Производство пенополиуретана: всё, что вы о нём не знали. Для мебели и для космических кораблей
Говоря о мебельной индустрии, мы чаще обращаемся к производству конечного продукта, чем к изготовлению сырья. А ведь от его характеристик напрямую зависит качество готовых изделий. Например, пенополиуретан. Этот пористый наполнитель из синтетических полимеров влияет на эксплуатационные характеристики не только мягкой мебели, но и более масштабных объектов.
Например, кабина космического корабля «Восток-1», поднявшего на своём борту Юрия Гагарина на околоземную орбиту, была обшита пенополиуретаном, который за пять лет до этого начали изготавливать в городе Рошаль Московской области. Материал используют в авиационной и смежных отраслях и поныне, однако основную массу продают именно мебельщикам. Поэтому производители выдерживают одинаковое качество материала для клиентов из всех ниш.
К слову, сегодня Рошальский химический комбинат входит в состав Группы компаний «ФомЛайн». А одно из восьми предприятий группы располагается в Красноярске. Мы посетили красноярское подразделение компании — ООО «Сибпласт», которое является одним из крупнейших производителей высококачественных эластичных пенополиуретанов на территории Сибири и Дальнего Востока и в этом году отпраздновало свой 20-летний юбилей. Там нам рассказали обо всех нюансах производства такого, казалось бы, обычного, а на деле очень непростого ППУ.
В зефирных облаках
Пожалуй, даже у искушённых производителей мебели посещение такого предприятия впервые может вызвать детский восторг, особенно при виде залежей пенополиуретановых кубов в огромном цехе. Гигантские «зефирки» пастельных тонов сложены в башни, а между ними деловито снуют погрузчики. Несмотря на внушительные размеры, кубы кажутся лёгкими, как мыльная пена. Однако сам процесс изготовления ППУ лёгким не назовёшь.
Наша экскурсия по заводу начинается с первого этапа производства: с отделений приёма, хранения и подготовки всех видов химического сырья. Именно в процессе химической реакции при смешивании специальных компонентов и образуется газонаполненный (вспененный) высокоэластичный материал — поролон. Чтобы добиться желаемого и стабильного результата, на предприятии строго соблюдают правила приёмки и хранения.
Исходя из производственного задания, технолог рассчитывает необходимое количество компонентов, которое будет израсходовано за один производственный цикл. А помогает ему в этом современное оборудование с «умными» датчиками.
«Весь процесс производства ППУ: от наличия достаточного количества исходного сырья и его температуры до плотности и геометрии получаемого блока ППУ, — автоматизирован и контролируется соответствующими приборами контроля с передачей данных в режиме реального времени на головной компьютер заливочной машины.
Это даёт возможность технологу управлять производственным процессом, задавая нужные программы для выпуска требуемых марок ЭППУ, и производить необходимые корректировки во время выпуска. Согласно заданной технологом рецептуре сырьевые компоненты с помощью высокоточных дозирующих насосов попадают из расходных ёмкостей в смесительную камеру заливочной машины.
Точность дозирования компонентов контролируется расходомерами и поддерживается компьютеризированной системой управления насосами», — уточнил сопровождающий нас генеральный директор ООО «Сибпласт» (ГК «ФомЛайн») Андрей Лопатин.
Рецептов в арсенале технологов масса, потому что мебельщикам нужны самые разные типы материала: от сверхмягкой пены до материала повышенной жёсткости.
Ранее практически все компоненты закупали в Европе, поэтому в 2022 году производителям ЭППУ пришлось в срочном порядке перестраивать свою работу. Однако для красноярского завода (и для группы компаний в целом) ситуация не стала столь экстренной — помог опыт 2020 года.
«Тогда в период высокого спроса из-за перераспределения трат (ремонт вместо туризма) нам пришлось искать и находить новые решения, использовать как альтернативные сырьевые компоненты, так и запасные каналы их доставки. В результате к моменту, когда проблемы с отгрузками сырья возникли из-за изменений в международной политике, заводы группы компаний уже были готовы к этому», — уточнил Андрей Лопатин.
Итак, всё сырьё подготовлено — можно подавать состав на машину вспенивания.
Формирование блоков
Центральный объект на этом участке — машина вспенивания, которая, по сути, производит все виды ЭППУ, известные миру на сегодняшний момент. Пусть ей уже 20 лет, но за это время она претерпела не одну модернизацию. На неё устанавливали дополнительные датчики и потоки, оборудовали смесительной камерой и другими устройствами, необходимыми для повышения производительности и качества продукции.
Из смесительной камеры жидкая смесь поступает на конвейер, где начинает расти буквально за считаные минуты. Через 2‒3 метра она приобретает губчатую структуру и увеличивается в объёмах. Чтобы контролировать её рост в высоту, используют прижимные маты — они придавливают пену сверху. Окончательную блочную форму пенополиуретан получает на вертикальном отрезном станке.
До начала модернизации предприятие оперировало так называемыми «короткими» блоками. То есть бесконечный блок ППУ, выпускаемый на заливочной машине, резался на блоки заданных размеров — «коротыши». Однако на завод поступила новая испанская линия, которая позволит выпускать блоки длиной до 30 метров.
Такая модернизация — закономерный шаг в нынешних условиях, поясняют нам специалисты. Во-первых, благодаря выпуску длинных заготовок сократится время выполнения заказа.
«У пены есть определённый срок вызревания. В зависимости от марки он составляет от четырёх до шести дней. То есть те кубы, которые мы видели на конвейере, отправляются на склад, где хранятся положенный срок до готовности. Однако клиенты не всегда могут ждать, пока продукт в буквальном смысле созреет.
Производство длинных блоков позволит нам формировать запас ППУ наиболее популярных марок. 30-метровые вызревшие блоки будут храниться в ячейках, и по заказу клиента мы будем их нарезать под требуемый формат», — поделился планами гендиректор завода.
Во-вторых, такая модернизация сократит количество отходов. Это не только экологический тренд, но и важный момент с точки зрения экономики предприятия.
«После завершения работ по модернизации и перехода на выпуск длинных блоков у нас добавится резка длинного блока на «непрерывное» полотно толщиной от 1,5 до 30 мм. Срезаемое полотно сразу будет скручиваться в рулон требуемой величины. При необходимости объём рулона впоследствии может быть уменьшен в 2‒2,5 раза при помощи вакуумирования», — поясняет Андрей Лопатин.
Делай, что должен
Вызревшие блоки пенополиуретана поступают в отделение резки. Здесь с них срезают внешний слой — так называемую кору, а затем вырезают изделия нужной формы. Для этого используют карусельные станки, станки фигурной или рулонной резки — в зависимости от того, какой продукт хочет получить заказчик.
Андрей Лопатин рассказывает, что некоторые крупные клиенты предпочитают получать полуфабрикат в виде блоков и выполнять резку на своём производстве. Такой подход имеет свои достоинства и недостатки. С одной стороны, производитель мебели может получить в точности тот продукт, который ему нужен для конкретного изделия. Есть возможность экспериментировать с размерами или формой, если необходимость имеется. А с другой стороны, существуют и риски.
«Чтобы использовать оборудование для резки, нужны дополнительные производственные площади, нужно найти оборудование, которое в нынешних условиях можно доставить и обслуживать. А главное, нужны квалифицированные сотрудники, и их найти сегодня, быть может, ещё сложнее, чем машины. Пока на рынке не появилось оборудование для профильной резки, которое бы исключало человеческий фактор. Всё-таки каждый должен заниматься своим делом», — убеждён Андрей Лопатин.
Если заказчик получает пенополиуретан, раскроенный специалистами, у него появляется готовая деталь сложного контура, которую сразу может использовать при сборке изделия без дальнейшей переработки. Опять же, это касается не одной только мебельной отрасли. Например, специалисты красноярского завода с помощью контурных станков с ЧПУ могут вырезать из пенополистерола изделия прямоугольной, цилиндрической и любой другой произвольной формы. Нам продемонстрировали конусы, предназначенные для поглощения лишних шумов.
Также с помощью контурной резки на поверхности заготовок для матрасов можно создавать зоны различной жёсткости. Это позволяет добиваться оптимальной адаптации матраса к естественным изгибам тела человека.
К тому же готовые решения позволят избежать дополнительных затрат: если клиент захочет выполнить резку самостоятельно, ему стоит помнить, что стоимость конечной продукции вырастет на 3‒5% за счёт дополнительных расходов на техническое оснащение предприятие и содержание персонала.
Как доставить облако?
ППУ достаточно лёгкий, но объёмный. Соответственно, доставка изделий из этого материала в перерасчёте на килограмм продукции обходится недёшево. Чтобы логистика была выгодной для компании и, соответственно, для потребителя, каждый из заводов группы закрывает свою географическую нишу. Андрей Лопатин демонтирует нам это на карте, которая висит в холле красноярского предприятия:
«Российские заводы расположены в Московской и Ленинградской областях, Ставропольском крае, Пензенской области, в Красноярском крае. Логистика даёт существенное удорожание нашей продукции, поэтому такое расположение позволяет нам обеспечивать заказчиков в центральной части страны, на юге и севере России. В Сибири и на Дальнем Востоке потребности клиентов закрывает наше предприятие в Красноярске».
Однако не одними лишь географическими решениями производители ППУ оптимизируют затраты на транспортировку. Результатов добиваются и благодаря специальной машине, прессу, способному сжимать 4‒6 блоков пенополиуретана в одну упаковку.
С просьбой упаковывать продукцию поплотнее заказчики обращались к производителю и раньше. Но для этого, во-первых, не было необходимого оборудования, а во-вторых, не каждое изделие из ППУ можно подвергать сильному сжатию. Например, некоторые марки полиуретана утрачивают свои физико-механические свойства и плохо восстанавливают форму, так что в погоне за экономией можно получить деформированный продукт. Но опытные специалисты точно знают, где такой метод хранения и доставки пойдёт на пользу.
«В процессе модернизации производства мы ввели в действие новое оборудование для сжатия блоков. С помощью пресса сжимается каждый блок отдельно, ему придают форму ролика. Такая упаковка позволяет значительно сократить расходы на логистику, даёт более гибкий подход в планировании и загрузке транспорта. Процесс упаковки на заводе полностью автоматизирован.
Ещё год назад на этом участке работали пять-шесть человек, а сегодня всего трое. Процессы склейки и спайки упаковки выполняются автоматически, как и взвешивание продукции. Данные о весе попадают в цифровую систему учёта и отображаются на штрих-коде, который наклеивают на упаковку. После этого изделие отправляется по конвейеру на склад готовой продукции», — рассказывает гендиректор завода.
Паспорт для матраса
К слову, если вернуться к теме кадров, которую мы затронули выше, то именно в упаковочном цехе мы заметили больше всего представительниц прекрасного пола.
«Какое-то время назад на этом участке у нас работали только женщины. Так вышло, что мужчины не выдерживали этот темп: весь день стоять за ручным упаковочным станком и быстро производить одну и ту же монотонную работу, — а женщины легко справлялись с потоком. Но вскоре и автоматизированная линия появилась, и многие женщины перешли на те места работы, где меньше смен, чтобы посвящать больше времени семьям. Но в целом у нас очень разнообразная команда, есть и женщины, и мужчины, и все из разных поколений», — рассказал Андрей Лопатин.
Автоматизация в первую очередь привела к появлению штрих-кодов для блоков ППУ. Они — как паспорт для человека, в них содержатся все данные об этом продукте: марка, вес, высота, ширина, плотность, жёсткость и другие параметры. Такая система позволяет оптимизировать процессы хранения и транспортировки пенополиуретана. Так, в стеллажах продукцию раскладывают по номенклатуре: например, в одном фрейме лежат блоки 22 марки 10 размера, а рядом — той же марки, но размера 20.
«Поставки для клиентов собирают в зоне приёмки, где происходит формирование фреймов для конкретных заказов. Это позволяет избежать пересорта или недостачи. Для контроля на участке погрузки установлены камеры. Если вдруг клиент задаёт вопрос по содержанию поставки, то мы всегда можем выяснить, на каком этапе возник сбой», — поясняет Андрей Лопатин.
Даже процесс загрузки готовых роликов в машину был оптимизирован таким образом, чтобы рабочий процесс происходил максимально быстро и чтобы сотрудникам было комфортнее работать даже в непростых сибирских условиях.
«Конвейер, по которому поступают готовые упаковки, трансформируемый: может вытягиваться по длине, его можно передвигать, хотя чаще всего такие «ленты» статичны и раскладываются на одну длину. При таком раскладе грузчикам приходится работать, по сути, снаружи склада, принимая товар, занимаясь тяжёлым физическим трудом. Зимой в условиях в Сибири, когда температура может быть -30, -40, это очень тяжело. А наше чудо техники позволяет машине подъехать максимально близко таким образом, что работник, по сути, находится в помещении», — добавил эксперт.
Не останавливаться в модернизации
Опытные специалисты, знающие своё дело, никогда не заканчивают доработки и улучшения — те происходят постоянно и непрерывно. Однако профессионалы также всегда осознают, когда следует делегировать работу более компетентным в каких-то вопросах коллегам. Такая профильная объективность идёт только на пользу клиенту.
«Конечно, мы стараемся расширяться, увеличивать и объёмы производства, и номенклатуру. Но чем больше мы вводим дополнительных марок продукции, у каждой из которых своя рецептура, тем сложнее управлять производственными процессами. Например, сейчас мы ведём переговоры с клиентом, который хочет получать блоки ППУ чёрного цвета.
Для этого нам нужно на этапе смешивания компонентов внести туда определённые добавки. Это означает, что к нашей машине вспенивания нужно подключить дополнительное насосное оборудование, установить ёмкости под новые компоненты.
В подобных ситуациях мы просчитываем экономику, и в некоторых случаях оказывается, что проще привезти продукцию с другого нашего завода, где все эти процессы уже отлажены, чем запускать их с нуля на нашей площадке. Важно понимать, какое направление действительно перспективно с точки зрения географии рынка и запросов клиентов», — подводит итог руководитель ООО «Сибпласт».
Текст: Мария Кармакова.
Фото: Анастасия Иванова
