X KONGRES GUMY I KAUCZUKÓW Spotkanie biznesu kauczukowego

Transkrypt

1 X KONGRES GUMY I KAUCZUKÓW Spotkanie biznesu kauczukowego Jubileuszowy, X Kongres Przemysłu Gumy i Kauczuków w Polsce stał się okazją do prezentacji szeregu interesujących projektów i innowacji technologicznych. Branżowe spotkanie, poprowadzone tradycyjnie przez dr Andrzeja Smorawińskiego, stałego współpracownika magazynu Rubber Review, odbyło się 8 czerwca br. w Warszawie. W prezentacji otwierającej merytoryczną część X Kongresu Gumy Izabela Irska z Instytutu Inżynierii Materiałowej, działającego przy Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie, przedstawiła wyniki badań wulkanizatów termoplastycznych (TPE-V), przeprowadzonych przez wspomnianą placówkę we współpracy z zakładem przemysłu gumowego Stargum. Materiały TPE-V znajdują zastosowanie przede wszystkim w przemyśle samochodowym, a także do produkcji urządzeń 12 l Rubber Review MAJ-CZERWIEC

2 codziennego użytku, różnego rodzaju uszczelek oraz nawierzchni sportowo-rekreacyjnych na boiska i place zabaw. Ta ostatnia kategoria była przedmiotem zainteresowania realizatorów finansowanego przez NCBR projektu: Opracowanie i przygotowanie do produkcji nowego poliolefinowego tworzywa elastomerowego na wykładziny boisk sportowych i wyroby techniczne. Od materiałów przeznaczonych do produkcji nawierzchni sportowych oczekuje się przed wszystkim dobrych własności mechanicznych i znacznej odporności ściernej, a zarazem wysokiej estetyki. Tymczasem w projekcie wykorzystano pozagatunkową partię kauczuku, stanowiącą odpad podczas dokonywania zmiany produkcji kauczuku z jednego gatunku na inny. Tego rodzaju kauczuk jest silne zanieczyszczony i nasączony wodą. Właściwości takiego surowca są bardzo różne, występują też problemy z jego wulkanizacją, która przebiega szybko i w sposób niekontrolowany. Rozwiązaniem jest modyfikacja materiału wyjaśniła prelegentka. Kauczuk do produkcji nawierzchni boisk jest często kauczukiem olejowanym, dlatego podczas realizacji projektu zastosowano techniczny olej z wysokim udziałem izoparafiny, który jest w stanie zapobiec degradacji materiału pod pływem czynników zewnętrznych (np. światła). Następnym krokiem było otrzymanie mieszanki EPDM z kopolimerem etylen octan winylu Izabela Irska (Instytut Inżynierii Materiałowej, działający przy Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym). MAJ-CZERWIEC 2017 Rubber Review l 13

3 (EVA). Zastosowano tu dwa rodzaje EVA: o wysokim stopniu krystaliczności (17% wag. VA) oraz amorficzny EVA o właściwościach elastomerowych (40% wag. VA). Jak wykazały późniejsze badania, największy wpływ na właściwości mechaniczne końcowego produktu ma rodzaj zastosowanego EVA: niska zawartość VA zwiększa twardość i wytrzymałość mechaniczną przy statycznym rozciąganiu i prowadzi do spadku wydłużeń względnych przy zerwaniu, natomiast przy 40-proc. udziale VA otrzymuje się materiały elastyczne o wysokim wydłużeniu względnym przy zerwaniu. Odnotowano również, że wzrost udziału EVA każdorazowo wpływa na poprawę odporności na ścieranie, zaś intensywność zużycia ściernego jest wyższa dla wulkanizatów z 40 proc. zawartością VA. Przedstawiciel Politechniki Wrocławskiej, dr Przemysław Jaszak, przedstawił temat badań wytrzymałościowych i zmęczeniowych gumy EPDM i NBR, stanowiących część projektu realizowanego wspólnie z firmą Gambit. Celem projektu jest opracowanie innowacyjnego kompensatora gumowego w klasie ciśnieniowej 25 bar. Funkcją takiego urządzenia jest niwelowanie niedogodności występujących w rurociągach przemysłowych, np. naprężeń wywoływanych przez wydłużenia termiczne lub wibracji powodowanych wykorzystaniem dodatkowych urządzeń, takich jak pompa czy kompresor. Aparat składa się z trzech głównych elementów: gumowej membrany, warstwy wzmacniającej (również z elementami gumowymi) oraz elementu przyłączeniowego (kołnierza). Projekt badawczy zakładał użycie dwóch podstawowych materiałów do wykonania membrany: EPDM i NBR o dwóch różnych stopniach twardości (odpowiednio 55 i 65 stopni Shore a). Pierwszy z nich przeznaczony jest do kontaktu z wodą gorącą i zimną oraz kwasami, natomiast drugi m.in. olejem i benzyną. Maksymalne ciśnienie występujących obecnie na rynku kompensatorów nie przekracza wartości 16 bar, natomiast realizowany projekt zakłada przesunięcie tej granicy do 25 bar, co podyktowane jest rosnącym zapotrzebowaniem rynku. Zakładamy, że kompensator będzie przenosił wielopłaszczyznowe, stałe odkształcenia, np. ściskanie, rozciąganie, przemieszczenia kątowe i boczne. W związku z powyższym możemy wyróżnić różne typy konstrukcji, które pozwalają użytkować sprzęt w różnych warunkach. Możliwe jest również zastosowanie uniwersalnej konstrukcji, umożliwiającej przenoszenie przemieszczeń we wszystkich kierunkach wyjaśnił Przemysław Jaszak. Według niego, właściwe zaprojektowanie elementów wykonanych z gumy uzależnione jest od wykorzystania tzw. symulacji metodą elementów skończonych, której przeprowadzenie wymaga z kolei wykonania szeregu badań Od góry: dr Przemysław Jaszak (Politechnika Wrocławska) i Alberto Vigano (Comerio Ercole). wytrzymałościowych, m.in. prób jednoosiowego lub dwuosiowego rozciągania, ścinania czy też ściskania hydrostatycznego. Przykładowo, celem jednoosiowego rozciągania jest m.in. wyznaczenie charakterystyki naprężenie-odkształcenia przy maksymalnym odkształceniu oraz siły zrywającej i odkształcenia przy zerwaniu. Wyniki tych badań pozwalają uzupełnić model matematyczny, który odwzorowuje zachowanie gumy w elementach konstrukcyjnych. Z kolei rezultaty symulacji należy zweryfikować doświadczalnie, czemu służyć ma ostatni etap pro- 14 l Rubber Review MAJ-CZERWIEC

4 jektu, który zrealizowany zostanie po przygotowaniu odpowiedniego stanowiska badawczego. Kolejne wystąpienie należało do przedstawiciela włoskiej firmy Comerio Ercole, będącej światowym liderem w dziedzinie produkcji kalandrów, walcarek, mieszalników i mikserów zamkniętych. Po wstępnym przedstawieniu firmy przez Eligiusza Sidora z IPM, Alberto Vigano omówił temat innowacyjnej linii do Andrzej Kabat, prezes firmy KABAT TYRE. kalandrowania z systemem Hydroplus, opracowanej zgodnie z zasadami koncepcji Przemysłu 4.0. Według prelegenta, Hydroplus to zaawansowany hydrauliczny system sterowania posuwem wałów nastawnych kalandra. Powstał w wyniku zintegrowania kilku technologii. Pierwszą z nich jest Hydrogap, czyli system precyzyjnej regulacji szczeliny międzywałowej stosowany dla wałów nr 1, 2 i 4. Każdy z wałów nastawnych kalandra jest pozycjonowany za pomocą siłownika hydraulicznego, który koryguje w czasie rzeczywistym ewentualne błędy położenia. W porównaniu ze standardowym rozwiązaniem, mamy tu do czynienia m.in. z brakiem zużycia części mechanicznych i luzu w mechanizmach, redukcją czasu rozruchu, zmniejszeniem kosztów obsługi i łatwiejszą konserwacją. Drugą ze wspomnianych technologii jest Hydronip, system hydraulicznej regulacji siły docisku instalowany przeważnie na wale nr. 2. Urządzenie pozwala na dobór warunków procesu i optymalizację parametrów operacji zdwajania gumowanych kordów stalowych i tkaninowych wysokiej jakości za pomocą wałów nr 2 i 3. Dzięki zastosowaniu tego rewolucyjnego rozwiązania wał kalandra automatycznie dopasowuje się do wahań grubości materiału, np. wskutek obecności na nim złączy, co ogranicza ilość odpadów. System zapewnia zawsze jednakową siłę laminacji w oparciu o zadaną wartość set point podkreślono w prezentacji. Ostatnim ze zintegrowanych rozwiązań jest Hydrosafe, system monitorujący i zabezpieczający wały kalandra przed kolizją i uszkodzeniem. Comerio Ercole jest twórcą nowego standardu, który MAJ-CZERWIEC 2017 Rubber Review l 15

5 przewiduje, że minimalna prędkość awaryjnego rozsuwu wałów kalandra, zapewniająca bezpieczeństwo zarówno operatora, jak i maszyny, wynosi 10 mm/ sek. Rozwiązanie jest dostępne wraz z pakietem opcji zwiększających bezpieczeństwo Banco Plus, stanowiących system kontroli ilości materiału na kalandrze za pomocą kamer CCD. Proces podawania mieszanki przez taśmociąg, a także jej ilość zgromadzona na dolnej i górnej parze kalandra są stale monitorowane przez specjalne oprogramowanie. Obraz z kamer, wyposażonych w specjalny obiektyw szerokokątny, jest przetwarzany w trybie rzeczywistym. Jeśli ilość zgromadzonej mieszanki jest zbyt mała lub zbyt duża względem wartości zadanej, system automatycznie koryguje szerokość pasa mieszanki, jaki jest odcinany na walcarce podgrzewającej wyjaśnił prelegent. Firma podkreśla, że praca kalandra z systemem Hydroplus jest wspierana dodatkowo przez bezpośredni, zdalny nadzór oparty na połączeniu internetowym, co sprawia, że rozwiązanie to jest produktem zgodnym z założeniami koncepcji Przemysłu 4.0. Podczas swojego drugiego wystąpienia na X Kongresie Gumy, Alberto Vigano przedstawił szerszą kategorię produktową firmy Comerio Ercole, czyli linie do produkcji mieszanek gumowych, dopasowane do indywidualnych wymagań danego procesu. Firma KABAT TYRE, reprezentowana na Kongresie przez jej prezesa, Andrzeja Kabata, koncentruje się na produkcji opon i dętek. Obecnie najszybciej rozwijamy produkcję opon diagonalnych dla rolnictwa i przemysłu. Segment dętek jest starszy, liczy sobie 30 lat. Firma dysponuje dwoma zakładami produkcyjnymi: w Budzyniu i Bolechowie (oba po 35 tys. m² powierzchni), w których działa 5 linii mikserowych o zdolności przerobu 100 tys. ton rocznie powiedział prelegent. Kabat zatrudnia 900 osób, produkując rocznie 7 mln dętek i 0,5 mln opon rolniczych. W planach firmy jest zwiększenie zdolności produkcyjnej do 3 mln opon (ok. 30 tys. ton wyrobów gotowych). W wyniku przejęcia przed czterema laty zakładu Guma-Bolechowo dawnego wydziału Stomilu Poznań obecnie firma produkuje tam 30 tys. opon bieżnikowanych, 20 tys. opon pełnych (solid) do wózków widłowych i przemysłowych. Kabat sprzedaje też 5 tys. ton mieszanek gumowych (ok. 200 receptur). Firma jest również producentem profili gumowych i działalność ta stanowi ok. 5 proc. jej przychodów. Łącznie sprzedaż realizowana przez firmę wynosi 20 tys. ton ton wyrobów gumowych. 75 proc. produkcji stanowi eksport, prowadzony do ponad 80 krajów w Europie, Azji, Afryce i Ameryce. Przychody za ubiegły rok wyniosły ok. 200 mln zł. Niedawno firma uruchomiła nową walcownię i mieszalnię mieszanek gumowych (łącznie 100 tys. ton przerobu mieszanek rocznie). Ostatnio Kabat Kuluary. Od góry: Alberto Vigano z Comerio Ercole odpowiada na pytania dotyczace prezentacji. Poniżej: Andrzej Smorawiński (Rubber Review) i Izabela Irska (z Instytut Inżynierii Materiałowej). zakupił dwie mniejsze linie (270 i 380 litrów), zastępując tym samym starsze i mniej wydajne maszyny. Aktualnie w swojej ofercie firma ma 30 typo-rozmiarów opon, jednak do końca przyszłego roku planowane jest poszerzenie oferty do 200 typo-rozmiarów dla segmentu agro. W przyszłym roku rozpoczną się inwestycje zmierzające do uruchomienia również produkcji rolniczych opon radialnych, zakupiliśmy w tym celu maszyny z francuskiego zakładu Goodyeara w Amiens. Zdolność produkcyjna w tym przypadku będzie wynosić 250 tys. sztuk rocznie poinformował Andrzej Kabat. Przedstawiciel koncernu Resinex UK, Tim Clayfield, przedstawił uczestnikom Kongresu najnowsze rozwiązania w dziedzinie produkcji gumy EPDM, 16 l Rubber Review MAJ-CZERWIEC

6 szczególnie w zakresie zrównoważenia procesu oraz najnowszej oferty dla przemysłu samochodowego. Prelegent zwrócił uwagę, że niemal połowa działających obecnie na świecie wytwórni EPDM bazuje na starych, opracowanych co najmniej 25 lat temu technologiach. Jednym z głównych problemów jest zbyt wysokie zużycie energii w standardowym procesie produkcji z zastosowaniem katalizatorów Zieglera- Od góry: Tim Clayfield, przedstawiciel Resinex UK. Poniżej: czytanie Rubber Review w kuluarach. Natty, wynoszące 19,11 MJ/kg. Najnowsza technologia opracowana przez Dow Chemical pozwala tu na znaczną redukcję, do poziomu 8,25 MJ/kg wyjaśnił Tim Clayfield. Scharakteryzował także różnice pomiędzy stosowanymi obecnie systemami katalitycznymi. Według niego, stosowanie katalizatorów Zieglera- Natty cechuje niska wydajność, konieczność odpopielania i niska temperatura reaktora. Dla porównania, w przypadku obecnych na rynku od 20 lat katalizatorów metallocenowych wydajność oraz stabilność termiczna jest wyższa, nie ma potrzeby odpopielania, ponadto produkcja wyrobów porowatych odbywa się bez występowania żelu, co ma duże znaczenie podczas wytwarzania uszczelek samochodowych. Z kolei wprowadzona przed dwoma laty przez Dow Chemical technologia zaawansowanych katalizatorów molekularnych charakteryzuje się ultra-wysoką wydajnością, szerokim zakresem masy cząsteczkowej otrzymywanych produktów, zwiększoną tolerancją wypełniaczy oraz szybszym utwardzaniem. Nowa technologia Dow zapewnia bardziej zrównoważoną produkcję, większą swobodę projektową, poprawę wydajności przetwarzania EPDM, lepszą jakość powierzchni produkowanych komponentów oraz poprawę własności uszczelniających. Nowe podejście sprawdza się szczególnie w przemyśle samochodowym, który wymaga obecnie produktów lekkich, tanich i estetycznych, obejmujących m.in. uszczelnienia drzwi, nadwozia, bagażnika, pokrywy silnika czy otwieranego dachu podkreślił prelegent. W swojej drugiej prezentacji wygłoszonej podczas X Kongresu Gumy Tim Clayfield, przedstawił najnowsze osiągnięcia w zakresie produkcji i zastosowania elastomerów poliolefinowych Engage, które są innowacją stanowiącą pomost pomiędzy kauczukami a polimerami, inspirującą do poszukiwania nowych projektów. Elastomery Engage są również odpowiedzią na poszukiwanie modyfikatora, który dodaje produktowi trwałości i wytrzymałości bez ryzyka utraty elastyczności. Wśród typowych aplikacji wymienić można przewody układu chłodzenia o podwyższonej odporności na wysoką temperaturę, powłoki przewodów i kabli o ulepszonych właściwościach fizycznych, wyroby formowe, np. zabawki lub artykuły gospodarstwa domowego, a także lekkie pianki obuwnicze nadające butom sprężystość i właściwości amortyzujące. Kamil Jędrzejczyk z polskiego oddziału firmy Mesgo Polska przybliżył gościom X Kongresu Gumy kilka rodzajów mieszanek kauczukowych stosowanych w produkcji uszczelnień zaworowych. Chcąc dobrać odpowiedni materiał na uszczelnienie zaworu należy skoncentrować na kauczukach o dobrej odporności olejowej/paliwowej, polarnych polimerach odpornych na agresywne media. Stąd najczęściej MAJ-CZERWIEC 2017 Rubber Review l 17

7 stosowanymi materiałami są kauczuki NBR, HNBR oraz FKM. Ich właściwości zależne są od budowy polimeru: udziału poszczególnych merów zaznaczył prelegent. Jak przypomniał, kauczuk nitrylowy (NBR) szeroko wykorzystuje się w motoryzacji do produkcji węży, uszczelek, o-ringów, elementów antywibracyjnych. Równocześnie jest on materiałem najczęściej stosowanym na uszczelnienia stosowane w pneumatyce lub hydraulice. Mogą to być aplikacje do kontaktu z olejami mineralnymi, olejami pochodzenia roślinnego czy węglowodorami alifatycznymi. Temperaturowy zakres zastosowań wynosi od -40 do 120 C. Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na właściwości kauczuku NBR jest udział grup nitrylowych w stosunku do butadienu. Ilość grup ACN, poprzez swoją polarność, determinuje kilka podstawowych właściwości takich jak odporność olejowa, odporność na niskie temperatury czy odporność na ścieranie zauważył przedstawiciel Mesgo. Kolejny z omawianych materiałów to HNBR, typ kauczuku NBR w którym znaczna część wiązań podwójnych w grupach butadienowych została uwodorniona, co powoduje znaczną poprawę wielu właściwości, takich jak stabilność termiczna, wytrzymałość na rozerwanie, czy odporność chemiczna. Wyroby na bazie HNBR są odporne na węglowodory alifatyczne oraz oleje, nawet te agresywne zawierające aminy jako inhibitory korozji. Unikalne właściwości mieszanek z HNBR zaadaptowały go do szeregu zastosowań w branży motoryzacyjnej w wysoko wyspecjalizowanych aplikacjach. Ostatni ze wspomnianych materiałów to kauczuk fluorowy (FKM), o najlepszej odporności zarówno na wysokie temperatury, jak i oleje czy paliwa. Materiały te powstają w wyniku polimeryzacji kilku monomerów: poprzez ich kombinacje uzyskuje się polimery o odmiennych właściwościach, co wiąże z różnym udziałem atomów fluoru. Generalnie, większa zawartości fluoru daje lepszą odporność chemiczną, ale też pogarsza odkształcenie trwałe czy elastyczność w niskich temperaturach. Monomery takie jak HFP czy MOVE zwiększają elastyczność, podczas gdy TFE poprawia odporność chemiczną wyjaśnił Kamil Jędrzejczyk. W kolejnej prezentacji Tomas Ammer, szef spółki Radka Polska, przybliżył słuchaczom sylwetkę firmy, z naciskiem na dział przemysłu gumowego, który oferuje całą gamę surowców niezbędnych do produkcji mieszanek kauczukowych. By zredukować ryzyko biznesowe tego działu, Radka opiera jego działalność na kilku segmentach, do których należą: kauczuki silikonowe, chemikalia gumowe, mieszanki gumowe i dodatki specjalne. Według prelegenta, do głównych partnerów biznesowych działu gumy Radki należą Behn Meyer, Lanxess, GomLine oraz SunTechem Od góry: Kamil Jędrzejczyk (Mesgo Polska) i Tomas Ammer (szef spółki Radka Polska). Solutions (z Grupy Radka). Pierwsza z tych firm posiada bardzo bogate portfolio, obejmujące m.in. aktywatory wulkanizacji, dodatki i przyspieszacze, środki antyadhezyjne, batch krzemionkowy, oraz chemikalia do produkcji lateksu. Tomas Ammer zwrócił szczególnie uwagę na wysokiej jakości krzemionkę tego producenta. W obszarze dedykowanych mieszanek silikonowych oraz specjalistycznych mieszanek gumowych Radka współpracuje z firmą GomLine, która posiada ponad 16 tys. gotowych receptur, oferując wsparcie w dziedzinie badań i rozwoju, np. w celu dostosowania mieszanki do kontaktu z żywnością, wodą, do zastosowań w medycynie czy spełnienia innych specjalnych wymogów. Z kolei SunTechem Solutions, firma wchodząca w skład Grupy Radka, jest producentem i dostawcą produktów na bazie 18 l Rubber Review MAJ-CZERWIEC

8 Od lewej: Eligiusz Sidor z (IPM, COMERIO ERCOLE) i dr Andrzej Smorawiński (Rubber Review). polimerów, posiadającym doświadczenie w produkcji termoplastycznego kauczuku na bazie SIS i SBS. Ostatnia prezentacja X Kongresu Gumy, przedstawiona przez dr Andrzeja Smorawińskiego, podejmowała zagadnienie Przemysłu 4.0 (zwanego czwartą rewolucją przemysłową), w odniesieniu do branży przetwórstwa kauczuków/gumy. Istotą tej koncepcji jest przejście do systemów cyfrowo-fizycznych w produkcji, realizowane przy wykorzystaniu sieci teleinformatycznych. Celem jest integracja sieciowa urządzeń i zarządzania produkcją w całym ich cyklu życia, prowadząca do coraz lepszej efektywności. Idea ta stanowi odpowiedź na megatrendy globalizacji, urbanizacji, niedobór niektórych surowców i energii oraz wymóg elastyczności przy produkcji wielofunkcyjnych wyrobów w krótkich seriach wyjaśnił prelegent. Ważnym polem obserwacyjnym w zakresie realizacji założeń koncepcji Przemysłu 4.0 były październikowe targi K Engel, jeden ze światowych liderów w produkcji wtryskarek, dokonał największego postępu w swoich konstrukcjach dla przekształcenia działalności produkcyjnej ze swoimi maszynami w inteligentną fabrykę smart factory. W Dusseldorfie firma pokazała proces wysoce zintegrowanej produkcji z kontrolą przy użyciu kamery. Technologia Engla dla Przemysłu 4.0 realizowała w każdym cyklu kontrolę wagową z optymalizacją ciśnienia wtrysku i położenia ślimaka. Z kolei niemiecki producent maszyn do przetwórstwa gumy, Desma, już przed targami K promował nowość system inteligentnych połączeń Smart Connections 4.U, wiążący sieciowo komponenty wtryskarki. Na swoim stoisku w Dusseldorfie firma pokazała, w jaki sposób system ten, zainstalowany na prezentowanej maszynie, pozwala na elastyczny przebieg procesu realizując w pełni założenia Przemysłu 4.0. Udoskonalenia pod kątem czwartej rewolucji przemysłowej wprowadziła ostatnio, znana gościom X Kongresu Gumy, firma Comerio Ercole, która wyposażyła pulpit sterowniczy w kamery cyfrowe, odtwarzające wirtualnie przebieg procesu i powiązane z siecią internetową dla umożliwienia reakcji na wszelkie odchylenia, ponadto opracowała program pilotażu optymalizacji własnych maszyn przez połączenie internetowe. Zgodnie z ideą Przemysłu 4.0, kluczem do rozwoju przedsiębiorstw będzie integracja procesów wytwarzania, większe wykorzystanie danych procesowych i wdrażanie adaptacyjnych systemów produkcji. Celem są oczywiście globalne efekty ekonomiczne, które w bieżącym pięcioleciu mogą wzrosnąć do poziomu 420 mld dol. Również polski przemysł produkcji wyrobów gumowych rozpoczął wdrażanie elementów nowej koncepcji, wykorzystując kontakty z tak doświadczonymi firmami jak m.in. Desma, Comerio Ercole i Engel podsumował Andrzej Smorawiński. M E C E N A S P O L S K I E G O P R Z E M Y S Ł U G U M Y I K A U C Z U K Ó W S P O N S O R Z Y I PA R T N E R Z Y K O N G R E S U 20 l Rubber Review MAJ-CZERWIEC