Wie gestaltet man die Spritzgusswerkstatt?
Die Werkstattplanung ist ein wesentlicher Schlüsselfaktor im Fertigungsmanagement. Die wissenschaftliche und rationale Planung fördert die Produkteffizienz und den Unternehmenswettbewerb und bildet eine solide Grundlage für die langfristige Entwicklung des Unternehmens.
Entwurf des Werkstattlayouts durch Anwendung von Prinzipien und technischen Methoden zur Erforschung und Untersuchung des Layout- und Verarbeitungsdesigns. Es nutzt Verständnisforschung für den Prozessfluss und produziert Skalen, hauptsächlich Ausrüstung, Logistik, Umweltschutz, Sicherheit usw. Gleichzeitig wird ein geeigneter Entwicklungsraum beibehalten, um das Layoutdesign abzuschließen.
Zu den Layoutbereichen gehören das Fertigungslayout und das Gerätelayout.
Die Fabrikplanung ist die rationelle Gestaltung und Anordnung des gesamten Werkstattgebäudes und seiner verschiedenen Komponenten entsprechend ihrer Rolle in Produktion und Leben.
Die Geräteanordnung ordnet verschiedene Prozessgeräte in einem bestimmten Bereich entsprechend dem Produktionsprozess und verschiedenen relevanten Faktoren an.
Bei der Gestaltung eines Werkstattlayouts müssen die folgenden wichtigen Aspekte berücksichtigt werden.
- Erfüllen Sie die Anforderungen an die Prozess-, Produkt- und Gerätewartung vollständig.
- Nutzen Sie die Gebäudefläche und das Volumen der Werkstatt vollständig und effektiv.
- Lassen Sie Raum für zukünftige Entwicklungen und Fabrikerweiterungen;
- Arbeitssicherheit und Arbeitshygiene entsprechen den einschlägigen Vorschriften und Regeln;
- Planung und Koordination der Lieferkette, Streben nach rationeller Fertigungsgestaltung, kompakter Bauweise und kurzen Transportwegen.
- Vermeiden Sie Kreuzungspunkte von Personen- und Materialströmen.
In diesem Artikel kombiniert der Autor den Designfall einer neuen Werkstatt für Spritzgussformen mit der Untersuchung wichtiger Punkte des Designprozesses.
Anlagendesign und Funktionalität verbinden
Die in diesem Artikel erwähnte Spritzgusswerkstatt, deren Produkte hauptsächlich in der nachgelagerten Montagewerkstatt verwendet werden. Die Standortwahl der Fabrik sollte möglichst nahe am Ende des Materialflusses der Montageanlage erfolgen, der Materialtransfer sollte bequem sein, die Transportentfernung sollte kurz sein und Platz für zukünftige Entwicklungen und Erweiterungen der Anlage sollte gelassen werden.
Im Allgemeinen umfassen Injektionsworkshops sechs Komponenten:
(1) Produktion, einschließlich Spritzgussmaschinen, Hilfsmaschinen, Recyclingmaschinen, Formenwartung usw.;
(2) Lagerhallen, beispielsweise zur Lagerung von Rohstoffen, Halbzeugen, Formen, Ersatzteilen, Werkzeugen und Vorrichtungen;
(3) Passagen, einschließlich Logistik, Personal, Wartung sowie sonstige primäre und sekundäre Passagen;
(4) Verwaltung, wie Büros, Datenräume usw.
(5) Wohnräume wie Aufenthaltsräume, Badezimmer, Umkleideräume usw.;
(6) öffentlicher Bereich, einschließlich Wasser, Strom, Gas, Umweltschutz, Belüftung und anderer unterstützender Geräte und Einrichtungen. Der oben genannte Teil der Werkstatt befindet sich im Inneren, in der Regel im umliegenden Werkstattbereich.
Entsprechend der für die Errichtung des Projekts erforderlichen Spritzgussverarbeitungskapazität und dem Produktions- und Betriebsbedarf werden die Mengen an Rohstoffen, Halbfertigprodukten, Fertigprodukten und Nebenprodukten und deren Lagerungsmethoden sowie die Mengen und Modelle der Produktionsprozessausrüstung bemessen.
Und bestimmen Sie die Anzahl der Mitarbeiter entsprechend der Prozessquote und der Projektplanung. Darüber hinaus sollte das Layout der öffentlichen Unterstützungseinrichtungen definiert werden. Daraus wird die Fläche jedes Bereichs bestimmt.
Entsprechend der Funktionsaufteilung werden die verschiedenen Bereiche mit unterschiedlichen Höhen entworfen, um die Investition zu reduzieren. Die wichtigsten Faktoren, die bei der Gestaltung der Höhe des Spritzgussbereichs berücksichtigt werden müssen, sind die Höhe der Ausrüstung, die Höhe des Formenhubs und die Höhe, die für die Anordnung verschiedener Rohrleitungen erforderlich ist.
Da die Größe der Spritzgussmaschinen im Spritzgussbereich stark variiert, wird die Höhe der Werkstatt im Spritzgussbereich reduziert, indem das Fundament der Ausrüstung abgesenkt und in die Grube gestellt wird, wobei die vom Projekt geforderte maximale Höhe der Spritzgussmaschine als Referenz verwendet wird. Dies wiederum reduziert die Baukosten der Anlage und spart gleichzeitig effektiv die Betriebskosten für Heizung im Winter und Kühlung im Sommer. Um den dreidimensionalen Raum in der Werkstatt voll auszunutzen, wird die Höhe des Materiallagers erhöht.
Das gesamte Layout folgt den folgenden Grundsätzen und versucht, reibungslos, kompakt und vernünftig zu sein, wobei Hin- und Rückfahrten, Querverbindungen und lange Strecken sowie mehrere ineffiziente Transporte vermieden werden (siehe Abbildung 1):
(1) Die Anordnung der einzelnen Bereiche folgt dem Prinzip der statischen und dynamischen Zonierung. Die Lärmbereiche wie der Pulverbereich und der zentrale Fütterungsbereich sind zentral angeordnet und befinden sich im Innenbereich mit einer schallabsorbierenden Struktur. Im Gegensatz dazu befindet sich der Bürobereich abseits der Lärmseite.
(2) Die Anordnung der einzelnen Bereiche folgt dem Prinzip einer reibungslosen Logistik. Entsprechend der Materialflussrichtung befindet sich der Rohstoffbereich ganz rechts und das Fertigproduktlager ganz links, in der Nähe des nachgelagerten Montagebereichs. Der Spritzgussbereich befindet sich in der Mitte, wodurch der ineffektive Logistikumschlag effektiv reduziert werden kann.
(3) Der Spritzguss-Produktionsbereich folgt dem Prinzip der Gerätegruppierung. Entsprechend der Prozesslayoutgestaltung der Produktverarbeitungstechnologie werden die gleichen Prozesse an einem Ort durchgeführt, was einer zentralen Verwaltung förderlich ist. Die Maschinen können sich gegenseitig ergänzen, sodass die Integrationsfähigkeit und Effizienz stark sind.
(4) Der Versorgungsbereich folgt dem Prinzip der Nähe, verkürzt die Transportentfernungen für Wasser, Strom und Gas, reduziert den Stromverbrauch der Geräte und senkt die Betriebskosten.

Layout der Prozessausrüstung mit Kombination aus Produktionsprozess und fortschrittlicher Technologie
Die Anordnung der Prozessausrüstung besteht darin, die verschiedenen Geräte in der Werkstatt entsprechend den Anforderungen des Prozessablaufs zu positionieren. Die Spritzgusswerkstatt umfasst neben der Spritzgussmaschine als Hauptproduktionsausrüstung auch eine Vielzahl von Hilfsspritzgussproduktionen wie Roboter, Formtemperaturmaschinen usw.
Die Ausrüstung der Spritzgussmaschine sollte relativ zum Hauptsäulennetz des Fabrikgebäudes positioniert werden, und Ausrüstung und Ausrüstung sollten auch relativ zueinander positioniert werden. Die Anordnung der Ausrüstung hängt hauptsächlich vom Produktionsprozess, der Installation, dem Betrieb und den Wartungsanforderungen ab, es müssen jedoch auch andere professionelle Anforderungen berücksichtigt werden.
Der Spritzgussbereich ist je nach Produkttyp, Geräteinteroperabilität, Bedienkomfort und Produktionsfluss in einen Schalenbereich, einen Deckelbereich und einen Kleinteilebereich unterteilt.
1. Anordnung der Spritzgießmaschine im Rohbau
Die Spritzgussmaschine im Schalenbereich verwendet einen Zwei-zu-Zwei-Platzierungsmodus, der es den Bedienern erleichtert, mehr als ein Gerät zu handhaben. Der ursprüngliche Arbeitsablauf besteht darin, dass die Schalenprodukte nach dem Spritzgießen manuell auf Paletten (normalerweise 1.8 m hoch) gelegt, mit Stretchfolie umwickelt und mit Handtransportwagen ins Lager gebracht werden.
Um die Anzahl der Arbeiter zu reduzieren, wird der Abstand der Geräte auf der Arbeitsfläche der Spritzgussmaschine im Rohbaubereich des Projekts hauptsächlich als Problem der Roboterinterferenz über der Spritzgussmaschine und dem Bereich zum Platzieren von Zusatzmaschinen vor Ort betrachtet. Der Abstand der nicht betriebsbereiten Flächen wird hauptsächlich durch den Wartungsbetriebsraum bestimmt.
Gleichzeitig wird unter Berücksichtigung der Tatsache, dass für den Logistikdurchlauf dieses Prozesses viele Mitarbeiter benötigt werden und die Arbeitsintensität der Arbeiter hoch ist, in Verbindung mit der tatsächlichen Situation der Produkte ein umfassendes automatisiertes Transportschema entwickelt, das die Kombination von Palettierrobotern, Shuttle-Fahrzeugen, automatischen Verpackungsmaschinen, automatischen Etikettiermaschinen, automatischen Transferwagen (AGVs) und Transportlinien umfasst (siehe Abb. 2).
Jeder Palettierroboter kann 2-3 verschiedene Produkttypen gleichzeitig palettieren. Nachdem die Produkte palettiert wurden, werden sie über den Shuttle-Wagen und die Förderlinie zur Verpackungsmaschinenstation befördert, um die automatische Verpackung und Etikettierung abzuschließen. Schließlich werden sie per AGV zum dreidimensionalen Lager befördert. Der gesamte Spritzguss-Produktionsprozess realisiert eine vollautomatische Produktion.

2. Anordnung der Spritzgussmaschinen im Deckelbereich
Nach der Herstellung der Abdeckprodukte müssen diese in Kisten geladen werden. Aufgrund der großen Unterschiede in Produktstruktur und -größe ist es nach dem aktuellen Stand der Technik teuer und schwierig, das automatische Laden von Kisten zu realisieren, und die Wirtschaftlichkeit ist gering, sodass die Kisten ursprünglich manuell geladen werden. Unter Berücksichtigung der Produktionseffizienz der Spritzgussmaschine und der Lagerhäufigkeit werden im Programmdesignprozess eine zweischichtige Förderlinie und ein kartesischer Koordinatenmanipulator verwendet, der das automatische Auffüllen leerer Kisten, die automatische Kategorisierung von Kisten mit demselben Produkt, die automatische Palettierung und die automatische Lagerung durch AGV ermöglicht (siehe Abbildung 3).
3. Anordnung der Spritzgussmaschine im Kleinteilebereich
Die Spritzgussmaschine zur Herstellung von Kleinteilen nimmt nur wenig Platz ein. Durch Verbesserung und Optimierung der Formen ist es möglich, die unbemannte Produktion von Kleinteilen ohne Grate und mit automatischem Abwerfen von Materialgriffen zu realisieren. Daher ist dieser Maschinentyp zentral angeordnet, um eine unbemannte Produktion zu erreichen (siehe Abbildung 4). Nach dem Sammeln der Produkte werden diese über die Förderlinie an die automatische Produktionslinie gesendet.
Nach der Abholung werden die Produkte über die Förderstrecke in den automatischen Palettierbereich geschickt und per AGV ins Lager gebracht.


4. Anordnung eines zentralen Zuführ- und Recyclinggranulationsbereichs
Spritzgussunternehmen verwenden die Abfallprodukte im Produktionsprozess normalerweise direkt nach dem Zerkleinern oder recyceln die zerkleinerten Materialien nach der Modifizierung und Granulierung. Da das Produkt beim Zerkleinern, Granulieren und Fördern viel Lärm verursacht, werden die Zerkleinerungs-, Granulier- und Förderprozesse gemäß dem Produktionsweg in Gruppen auf der Nordostseite der Werkstatt, abseits des Bürobereichs, angeordnet.
Das in diesem Dokument erwähnte Spritzgussunternehmen integriert die entsprechende Ausrüstung, baut entsprechende Schallschutzeinrichtungen und entwirft und vervollständigt ein Recycling-Granulationssystem mit Schrottzerkleinerungs-, Materialförder- und automatischer Komponentenmischung. Dadurch werden der ineffiziente Materialumschlag und die Anzahl der Bediener verringert und gleichzeitig die Lärmbelästigung verringert.
Bei der Prozessanordnung des gesamten Bereichs kann je nach Bedarf der Spritzgussmaschinen an Rohmaterialien in jedem Bereich eine sinnvolle Aufteilung vorgenommen werden. Durch die Änderung des traditionellen Korohrmodus und die Verwendung des Fördermodus „eine Maschine, ein Rohr“ kann das Ausfallrisiko des Rohmaterialfördersystems erheblich verringert werden. Um den Status quo zu berücksichtigen, bei dem einige Spritzgussmaschinen schwarz-weiße Materialien verwenden können, werden Doppelrohrleitungen verlegt, um den Einfluss von Restmaterialien in der Rohrleitung auszuschließen. Durch die Installation einer manuellen Schneidplatte am Trichter des Materialversorgungssystems kann eine Kombination aus maschinenseitiger Aufnahme und Rohrleitung realisiert werden, was die Flexibilität des Materialversorgungssystems erheblich verbessert.
Durch Änderung der Verpackungsmethode für die Rohstoffe, Änderung des Sackmaterials von 25 kg in einen Big Bag von 750 kg und Hinzufügen einer Entfeuchtungs- und Trocknungsmaschine sowie eines automatischen Wiege- und Messsystems kann das unbemannte Mischen realisiert werden und die Rohstofftrocknungswirkung ist gut. Richten Sie die Zerkleinerungs-, Lager-, Pelletierungs- und Zuführleitung ein, um eine vollautomatische Produktion von Recycling, Pelletierung und Zuführung zu realisieren (siehe Abbildung 5).

Bei der Planung der Versorgungseinrichtungen werden die geltenden Gesetze und Vorschriften sowie die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt.
Die Anordnung der gesamten Spritzgusswerkstatt umfasst Wasser, Strom, Gas und andere Versorgungseinrichtungen, um die Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen, wie z. B. geringe Investitionen, niedrige Betriebs- und Wartungskosten, im Layout des Prinzips der Nähe, aber auch im Einklang mit den einschlägigen Gesetzen und Vorschriften. Die in diesem Dokument erwähnten unterstützenden Versorgungseinrichtungen sind auf der Nordseite des Spritzgussbereichs der Werkstatt angeordnet (siehe Abbildung 6).


1. Zirkulationswassersystem
Gemäß den Anforderungen des Spritzguss-Produktionsprozesses gibt es zwei Umlaufwassersysteme. Sowohl das Kühlwasser der Form als auch das der Ausrüstung verwenden Druckrückfluss-Umlaufkühlsysteme. Da das Kühlwasser der Form Niedertemperaturwasser benötigt, wird es im Winter durch einen Kühlturm und in der übrigen Saison durch einen Kühler gekühlt. Die Kühlausrüstung für das Umlaufwassersystem verwendet geschlossene Kühltürme. Alle Kühltürme befinden sich auf dem Dach des Umlaufwasserpumpenraums an der Nordseite der Werkstatt. Die beiden Systeme des Kühlumlaufwassers und des Kältekreislaufwassers können je nach saisonaler Temperaturänderung miteinander umgeschaltet werden, um einen möglichst energiesparenden Betrieb zu erreichen.
2. Umweltfreundliches Lüftungssystem
Die Installation eines effektiven Belüftungssystems in der Spritzgusswerkstatt ist die grundlegendste Methode zur Abgasbehandlung. Die Belüftungsgeräte sind über dem Büro- und Montagebereich der Spritzgussproduktionsstätte in der Werkstatt entsprechend der aufgeteilten Fläche angeordnet. Die Umweltschutzgeräte sind auf dem Dach des Rohstofflagers angeordnet. Die Anordnung der Belüftungs- und Umweltschutzgeräte nutzt die Fassadenfläche des gesamten Bereichs voll aus, reduziert die Grundfläche und sorgt dafür, dass die gesamte Werkstattperipherie sauber ist (siehe Abbildung 7).
Abbildung 7 Schematische Darstellung der Umweltschutzeinrichtungen
Schlussfolgerung
Die Gestaltung der Spritzgusswerkstatt sollte den Gestaltungsprinzipien fortschrittlicher Technologie, wirtschaftlicher Rationalität, Investitionseinsparung, bequemer Bedienung und Wartung sowie einfacher, kompakter, ordentlicher und schöner Geräteanordnung folgen. Im Gestaltungsprozess sollten die vorhandenen Ressourcen vernünftig und effektiv genutzt werden. Dabei muss nicht nur die aktuelle Situation der vorhandenen Ausrüstung und des Personals des Unternehmens berücksichtigt werden, sondern auch die Fusion inländischer und ausländischer Spitzentechnologie in verschiedenen Branchen einbezogen und voll ausgeschöpft werden, um die fortschrittlichste Technologie zu erreichen und den wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren.