Vinnsla á plastbreytingum og kostnaðargreiningu

2021-11-10

  

  Um miðja 18. öld gátu menn þegar unnið náttúruleg kvoða eins og malbik og rósín í manngerð plast. Á næstu rúmlega hundrað árum flutti plast úr upphafsstigi náttúrulegrar fjölliðavinnslu yfir í gerviefnisstigið og leysti það banvæna vandamál sem var skortur á hráefnum. Síðan blómstraði það á áttunda áratugnum og varð ómissandi tilvera í nútíma iðnaðarframleiðslu og lífi. Um þessar mundir hefur breytt plast komið í stað hefðbundins plasts og orðið það efni sem mest er notað eins og td FR4 blað, 3240 Epoxý Resin lak og 3026 Phenolic Cotton Cloth Laminated Sheet, en endurspeglar einnig háþróaða tæknistig nútíma efnisvísinda.


1. Hvað er plast?


  Plast er mjög stórt hugtak. Almennt er átt við allar hásameindafjölliður sem eru tilbúnar úr einliða hráefnum eða myndaðar með fjölliðun. Það er fjórða stærsta iðnaðarefnið á eftir stáli, tré og sementi. Venjulega er grunnplastefnið sem framleitt er af efnaverksmiðjum kallað "óbreytt plast" eða "hreint plastefni".


  Samkvæmt eðlisfræðilegum og efnafræðilegum eiginleikum efnisins,


  Plast má skipta í tvo flokka: hitaplast og hitaþolið.


  Hitaplast efni, það er engin efnafræðileg breyting á milli sameinda við upphitun, efnið verður mjúkt við hækkun hitastigs og verður hart þegar hitastigið lækkar. Þetta ferli er afturkræft ítrekað. Þess vegna er höggþol slíkra vara oft betra og það er auðveldara í vinnslu, sem hentar mjög vel fyrir sum flókin hönnunarforrit. Vegna eiginleika hitaþjálu efna sem hægt er að hita ítrekað eru þau endurvinnanleg efni sem eru um 85% af núverandi iðnaðarumsóknum.


  Hitaherðandi efni, eins og nafnið gefur til kynna, vísar til efnis sem verður fyrir efnafræðilegri breytingu eftir upphitun að ákveðnu hitastigi og þvertengd netbygging myndast á milli sameindakeðjanna til að storkna og er ekki lengur hægt að mýkja það. Slík efni hafa almennt góðan vélrænan styrk og víddarstöðugleika og eru einnig mjög góð í hitaþol og einangrun. Þeir eru venjulega notaðir í senum sem krefjast hitavarðveislu, einangrunar, tæringarþols og háhitaþols.


  Einnig er hægt að skipta plasti í kristallað plast og ókristallað plast eftir kristöllun þeirra. Hér er engin skýr skilalína.


  Almennt eru fjölliður með kristöllun yfir 80% kallaðar kristallað plast. Það hefur skýrt bræðslumark og virðist hálfgagnsætt eða ógegnsætt. Vegna slétts yfirborðs þess er ekki auðvelt að gera yfirborðsmeðferð, svo sem baksturslakk, krómhúðun osfrv. Þessi tegund af plasti hefur mikla mótunarrýrnun, mikinn styrk og sterka efnaþol og er mikið notað á iðnaðarsviðum.


  Formlaust plast vísar til fjölliða með kristöllun undir 20%. Það hefur ekkert augljóst bræðslumark og er gegnsætt. Eiginleikar þess, kostir og gallar eru öfugt við eiginleika kristallaðs plasts og eru mikið notaðir í daglegu lífi.


2. Hvers vegna ætti að breyta plasti?


  Plast hefur kosti lágþéttleika, auðveldrar vinnslu og myndunar, tæringarþols, góðrar einangrunar, góðrar ljósgjafar og auðveldrar litunar og verðið er tiltölulega lágt. Hins vegar, samanborið við algeng málmefni, hefur plast lélega hitaþol og almennan vélrænan styrk og notkun þeirra á verkfræðisviði hefur ákveðnar takmarkanir.


  Til dæmis, algengt pólýprópýlen (PP), framúrskarandi vélrænni eiginleikar þess og góð hitaþol gera það mikið notað í bílainnréttingum og heimilistækjum. Hins vegar hefur þessi tegund af efni ókosti eins og lítil víddarnákvæmni, léleg veðurþol, ófullnægjandi stífni, léleg skreyting og samsetning og erfiðleikar við að líma og rafhúða, sem hefur mikil áhrif á framleiðslu og notkun vörunnar.

 

  Til dæmis, nælon (PA6 / PA66) sem oft er notað í lífinu hefur kosti seigleika, slitþols, olíu- og vatnsþols og hentar mjög vel til framleiðslu á rafeindahlutum (tengi), bílahlutum (kæliviftum) og pedalar. Hins vegar, vegna ófullnægjandi hörku og mýktarstuðuls, eru ákveðnar öryggishættur við notkun.


  Á þessum tíma urðu til breytt plastefni. Það er unnið og breytt á grundvelli almenns plasts og verkfræðiplasts með fyllingu, blöndun, styrkingu og öðrum aðferðum til að ná fram ýmsum eiginleikum plastvara. Það má segja að fyrir breytt plast sé sérhver plastögn háþróuð sérsniðin.


3. Hvernig á að breyta plasti?


  Við skulum skilja hvaða efni eru úr breyttu plasti.


Plastefni


  Trjákvoða er mikilvægasti hluti plasts. Það vísar til efnasambanda með mikla sameinda sem hefur ekki verið blandað ýmsum aukefnum, aðallega lágsameinda kolefni og vetni. Úr hráefnum eins og jarðolíu, jarðgasi og niðurbrotsafurðum úr kolum eru hásameindafjölliður, sem eru hreinsaðar og framleiddar með efnafræðilegum aðferðum, kallaðar tilbúnar plastefni, sem hafa oft betri afköst en náttúruleg plastefni.


Filler


  Til þess að bæta styrk og hitaþol plastsins, og bæta eiginleika þess og mótunarhæfni, bætum við venjulega fylliefni í plastið. Þar sem þessi efni eru almennt ódýrari en plast geta þau dregið úr kostnaði við breytt plast að vissu marki. Algeng lífræn fylliefni eru viðarmjöl, flís, pappír, efnistrefjar; og algeng ólífræn fylliefni eru glertrefjar, kolsvartur, koltrefjar og svo framvegis.


Önnur aukefni


  Hlutir breytts plasts, aðrir en kvoða og fylliefni, eru sameiginlega nefndir önnur aukefni. Algeng eru mýkiefni, sveiflujöfnun, litarefni, andoxunarefni og svo framvegis.


  Tökum mýkiefni sem dæmi. Mýkingarefni eru einnig kölluð mýkiefni, sem geta aukið mýkt og mýkt plasts, dregið úr stökkleika og gert vörur auðvelt að móta. Hins vegar, þar sem auðvelt er að fella út mýkiefnið í framleiðsluferlinu, mun það leiða til aukningar á vörugöllum og ekki er mælt með því að nota það í stórum stíl.


  Stöðugleikar eru vel þekktir til að koma í veg fyrir að plastefnið eyðileggist eða brotni niður af ljósi og hita við vinnslu og notkun. Litarefnið er til að auka litameistaraflokkinn, þannig að plastið hafi ýmsa liti. Andoxunarefnið á að koma í veg fyrir að plastið oxist og gulni við hitun.


Það eru þrjár algengar breytingaraðferðir:


 Bensín

 

 Aðferðin sem notuð er til að bæta stífleika, hörku, hitaþol og aðra eiginleika plastefna með því að nota mismunandi steinefnaduft í fylliefnið er kölluð fylling. Algengt talkúmduft (TD) er notað til að auka smurhæfni efnisins, eldþol, sýruþol og einangrun. Að auki hefur það hátt bræðslumark, óvirka efnafræðilega eiginleika, góða aðsogsgetu og auðvelda yfirborðsmeðferð.


auka

 

 Aðferðin sem notuð er til að bæta stífleika, styrk, hörku og hitaþol efnisins með því að bæta trefjaefnum í fylliefnið er kölluð styrking. Algengar eins og glertrefjar geta aukið einangrun og hitaþol efnisins. Á sama tíma mun tæringarþol og vélrænni styrkur efnisins einnig batna verulega. Það er þess virði að minnast á að of mikið af trefjum mun leiða til lélegs yfirborðs og minni lengingar við brot, þess vegna er nauðsynlegt að stjórna hlutfalli viðbótarinnar.


Blanda


  Leiðin til að breyta eðlisfræðilegum og vélrænum eiginleikum og vinnslueiginleikum fjölliðunnar með því að blanda mismunandi kvoða er kölluð blanda. Til dæmis, teygjanlega efnið EPDM, þegar það er blandað með brothættum efnum, geta teygjanlegar agnir í efninu á áhrifaríkan hátt tekið upp hluta af höggorkunni og þar með bætt seigleika fjölliðunnar til muna.


4. Breytt plastferli og kostnaður


  Tökum PP-efnið sem nefnt er hér að ofan sem dæmi. Pólýprópýlen (PP) hefur framúrskarandi vélræna eiginleika, en skortir stífleika og er erfitt að rafhúða. Þess vegna, fyrir bílastuðara, hitagrin og innri hurðarplötur í bílum, bæði útlit og fyrir vörur sem krefjast efnisseigju og stöðugleika, er hægt að blanda EPDM til að auka stífni þeirra. Að auki er 20% talkúm (TD) fyllt til að bæta stöðugleika efnisins og draga úr erfiðleikum við yfirborðsmeðferð.


PP → PP+EPDM+TD20


  Samkvæmt fyrri kynningu á breyttu plasti og breytingaaðferðum getum við skipt kostnaði við breytt efni í fjóra flokka: blandaðan plastefniskostnað, fylliefniskostnað, aukefnakostnað og vinnslukostnað. Almennt séð er plastefni meira en 50% af heildarþyngd plastsins, fylliefni og blöndunarefni eru minna en 40% af heildarþyngd og aukefni minna en 10% af heildarþyngd. Þetta mun einbeita sér að vinnslukostnaði.


  Vinnsluferlið á breyttu plasti er tiltölulega einfalt. Í fyrsta lagi er blandað plastefni (PP+EPDM), fylliefni (TD) og blandan sem þarf fyrir breytt plastið vigtuð og blandað. Þau eru brætt í tvískrúfu, pressuð í gegnum hliðarmatara og kæld til að verða lokaafurð. Mjótt stafnformið er skorið í köggla og sigtað. Eftir að hafa staðist skoðun er hægt að pakka því.


  Tökum kostnaðarsamsetningu PP breytts plasts sem dæmi:


  Efniskostnaður er heildarkostnaður við hráefni og hjálparefni og má fá heildarkostnað með því að greina hlutfall hvers efnis og reikna út verð. Hér er gert ráð fyrir að það sé 8.2 júan/kg.


  Framleiðslukostnaði má skipta í beinan kostnað og óbeinn kostnað.

Með beinum kostnaði er hér átt við beinan vinnuafl. Til hægðarauka fyrir útreikninginn tekur útreikningur á launakostnaði í töflunni hér að neðan einnig óbeinn launakostnað.


aðferð

Rekstraraðilar fyrir hverja línu

Einingaverð á vinnutíma (CNY/klst.)

Afkastageta á línu (KG/klst.)

Launakostnaður á hvert kíló

Blandið

0.5

25

800

0.084

Kreista út

1

25

Annað

1

30


  Með greiningu á tækniferlinu má sjá að um 0.5 rekstraraðila þarf í blöndunina og einnig þarf rekstraraðila í útpressunarferlið. Fyrir aðra tengla eins og skoðun og pökkun er líklega þörf á óbeinum rekstraraðila. Að því gefnu að framleiðslugeta hverrar línu sé 800 kg/klst. og einingaverð vinnustunda í eftirfarandi töflu sé útreikningsforsendan, er hægt að fá launakostnað sem 0.084 júan/kg.


  Óbeinn kostnaður felur í sér óbeinn vinnuafl, eldsneytisorku, úrgangshlutfall, pökkun, flutning og afskriftir. Úrgangshlutfall, pökkun og flutningur er breytilegur eftir flókið vöru, stærð, framleiðslusvæði og framleiðslulínuskipulagningu. Hér er dæmi til að greina eldsneytisafl og afskriftir.


Brennslukraftur

Meðalafli framleiðslulínu (KW)

Iðnaðarrafmagn (CNY/kw.h)

Afkastageta á línu (KG/klst.)

Orkunotkun á hvert kíló

360

0.5

800

0.22


  Með því að lesa nafnplötu framleiðslulínubúnaðarins og athuga rafmagnsmælirinn má vita að meðalafli framleiðslulínunnar er 360kw. Ef tekið er Guangzhou sem dæmi, er meðaltal iðnaðarrafmagnsverðs 0.5 Yuan/kwh, og fyrir framleiðslulínu með afkastagetu 800 kg/klst. er orkunotkun eininga 0.22 Yuan/kg.


gengislækkun


Upprunalegt gildi

Afskriftartími

Meðaltal mánaðarlegra afskrifta

Mánaðarleg framleiðsla (tonn)

Afskriftir á hvert kíló

Húsafskriftir (Eitt verkstæði)

6000000

20

250000

10000

0.056

Afskriftir búnaðar (ein lína)

1830000

10

15250

500


  Hér er einkum litið til tveggja þátta afskrifta húsa og afskrift búnaðar. Afskriftartímabilið fer eftir sérstökum aðstæðum hvers fyrirtækis. Almennt miðast afskriftir húsa við 20 ár og afskrift búnaðar sveiflast á 8-10 árum. Með eftirfarandi hefðbundnu gildum geturðu fengið afskriftargjald upp á 0.056 Yuan/kg.


Kostnaðaryfirlit & verð

Kostnaðarflokkur

Detail


einingarverð (CNY / kg)


Efniskostnaður

Hrá- og hjálparefnisgjald


8.2

85%

Framleiðslukostnaður

beinan kostnað

Bein vinna

0.084

Óbeinn kostnaður

Óbein vinna

Brennslukraftur

0.22

Höfnunarhlutfall

0.08

Pakki

0.11

Samgöngur

0.2

gengislækkun

0.056

Kostnaður tímabilsins

Rannsóknar- og þróunarkostnaður, stjórnunargjald, fjármagnskostnaður, sölugjald

0.45

5%

Hagnaður (meðaltal)



0.94

10%


  Hjá hefðbundnum plastfyrirtækjum getur framlegð þeirra að jafnaði verið um 15%. Þess vegna er kostnaðaruppbygging eins kílós af PP breyttu plasti nokkurn veginn eins og sýnt er í töflunni hér að ofan.


Senda