Productie-uitdagingen oplossen pellet voor pellet

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Industry Week. Gastblog door Phil Mintz, directeur van de North Carolina Manufacturing Extension Partnership (NCMEP) en uitvoerend directeur van NC State Industry Expansion Solutions (IES).

Hoe een non-profit organisatie een kunststoffabrikant hielp innoveren met gespecialiseerde apparatuur en technische expertise.

Microban, gevestigd in Huntersville, North Carolina, is een bedrijf gespecialiseerd in polymeren en textielen dat antimicrobiële en antifungale technologieën produceert.

Op het eerste gezicht is Microban's product relatief onverwacht: kleine, harde plastic pellets, elk ongeveer de grootte van een popcornkorrel, maar te vinden in meer dan 1.000 producten in 30 landen – architectuurvensterschermen, aanrechtbladen, badmatten, hondenschotels, sportkleding, sponsen, sandalen en kussens, om er een paar te noemen.

Een van de grootste productieuitdagingen van het bedrijf is dat elk product een nieuwe formulering van het materiaal vereist. Wanneer een van Microban's klanten een product fabriceert, voegt die klant Microban's eigen polymerpellets toe aan de eigen mix. De twee producten combineren in een gesmolten stroom vloeibaar plastic, en het eindproduct weerstoot microbiele opstapeling. Dit maakt producten op de consumentenmarkt hygiënischer en veiliger.

Het proces vereist dat Microban's polymeringenieurs en chemici nauw samenwerken met klanten om productsubstraten, prestatiekenmerken en productieprocessen te begrijpen om compatibiliteit met de klantenproducten te garanderen.

Een Kristalheldere Uitdaging

Onlangs werkte het bedrijf aan een nieuw mengsel en liep het tegen complicaties aan. In plaats van onzichtbaar te mengen in de kristalheldere polymer van de klant, brandde het mengsel tijdens het productieproces, wat resulteerde in een eindproduct gevlekt met zwarte deeltjes.

Microban nam contact op met het Polymers Center of Excellence (PCE) om hulp te krijgen bij het succesvol mengen van het mengsel in het product. PCE is een non-profit 501(c)6 organisatie wiens missie is om kennis te vergroten, technische ondersteuning te bieden en te helpen bij de ontwikkeling van opkomende technologieën in de kunststofindustrie. Het maakt deel uit van de North Carolina Manufacturing Extension Partnership, de officiële vertegenwoordiger van het MEP National Network in de staat.

De meeste klanten van PCE beschikken niet over compounderende extruders, noch over complete laboratoria of vormmachines. PCE kan een mengsel ontwikkelen, eerst in kleine hoeveelheden, dan in kleine partijen, dan in vrachtwagenafmetingen, en vervolgens teststaven en monsters vormen. PCE kan het mengsel testen met die testmonsters en de testresultaten produceren, allemaal onder één dak. PCE kan ook evalueren hoe een nieuw mengsel in een vorm zal vloeien met MoldEx 3D simulatiesoftware, en training bieden aan operators van de extrusie- of injectievormtechnici zodra het product mainstream gaat.

Microban had eigen testapparatuur, maar niet alles wat het nodig had. PCE kon toegang bieden tot de apparatuur en expertise die Microban nodig had voor het nieuwe mengsel. Microban's product vereiste drooginstallaties, compounderende extruders, en een hoge-precisie voeder om acceptabele resultaten te produceren. Dit proces werd verder ondersteund door PCE's in-house experts, die wisten hoe de specifieke mengsels op die extrusielijnen te maken.

Tom McHouell leidt het op compounderen gerichte Polymers Technology Center dat gehuisvest is binnen PCE. Ter herinnering aan de samenwerking: "we voerden enkele extra proeven uit en het materiaal presteerde veel beter," zei hij. "Het had een betere uitstraling."

Microban gebruikt nu PCE voor productiedoeleinden en om nieuwe antimicrobiële formules te evalueren en te troubleshooten.

"Het is niet alleen de apparatuur die voor ons beschikbaar is – het zijn de mensen die de apparatuur bedienen die echt het verschil maken," zei Burke Nelson, Microban's directeur van materialen engineering. "Ik leer elke keer dat ik er naartoe ga iets nieuws."

Microban ontwikkelt continu nieuwe producten voor klanten met de expert hulp van PCE, en "voor elke dollar die het bedrijf uitgeeft bij PCE, is de opbrengst tenminste tienvoudig in nieuw gegenereerd bedrijf," deelde Nelson.

Phil Mintz is de directeur van de North Carolina Manufacturing Extension Partnership (NCMEP) en de uitvoerende directeur van NC State Industry Expansion Solutions (IES).

NCMEP is de officiële vertegenwoordiger van het MEP National Network in North Carolina. Het MEP National Network is een uniek publiek-private partnerschap dat kleine en middelgrote fabrikanten helpt zakelijke resultaten te boeken en te bloeien in de hedendaagse technologie-gedreven economie. Het MEP National Network omvat het Manufacturing Extension Partnership van het National Institute of Standards and Technology (NIST MEP), de 51 MEP Centra in alle 50 staten en Puerto Rico.