Maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych – szanse i wyzwania

Maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych – szanse wyzwania Adobe Stock – Aleksei

Kondycja całej branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, mimo mocno niesprzyjających okoliczności, wygląda całkiem dobrze. Korzystają na tym też producenci maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie polimerów, którzy z jednej strony mogą liczyć na zadowalający popyt, a z drugiej – wprowadzają nowe, często innowacyjne rozwiązania.

Końcówka ubiegłego roku była bardzo obiecująca z perspektywy większości branż przemysłowych – zarówno w skali globalnej, jak i na Starym Kontynencie. Wszystkie najważniejsze segmenty rynku (z wyjątkiem branży elektrycznej i elektronicznej) zwiększyły swoją produkcję, choć do poziomów produkcji sprzed pandemii jeszcze sporo brakuje.

Najwyższe tempo wzrostu wykazał przemysł motoryzacyjny, dzięki lepszej dostępności mikroprocesorów. Poziom produkcji wciąż był jednak o ponad 19% niższy od poziomu sprzed kryzysu (IV kwartał 2019). Niska podaż mikroprocesorów nie ulegnie znaczącej poprawie przez cały obecny rok i nadal będzie opóźniać proces naprawy europejskiego przemysłu motoryzacyjnego.

Europejski przemysł tworzyw sztuczny wobec pandemii

Pandemia COVID-19 i będące jej następstwem bezprecedensowe zakłócenia łańcucha dostaw spowodowały niespotykane dotąd utrudnienia. Nie pozostały też obojętne dla branży producentów maszyn do przetwórstwa tworzyw sztucznych. W konsekwencji kryzysu cały europejski łańcuch wartości branży tworzyw sztucznych (w którego skład wchodzą producenci, przetwórcy, recyklerzy tworzyw sztucznych, a także producenci maszyn i urządzeń) odnotował zarówno spadki produkcji, jak i popytu na swoje produkty. Mimo to branża była w stanie utrzymać wysoki poziom zatrudnienia.

wykres eksport import branży przetwórstwa tworzyw sztucznych UE
Główni partnerzy branży przetwórstwa tworzyw sztucznych UE

Europejski przemysł tworzyw sztucznych – mimo bardzo trudnych, a także nieprzewidywalnych warunków i okoliczności w 2020 r. – stosunkowo szybko zaadaptował się do nowej sytuacji i kontynuował dostarczanie różnych rozwiązań. Paradoksalnie, firmy, które były w stanie szybko przezbroić swoje linie produkcyjne, sporo zyskały w czasie pandemii. Duża zasługa w tym rosnącego popytu m.in. na przyłbice, rękawiczki i kombinezony ochronne, różnego rodzaju opakowania oraz pojemniki i worki.

Jednocześnie gigantyczny wzrost zapotrzebowania na środki ochrony indywidualnej i sprzęt medyczny spowodował dynamicznie rosnący popyt na wtryskarki do tworzyw sztucznych. Kolejnym następstwem okresu covidowego było znaczne przyspieszenie wdrażania zautomatyzowanych rozwiązań – z naciskiem na skrócenie czasu cyklu produkcyjnego i zwiększenie wydajności.

Zakłócenia w łańcuchach dostaw skłoniło wielu producentów do zmiany podejścia do tego tematu. Przedsiębiorstwa zaczynają rozważać zmianę lokalizacji swoich zakładów produkcyjnych czy wyboru dostawców. Wszystkie te zmiany są istotnym impulsem dla całej branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, w tym producentów maszyn i urządzeń wykorzystywanych w tych procesach.

bilans handlu branży przetwórstwa tworzyw sztucznych UE
Bilans handlu branży przetwórstwa tworzywsztucznych UE z państwamispoza UE (mld euro)

Wtryskarki na fali wzrostowej

Formowanie wtryskowe jest jedną z najczęściej wykorzystywanych metod w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych. Dzięki temu, że pozwala uzyskać produkty o praktycznie dowolnym kształcie, sięgają po nią producenci z bardzo różnorodnych branż – od producentów zabawek, sprzętu medycznego, aż po branżę motoryzacyjną i lotniczą. Dlatego też wykorzystywane w tych procesach wtryskarki (których zadaniem jest wtłoczenie masy tworzywa sztucznego do odpowiedniej formy) znajdują się obecnie na czele maszyn, po które sięga branża przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Zgodnie z raportem Research and Markets („Injection Molding Machine Market Size, Share & Trends Analysis Report, 2021–2028”) wielkość rynku wtryskarek do tworzyw sztucznych szacowana jest na 8,9 mld USD w 2020 r. Ma natomiast osiągnąć 10,6 mld USD do 2025 r. (przy średniorocznym wzroście na poziomie 2,74% w latach 2020–2025) i nawet 20 mld USD do 2028 r.

Liderami produkcji wtryskarek pozostają kraje z regionu APAC, głównie Chiny i Indie. Kolejne w tym rankingu są Stany Zjednoczone i Europa. Jeśli chodzi o rynek europejski, niekwestionowanym liderem są Niemcy, które odpowiadały za 35,1% przychodów tej branży. Nasi zachodni sąsiedzi swoją dominującą pozycję zawdzięczają obecności zaawansowanej infrastruktury i technologii, licznym inicjatywom i obiektom badawczo-rozwojowym, a także wysoce wykwalifikowanej sile roboczej.

W kierunku wtryskarek elektrycznych i wielkotonażowych

W ostatnich kilku latach najszybciej rośnie zapotrzebowanie na wtryskarki elektryczne, które przyczyniają się do mniejszego zużycia energii. Oszczędzają nawet do 50–70% energii w porównaniu z konwencjonalnymi maszynami hydraulicznymi. Rosnąca świadomość ekologiczna wśród coraz większej liczby producentów powinna ten trend nie tylko utrzymać, ale jeszcze go zdynamizować.

Do innych zalet elektrycznych wtryskarek należą zwiększona precyzja, większa powtarzalność, niskie koszty utrzymania bez konieczności czyszczenia oleju, niższy poziom hałasu oraz lepsze wartości przyspieszenia i stosunkowo duża prędkość procesu (dzięki dynamicznym serwomotorom). Wtryskarki z całkowicie elektrycznym napędem przewyższają hydrauliczne maszyny pod względem wydajności, niezawodności, oszczędności kosztów, oszczędności czasu cyklu i ponownego wykorzystania. W całkowicie elektrycznych wtryskarkach nie występuje ryzyko wycieku lub zaparowania płynu, które zmniejsza możliwość zanieczyszczenia materiału i powierzchni.
 
Ze względu na bardziej zaawansowaną technologię wtryskarek całkowicie elektrycznych początkowe koszty inwestycji są wysokie. W przypadku awarii silnika trzeba się spodziewać większych kosztów naprawy, co może się przekładać na wysokie koszty utrzymania.

Wzrost popularności elektrycznych wtryskarek nie oznacza jednak, że pozostałe maszyny przestają się już liczyć. W 2020 r. segment wtryskarek z hydraulicznym napędem stanowił 45,2% całego rynku. I nawet jeśli w najbliższej przyszłości będzie on sukcesywnie malał, to jeszcze przez długie lata tego typu wtryskarki będą ważną częścią na rynku wtryskarek do tworzyw sztucznych. Po wtryskarki hydrauliczne wciąż bowiem chętnie sięgają przedsiębiorstwa z takich branż, jak motoryzacyjna, morska, obronna i lotnicza, w których wytwarza się duże, ciężkie i złożone części.

Ostatnie lata to także rozwój kilku innych technologii, które wiążą się z procesem formowania tworzyw sztucznych. Wśród nich można wyróżnić m.in. formowanie wtryskowe wspomagane gazem (GIT), formowanie wtryskowe pianki i formowanie wtryskowe wieloskładnikowe.

Na rynku zauważalny jest również wzrost zapotrzebowania na wielkotonażowe wtryskarki do tworzyw sztucznych, które są wykorzystywane do wytwarzania dużych części formowanych – głównie do motoryzacji i na potrzeby różnych innych zastosowań przemysłowych. Wcześniej zapotrzebowanie na wtryskarki do tworzyw sztucznych nie przekraczało zakresu 400 t. Z biegiem lat popyt się jednak zmienił.

Obecnie istnieje duże zapotrzebowanie na części o dużych gabarytach. Zwiększyła się zdolność producentów wtryskarek do zbudowania dużej, ale jednocześnie energooszczędnej maszyny. Według Stowarzyszenia Przemysłu Tworzyw Sztucznych (Plastics Industry Association) sprzedaż tego typu dużych maszyn rośnie szybciej niż maszyn małych.

Sektor medyczny i motoryzacja motorem napędowym branży maszyn do przetwórstwa tworzyw sztucznych

Rynek wtryskarek do tworzyw sztucznych jest napędzany głównie przez rosnące zapotrzebowanie na te maszyny w takich branżach, jak motoryzacja, dobra konsumpcyjne, opakowania, opieka zdrowotna oraz elektryka i elektronika. Duży udział w rosnącym popycie mają także szybko rozwijające się gospodarki, takie jak Chiny, Indie i Tajlandia, w których rośnie zapotrzebowanie na wiele produktów wytwarzanych z tworzyw sztucznych. Region Azji i Pacyfiku jest największym rynkiem zbytu wtryskarek do tworzyw sztucznych, przy czym Chiny w dalszym ciągu mają największy potencjał rozwoju.

Europa jest drugim co do wielkości rynkiem wtryskarek do tworzyw sztucznych na świecie. Kluczowe kraje w regionie to Niemcy, Francja, Wielka Brytania, Włochy i Hiszpania. Europa zawsze była głównym rynkiem wtryskarek do tworzyw sztucznych ze względu na obecność w tym regionie rozwiniętego sektora motoryzacyjnego. Rynek ten rozwija się coraz bardziej ze względu na duże zapotrzebowanie na formy z tworzyw sztucznych w pojazdach elektrycznych. Kluczowe kraje, takie jak Niemcy i Włochy, cały czas wykazują duży popyt na wtryskarki do tworzyw sztucznych. Prawdopodobnie utrzyma się on w najbliższej przyszłości.

Przewiduje się, że rosnące zapotrzebowanie na lekkie i złożone komponenty w przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym w najbliższych latach będzie dalszym motorem napędowym zmian w przetwórstwie tworzyw sztucznych. W branży motoryzacyjnej coraz bardziej widać trend odchodzenia od części metalowych właśnie na rzecz podzespołów wykonanych z tworzyw sztucznych.
Maszyny do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych są wykorzystywane głównie do produkcji części samochodowych, takich jak elementy zewnętrzne i wewnętrzne, elementy pod maską i elementy filtrów. Oczekuje się, że mocna tendencja w kierunku wykorzystaniu tworzyw sztucznych zamiast żelaza i stali w przemyśle motoryzacyjnym będzie napędzać rynek wtryskarek do tworzyw sztucznych co najmniej do połowy obecnej dekady.

Wynika to z tego, że restrykcyjne przepisy zmuszają producentów samochodów do używania tworzyw sztucznych, zamiast innych materiałów. Szybki wzrost gospodarczy, a do tego rosnąca populacja klasy średniej w gospodarkach wschodzących doprowadziły do wzrostu produkcji i sprzedaży pojazdów. A to z kolei zwiększa popyt na wtryskarki do tworzyw sztucznych.

Mikrowtryskarki

Jeszcze szybciej niż rynek wtryskarek w najbliższych latach będzie się rozwijał rynek mikrowtryskarek. Zgodnie z przewidywaniami w najbliższych 5 latach dominować będą mikrowtryskarki o sile docisku rzędu 30–40 t. Najszybciej jednak będzie rósł rynek mikrowtryskarek o sile do 10 t. Popyt na tego typu maszyny będzie napędzany głównie przez rosnące potrzeby związane z mikroformowaniem części z tworzyw sztucznych w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym i medycznym.

Według wspomnianego wyżej raportu globalny rynek mikrowtryskarek w 2021 r. był wart 381 mln USD. Natomiast już w 2026 r. jego wartość wyniesie ok. 609 mln USD, co oznacza, że każdego roku będzie rósł średnio o 9,8%.

W latach 2021–2026 największy popyt na mikrowtryskarki będzie pochodził z sektora medycznego. W głównej mierze wynika to z postępu technologicznego w tej branży, który wpływa na wzrost zapotrzebowania na mikroczęści w procesach medycznych.

Niepokoje i zagrożenia sektora przetwórstwa tworzyw sztucznych

W najbliższej przyszłości na branżę przetwórstwa tworzyw sztucznych wpływać będzie przede wszystkim wojna w Ukrainie, a także nałożone w jej następstwie sankcje na Rosję i Białoruś. Sankcje te utrudniają handel z Rosją, co będzie negatywnie wpływać na całą gospodarkę i produkcję przemysłową w Europie. 
W 2021 r. na Rosję, Ukrainę i Białoruś przypadało łącznie 2,6% wszystkich tworzyw sztucznych w formach podstawowych wyeksportowanych poza Unię Europejską. Wartość ta pokazuje, że wymienione 3 kraje nie mają olbrzymiego znaczenia dla europejskich producentów tworzyw sztucznych. Skutki ograniczonego handlu w dłuższej perspektywie mogą być jednak negatywne także dla firm z UE.

Zdaniem Niemieckiego Stowarzyszenia Przemysłu Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych (Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie – GKV) powodem do niepokoju są różne opóźnienia w dostawach, a także wynikające z nich przestoje w realizacji zamówień – zwłaszcza w przypadku dostawców motoryzacyjnych. Zdaniem GKV poważnym problemem będzie z pewnością drastyczny wzrost cen niezbędnych surowców i energii.

Tagi artykułu

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę