تستخدم ماكينات الألياف الحديثة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) الآن تقنية التكتل القائمة على الاحتكاك، التي تقلل من الحاجة إلى الطاقة الحرارية. بدلاً من الاعتماد على مصادر حرارة خارجية، تستخدم هذه الأنظمة القوة الميكانيكية لضغط رقائق البولي إيثيلين تيرفثالات معًا. ويتولد من هذه العملية حرارة خاصة بها من خلال اصطدامات منضبطة بين جزيئات البوليمر، وبالتالي لا توجد حاجة لمكونات تسخين منفصلة أثناء مرحلة الضغط. كما تأتي هذه الماكينات مزودة بمحركات متغيرة السرعة تقوم بتعديل المدخلات الميكانيكية وفقًا لما يتم اكتشافه في تغذية المادة. ويساعد ذلك في تجنب هدر الطاقة عند التحول بين دفعات مختلفة من المواد. بشكل عام، توفر هذه الطريقة حوالي 30 إلى 35 بالمئة من فواتير الكهرباء مقارنة بالتقنيات القديمة للتسخين. بالنسبة لعملية متوسطة الحجم، فإن هذا يعادل تقريبًا نحو سبعمائة وأربعين ألف دولار يتم توفيرها سنويًا في تكاليف الطاقة وفقًا لبحث بونيمون لعام 2023.
تتيح أنظمة إعادة تدوير البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) المعيارية للمصنّعين إقامة نظام بالحجم المناسب لاحتياجاتهم الحالية، ثم التوسّع لاحقًا مع نمو الأعمال. كما توفر الشركات المال لأن هذه الأنظمة المعيارية تقلل عادةً التكاليف الأولية بنسبة تتراوح بين 40 و60 بالمئة مقارنة بشراء نظام كبير دفعة واحدة. والأجزاء القياسية الخاصة بالآليات وأجهزة التحكم وعمليات البثق تعني إمكانية عمل المعدات القديمة مع المعدات الجديدة، ما يوفّر على الشركات نحو 70% من تكاليف الدمج عند تحديث التقنية. والأفضل من ذلك؟ عندما يحين وقت تحسين العمليات، لا حاجة لاستبدال خطوط الإنتاج بالكامل. بل يقوم المصنعون فقط بإضافة المكونات المحددة حيثما يلزم. وهذا يعني أن المصانع تظل تعمل بشكل طبيعي في معظم الأوقات، وتُنفَّذ عمليات التحسين خلال فترات الصيانة العادية بدلًا من التسبب في إيقافات مكلفة.
تأتي ماكينات ألياف البولي إيثيلين تيرفثاليت (PET) اليوم مزودة بأنظمة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC) التي تتابع عوامل مثل درجة الحرارة، ولزوجة المادة، والضغط أثناء دفعها خلال العملية. يمكن لهذه الوحدات الذكية تعديل الإعدادات في جزء من الثانية لضمان بقاء جميع العوامل مثالية أثناء المعالجة. لم يعد هناك حاجة إلى قيام العمال بمراقبة وتعديل هذه العوامل يدويًا بشكل مستمر، حتى عندما لا تكون المواد الخام متسقة تمامًا من دفعة إلى أخرى. ارتفعت سرعات الإنتاج بنسبة تتراوح بين 18 و23 بالمئة بشكل عام، ونلاحظ الآن عددًا من مشكلات الجودة يقل بنحو النصف مقارنة بما كان عليه الوضع عند استخدام الآلات القديمة. ولكن الشيء الأهم هو أن هذه الأنظمة المغلقة تمنع فساد الدُفعات تمامًا وتقلل من هدر المواد كلما تم التحول بين درجات منتجات مختلفة.
يمكن لآلات ألياف البوليستر الحديثة تقليل معدلات الهالك إلى أقل من 2.1٪، وهي نسبة أقل بنسبة ثلث تقريبًا مقارنة بما تشهده معظم المصانع عادةً عند حوالي 6.8٪. خذ على سبيل المثال منشأة متوسطة الحجم تعالج نحو 10 أطنان من مادة البوليستر يوميًا، فإن تخفيض هذه النسبة بنحو 5٪ يعني توفير مئات الأطنان من الراتنج كل عام. نحن نتحدث عن وفرة تصل إلى حوالي 200,000 دولار على المواد، بالإضافة إلى التوفير في التكاليف التي كانت ستُنفق على إدارة النفايات والمشاكل المرتبطة بها. ما الذي يجعل ذلك ممكنًا؟ حسنًا، تقوم هذه الأنظمة برصد اللزوجة أثناء التشغيل وتعديل إعدادات البثق تلقائيًا. وهذا يحافظ على عملية التبلور ضمن المستوى المطلوب، وبالتالي تقل العيوب في المنتج النهائي التي كانت ستصبح في النهاية مواد هالك.
تأتي ماكينات الألياف الذكية من نوع PET مزودة بروبوتات لتولي عملية معالجة المواد، وتحتوي على أنظمة بثق ذاتية التعديل، ما يعني الحاجة إلى عدد أقل من العمال لتشغيلها. معظم خطوط الإنتاج هذه الأيام تحتاج فقط إلى عامل أو عاملين لكل وردية، مقارنة بالماضي عندما كان المعتاد توظيف 4 إلى 5 عمال. وهذا يقلل من تكاليف العمالة بنسبة تتراوح بين 60 و70 في المئة. وتتراكم الساعات المُوفَّرة لتصل إلى نحو 320 ساعة أسبوعيًا يمكن توجيهها إلى أمور أفضل مثل صيانة المعدات بشكل دقيق والتحقق من جودة المنتج. وعندما تتولى الآلات تلك الضوابط الدقيقة للحرارة والضغط التي كانت سابقًا تعتمد على الحكم البشري، تصبح جميع العمليات أكثر اتساقًا بكثير. بالإضافة إلى ذلك، تقل الحاجة إلى العمل الإضافي في ساعات متأخرة من الليل أو في عطلات نهاية الأسبوع، مما يساعد حقًا في خفض التكاليف خلال تلك الفترات الطويلة التي تعمل فيها المصنع دون توقف يومًا بعد يوم.
تحتوي أجهزة الاستشعار الخاصة بالإنترنت للأشياء (IoT) المدمجة مباشرة في الآلات على وظيفة تتبع اهتزازات المحركات، ومراقبة التغيرات في درجات الحرارة عبر الأسطح، والتحقق من الانحرافات في أبعاد البثق لاكتشاف علامات التآكل قبل أن تصبح مشكلة. بفضل هذا النوع من التنبؤ، تدوم الآلات لفترة أطول بكثير بين الأعطال. فما كان يتعطل كل 400 ساعة يعمل الآن بسلاسة لمدة حوالي 1,680 ساعة بدلاً من ذلك، أي ما يعادل أربع مرات تقريبًا مقارنة بما كان عليه الوضع سابقًا. وعند الحاجة إلى الصيانة، تنخفض فترة التوقف عن العمل بنسبة ثلاثة أرباع على الأقل، مما يوفر للشركات نحو ثماني آلاف دولار أمريكي لكل ساعة يتم تجنب فقدان الإنتاج فيها. كما تقوم الخوارزميات الذكية فعليًا بجدولة توقيت استبدال القطع، بحيث يستطيع الفنيون إجراء العمل خلال الفترات المقررة للصيانة الدورية بدلًا من التسرع في إجراء الإصلاحات عند حدوث عطل غير متوقع. ويقلل هذا النهج من تكاليف إصلاحات الطوارئ بنحو ثلثي التكلفة، ويجعل المعدات عمومًا أكثر دوامًا على المدى الطويل.
