověstný japonský pořádek a čistota. Nebýt naší novinářské skupinky, je zde téměř liduprázdno. Výroba je řízena operátorem z velína umístěného v patře na kovové plošině a kromě něj se o obsluhu technologie a expedici stará jen několik dalších zaměstnanců.

Linka pro výrobu minipelet; pod plošinou se schodištěm se nachází vlastní extrudér.
Násypky polypropylenového granulátu do extrudérů, přístupné z plošiny

Výroba expandovaného polypropylenu probíhá ve dvou krocích. Prvním krokem je výroba minipelet z polypropylenového granulátu. Teprve z těchto minipelet je totiž možné vyrobit charakteristicky „napěněný“ expandovaný polypropylen, neboť zrna polypropylenového granulátu by pro tento účel byla příliš velká. Výrobní proces tedy probíhá tak, že granulát se roztaví v extrudéru, z něhož vystupuje 48 tenkých vláken, tzv. „špaget“. Ty se ochladí ve vodní lázni, osuší a nasekají na požadované minipelety, které si můžeme představit jako drobné krátké jehličky.

„Špagety“ vystupující z extrudéru, které jsou následně nasekány na minipelety.
Autoklávy, na jejichž výstupu dochází k expanzi polypropylenu.

Vyrobené minipelety pak společně s dalšími přísadami vstupují do autoklávu, kde za působení vysokého tlaku kolem 20 bar, teploty kolem 150 °C a oxidu uhličitého jako nadouvadla probíhá příprava k expanzi. K té však nedochází ve vlastním autoklávu, ale až v okamžiku, kdy minipelety opouštějí autokláv. Každá minipeleta při expanzi mnohonásobně zvětší svůj objem. Řízením technologických parametrů lze dosáhnout požadované měrné hmotnosti suroviny, která se může pohybovat v rozmezí od 18 do 250 g.l-1. Nejnižších měrných hmotností se dosahuje dvojnásobnou expanzí, kdy již expandovaný polypropylen je podroben ještě jedné následné expanzi v autoklávu. Tato druhá expanze se z důvodů snížení nákladů na dopravu často provádí až u odběratele materiálu.

Expedice suroviny a následné zpracování

V chebském závodě neprobíhá výroba finálních výlisků, ale vyrobený expandovaný polypropylen (granulát) je expedován kamionovou dopravou odběratelům, jimž slouží jako surovina k dalšímu zpracování. Společnost JSP má v německém Eschenau vlastní lisovnu vybavenou 21 lisy, kde se materiál Arpro zpracovává do podoby finálních výrobků. Princip výroby spočívá ve stlačení granulí ve formě a zahřátí párou na cca 130 °C, čímž se jednotlivé granule navzájem svaří. Následuje ochlazení a odformování. Výrobní cyklus je velmi krátký – trvá asi jen okolo 150 s – a ve srovnání s klasickým vstřikováním je výroba velmi efektivní.

Odebírání vzorků Arpro

Sklad vyrobeného granulátu expandovaného polypropylenu
Vývojová laboratoř Eureka v německém Eschenau

V Eschenau byla také vybudována laboratoř Eureka, vybavená nejmodernějším lisem, který je opatřen velkým množstvím doplňkových monitorovacích prvků pro sledování řady klíčových parametrů, jako je například spotřeba energie, médií, doba cyklu či přesnost lisování. Zařízení umožňuje získávat přesná data v reálném čase nezbytná pro optimalizaci konstrukce výrobku, technologie a složení materiálu. Laboratoř slouží zákazníkům při vývoji aplikací z expandovaného polypropylenu a její zaměstnanci se tak podílejí na vývoji výrobků z materiálu Arpro.

Inrekor – konstrukční materiál budoucnosti?

Velmi zajímavou aplikací je Inrekor. Jedná se o velmi lehký a přitom pevný deskový konstrukční materiál vytvořený jako sendvič z hliníkových plechů, mezi nimiž se nachází výplň z materiálu Arpro (typicky 90 g.l-1). Jiné varianty mohou využívat ocelové plechy nebo desky z plastu. Desky z Inrekoru mohou posloužit například ke stavbě automobilového šasi s dosažitelnou úsporou hmotnosti kolem 300 kg oproti běžnému osobnímu automobilu se spalovacím motorem. Tato úspora hmotnosti je lákavá především pro stavitele elektromobilů, neboť jim přináší významné prodloužení dojezdu.

Pavel Marek, Cheb
Foto: JSP

pavel.marek@mmspektrum.com

www.arpro.com
www.inrekor.com

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 130102
Datum: 13. 02. 2013
Rubrika: Servis / Reportáž
Autor:
Firmy
Související články
Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Průmyslu zpracování plastů se otevírají nové možnosti

Společnost Engel, která si v letošním roce připomíná 30. výročí bezsloupkových vstřikovacích lisů, představí na veletrhu K 2019 řadu moderních technologií a automatizačních řešení. Jedním z hlavních témat letošního „káčka“ je také cirkulární ekonomika.

Rodinné stříbro pro plasty

„Historie zavazuje, budoucnost motivuje.“ To je motto české rodinné strojírenské společnosti Chodos Chodov s tradicí dlouhou již 136 let. Firma kompletně vyrábí stroje a zařízení pod vlastní značkou CHODOS pro gumárenský a plastikářský průmysl, včetně příslušenství, tzv. pod jednou střechou. Firma má již od roku 1962 vlastní výrobní program, který konstrukční a technologické oddělení zabezpečuje a rozvíjí do současné doby.

Související články
Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nový pomocník do nástrojárny

Rodinný podnik Lukov Plast z Českého Dubu je profesionální firma s dynamickým vývojem a mnohaletými zkušenostmi. Zaměřuje se na vývoj a výrobu vzhledových i technických plastových dílů a elektro dílů pro automobilový průmysl. Jeho hlavní činností je výroba komponentů či celých sestav slunečních clon. Vlastní výrobu plastových dílů zajišťuje včetně výroby sériových nástrojů. V současné době disponuje 34 vstřikolisy a zhruba 550 vstřikovacími formami a několika montážními linkami.

20 milionů lakovaných klik pro všechny značky automobilů

Moderní doba přináší moderní technologie také do automobilového průmyslu i samotných automobilů. Bezdotykové otvírání např. zadních dveří se již u některých modelů automobilů různých značek objevuje, avšak doba ještě nedospěla k úplnému odstranění vnějších klik k mechanickému otevírání vozu. Společnost WITTE Automotive se orientuje na výrobu zámků a zámkových aretací pro automobily snad všech světových výrobců. V novém závodě v Ostrově u Karlových Varů nedávno uvedla do provozu také velmi moderní lakovací linku právě pro vnější lakované kliky automobilů.

Synergie strojírenských dovedností

Po dlouhá desetiletí je komárovská strojírenská společnost Buzuluk známá jako výrobce kvalitních gumárenských strojů a pístních kroužků. Historie strojírenství v dané oblasti sahá až po několik století zpět, přičemž výroba gumárenských strojů byla započata po vzniku první republiky. V porevoluční historii zprivatizovala Buzuluk v roce 1996 Česká gumárenská společnost, a. s., a relativně nedávno, v roce 2012, ji odprodala jednomu z předních čínských výrobců gumárenských strojů a zařízení, společnosti Dalian.

Plastikářská oslava ve Vídni

Rakouská společnost Wittmann oslavila počátkem června 40. výročí svého založení. Při té příležitosti pozvala do Vídně na 1 500 svých partnerů a zákazníků, pro něž připravila dvoudenní program.

Inovativní plastikářské technologie

Společnost Engel uspořádala ve svém sídle ve Schwertbergu nedaleko Lince tiskovou konferenci, na níž představila své novinky, které budou na podzim předvedeny na veletrhu K 2016 v Düsseldorfu. Součástí programu byla i exkurze do výrobních prostor zdejšího závodu.

Inovace plastových materiálů

Rakouská společnost Borealis uspořádala ve svém výrobním závodě v Linci tiskovou konferenci, na níž oznámila své novinky pro veletrh K 2016. Součástí akce byla exkurze do prostor Inovačního centra, kde se nové materiály testují a odlaďují se výrobní technologie jejich zpracování.

Sympozium o technologiích vstřikování

Rakouská společnost Engel pořádá pravidelně jednou za tři roky mezinárodní sympozium zaměřené na oblast vstřikování plastů, jehož nedílnou součástí je představení novinek z vlastní produkce. Poslední ročník proběhl 16. až 18. června a zúčastnily se jej tři tisícovky odborníků, mezi nimiž nechyběli ani účastníci z České republiky.

Zima se blíží!

Jestli jste milovníci zimních radovánek, tak si zajisté po loňském zklamání přejete, aby letos napadaly celé závěje sněhu, a vy jste mohli zase vytáhnout ze sklepů lyže a oddávat se potěšení z jízdy a kochat se výhledy do zasněžené krajiny. V hromady sněhu doufají pochopitelně i výrobci lyží, jak nám potvrdil generální ředitel výrobního podniku lyží Sporten Ján Hudák v září na tiskové konferenci v Novém Městě na Moravě. Po představení novinek pro rok 2014–15 nám otevřeli dveře i do výrobních hal podniku a seznámili nás s technologiemi výroby lyží.

Ochutnávka podzimního veletrhu K 2022

Blíží se říjnový termín největšího mezinárodního plastikářského a gumárenského veletrhu K, který se bude letos opět konat na düsseldorfském výstavišti. Firmy z oboru již pilně připravují svoje expozice a některé z nich pořádají tiskové konference, aby odborné veřejnosti napověděly, jaké novinky budou na veletrhu představovat. My jsme navštívili společnou konferenci tří rakouských firem – Borealis, Engel a Erema Group.

Ambiciózní projekt: Vývoj a výzkum nanomateriálů

Jedním z nejrychleji se rozvíjejících oborů současnosti jsou obory zabývající se nanomateriály a nanotechnologiemi. Tato velmi perspektivní disciplína nachází široké uplatnění ve všech oborech lidské činnosti. Jde však o vědní obor velmi mladý, takže principy výroby, aplikací a jejich zkoušení nejsou dosud dostatečně popsány. A to byl právě impulz pro vznik Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace v Liberci.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit