Az eldobható papírtálcák ma már gyakori cikkek az élelmiszer-szolgáltatásban, a kiskereskedelmi csomagolásban és a gyári szállításban. A sok ma készült forma között a nyolc-oldalas tálca különleges helyet foglal el. Egyensúlyban van az erős felépítéssel, a jó anyaghasználattal és a szép megjelenéssel. Tehát tudva, hogyan annyolcszögletű papírtálca-formázó gépA lapos kartonpapír kész tálcává alakítása pontos mechanikai lépések sorozatát jelenti. És minden lépés az előtte lévőtől függ.
Tehát ez a cikk megvizsgálja ezeknek a gépeknek a fő működési módját, az egyes szakaszok mögött meghúzódó mérnöki okokat, és azt, hogy miért kell a nyolc-oldalas alakzat gondosabb munkát végezni, mint az egyszerűbb téglalap alakzatok.
Mitől mechanikailag megkülönböztethetők a nyolcszögletű tálcák
Mielőtt belevágna a gépek üzemeltetésébe, segít megérteni, miért számít a nyolc{0}}oldalas geometria gyártási szempontból. Egy téglalaphoz négy sarokhajtás szükséges. Egy nyolcszöghöz nyolc hajtási vonal szükséges, amelyek közül négy átlósan vágja a sarkokat. Ezek az átlós gyűrődések összetett hajlítási feszültségeket hoznak létre, amelyek eltérően lépnek kölcsönhatásba a kartonpapír hordozóanyag szemcseirányával.
A BioResources-ban a kartontálcás présformázásban az üres hajtogatások szabályozásával kapcsolatos kutatások szerint a gyűrődési minta kialakítása nagyon fontos tényező. Tehát közvetlenül befolyásolja a sarok alakját és az anyagcsomagolást. Ha az átlós gyűrődések rossz helyen vannak, vagy nem pontoznak eléggé, akkor a blank a helyes úton küzd a behajtás ellen. Így ez rossz sarkokat, egyenetlen falmagasságot vagy felületi repedéseket okoz a feszültségi pontokon. Tehát a nyolcszögletű papírtálca-formázó gépnek gondosabb üres előkészítési szakaszra van szüksége, mint a szabványos téglalap alakú gépeknél.
Első szakasz: Anyagetetés és üres regisztráció
A gyártási ciklus akkor kezdődik, amikor egy köteg előre-vágott vagy tekercsben-adagolt kartonpapír kerül a gép adagolórendszerébe. A lapos nyersdarabokat -, amelyeket már nyolcszögletűre vágtak, előre-bevágott hajtási vonalakkal -, levesszük a kötegből, és áthelyezzük az alakító állomásra. Ez tapadókorongokkal, súrlódó görgőkkel vagy mechanikus megfogókkal történik, a gép kialakításától függően.
Tehát ebben a szakaszban a pontos üres regisztráció kötelező. Bármilyen eltérés a nyersdarab és az alakító forma között minden későbbi lépésben problémákat okoz. Ezáltal a tálcák egyenetlen falúak vagy görbe sarokpanelek lesznek. Tehát a nagy sebességű, nyolcszögletű papírtálca-formázó géprendszerek általában optikai vagy mechanikus érzékelőkkel rendelkeznek, amelyek ellenőrzik a nyersdarab helyzetét, mielőtt megkezdenék a formázási ciklust.
A rosszul igazított üres lapokat a rendszer kiadja, nem pedig feldolgozza.
Az adagolási sebesség határozza meg a termelési teljesítményt, de az adagolás megbízhatósága határozza meg a tényleges felhasználható hozamot. Az igényes étkeztetési alkalmazásokhoz tervezett gépek előnyben részesítik a konzisztens egyszeri-adagolást a nyers sebességgel szemben, mivel a kettős-adagolású nyersdarab, amely elakad az alakító állomáson, sokkal több állásidőt okoz, mint egy enyhén csökkentett ciklusszám.
Második szakasz: Üres fűtés (ahol alkalmazható)
A nyolcszögletű papírtálca-formázó gép egyes konfigurációi tartalmaznak egy fűtőállomást, amely az üres adagolás és a prés{0}}formázó lépés között helyezkedik el. Ez vonatkozik a polietilén vagy más hőre lágyuló bevonattal ellátott kartonpapírra, valamint azokra az alkalmazásokra, ahol az aljzatnak előnyös a hajtogatás előtti termikus kondicionálása.
A hő lágyítja a hőre lágyuló bevonatot, lehetővé téve, hogy alkalmazkodjon a formageometriához anélkül, hogy megrepedne vagy megemelkedne a hajtási vonalaknál. Bevonat nélküli aljzatok esetén a szabályozott páratartalom vagy hőmérsékleti expozíció csökkentheti a merevségi gradienst a szemcseirányok között, -ez a tényező akkor válik fontossá, ha a gépnek egyetlen cikluson belül a szálirány mentén és keresztben is össze kell hajtania.
A fűtőállomáson a hőmérséklet-tartomány és a tartózkodási idő az adott kartonpapír minőséghez és a bevonat tömegéhez kell kalibrálni. Az elégtelen hő miatt az anyag túl merev lesz a megbízható sarokképzéshez; a túlzott hő lerontja az aljzatot, vagy a bevonat lecsepegését és a penészfelületek szennyeződését okozza.
Harmadik szakasz: Nyomja meg a - Az alapvető működési mechanizmus kialakítása
A prés{0}}formázó szakasz minden nyolcszögletű papírtálca-formázó gép műszaki szíve. Egy regisztrált nyersdarabot szállítanak az alakító üregen-egy precíziós-megmunkált öntőforma, amely meghatározza a kész tálca belső geometriáját-, és felülről egy hozzáillő lyukasztó ereszkedik le.
Ahogy a lyukasztó érintkezik a nyersdarabbal, a lapos anyagot lefelé nyomja az üregbe. A nyolc hajtási vonal-négy párhuzamos a kardinális oldalakkal és négy átlós a sarkoknál-sorosan aktiválódik, amikor a nyersdarab különböző régiói találkoznak az üreg falaival. Az átlós sarokpanelek befelé hajthatók, és a tartószerszámok vagy az összecsukható karok egyszerre nyomják az egyes paneleket a szomszédos oldalfalukhoz.
A tálcaalakítási műveletek akadémiai végeselemes modellezése, amelyet a szakértői-gépészmérnöki szakirodalomban tettek közzé, azt mutatják, hogy a feszültségeloszlás nyolcszögletű nyersdarabon a préslöket során lényegesen bonyolultabb, mint a téglalap alakú formázásnál. Az átlós sarokpanelek egyidejűleg két síkban hajlítást tapasztalnak, háromdimenziós alakváltozási állapotot hozva létre, amely megköveteli, hogy az alakító szerszám geometriája irányítsa az anyagáramlást, nem pedig egyszerűen helyére kényszeríti.
A formázási sebesség, a lyukasztási távolság és a teljes nyomás alatti tartási idő egyaránt befolyásolja a tálca végső formáját és annak erősségét. Tehát azok a gépek, amelyek állandó minőséget biztosítanak a nagy mennyiségű gyártásban, általában szervo-meghajtású présrendszereket használnak. Ezután ezek a rendszerek lehetővé teszik a beállítások pontos szabályozását. Így nem támaszkodnak a rögzített mechanikus bütykös profilokra.
Negyedik szakasz: Ragasztó alkalmazása és kötés kialakítása
A falak kialakítása és rögzítése után a sarokszárnyakat rögzíteni kell. Tehát ez a szakasz azt jelenti, hogy forró ragasztót kell felvinni az érintkező felületekre. Ez a hajtási lépések előtt vagy alatt történik. Ezután a ragasztott felületeket kellő erővel és tartási idővel összenyomják, hogy erős kötés alakuljon ki.
A nyolcszögletű papírtálca-formázó gépben lévő forrón olvadó ragasztó-adagoló rendszereknek minden alkalmazási ponton egységes gyöngygeometriát kell biztosítaniuk. A túl kevés ragasztó gyenge sarokkötéseket eredményez, amelyek terhelés alatt meghibásodnak. A túl sok kinyomódást okoz,{2}}ami beszennyezi a tálca felületét vagy eltömíti a penész alkotórészeit. A ragasztó hőmérséklete, felhordási nyomása és a fúvóka geometriája rendszeres kalibrálást igényel az egyenletes teljesítmény fenntartásához.
A ragasztó felhordása után a sarokkötéseknek le kell hűlniük és meg kell kötniük, mielőtt a tálca kijönne a formából. Így a gyorsabban-kötődő ragasztótípusoknak kevesebb tartási időre van szükségük, és nagyobb ciklussebességet biztosítanak. A hosszabb nyitvatartási idővel rendelkező erős ragasztók azonban lehetővé teszik a dolgok pontosabb elhelyezését, mielőtt a kötés tartóssá válna.
Ötödik szakasz: Kidobás és szállítás
A kialakított tálcát levegőkidobó csapokkal, mechanikus emelőkkel vagy vákuumvisszafordítással tolják ki a formaüregből. Ez a tálca alakjától és a gyártási sebességtől függ. Tehát ez a lépés óvatosságot igényel, mert az új tálcákon még mindig van némi feszültség a hajlítási és ragasztási lépésekből. Ekkor a durva kilökődés meghajlíthatja a sarok alakját, mielőtt a ragasztó teljesen megkötné végső szilárdságát.
Kidobás után a tálcák egy szállítószalagon haladnak a halmozási vagy gyűjtőállomásokra. Tehát az egymásra rakott alkatrészeknek figyelembe kell venniük a nyolc-oldalas formát, amikor tálcákba helyezik őket a megfelelő kezelés érdekében. A nyolc-oldalas tárolóedények természetes formája szorosabb egymásra rakást tesz lehetővé, mint néhány furcsa forma. De a téglalap alakú kötegekhez képest eltérő mechanikus vezetőkre van szükségük.
Vezérlőrendszerek és gépautomatizálás
A nyolcszögletű papírtálca-formázó gép újabb modelljei programozható logikai vezérlő (PLC) rendszerek alatt futnak. Tehát ezek a rendszerek szabályozzák az egyes lépések - adagolás, melegítés, préslöket, ragasztófelhordás és kilökődés - ütemezését, mindezt egy összeillesztett ciklusban. Így a dolgozók a beállításokat az emberi-gépi interfész (HMI) képernyőjén keresztül állítják be. Ezután a gép-állapotfigyelése élő visszajelzést ad a gyártási sebességről, a hibaállapotokról és az anyaghasználatról.
Tehát a dupla{0}}állomásos kialakítások két formázóformát működtetnek egy meghajtórendszerből. Ez megduplázza a teljesítményt anélkül, hogy sokkal nagyobb lenne a gép helye. Az egyes állomásokhoz tartozó külön szerszámok lehetővé teszik, hogy egyidejűleg különböző méretű tálcákat készítsen. Vagy lehetővé teszi, hogy gyorsan váltson a formátumok között, amikor a termékösszetételnek szüksége van rá.
Anyagkompatibilitási és szubsztrát szempontok
A nyolcszögletű papírtálca-formázó gép által feldolgozható kartonpapírminőségek tartománya a gép préserő-kapacitásától, fűtési képességétől és a szerszámok kialakításától függ. A tipikus szubsztrátumok közé tartozik a szilárd fehérített szulfát (SBS) tábla, a bevont újrahasznosított karton (CRB) és a védőbevonattal ellátott vendéglátó tábla. A körülbelül 200 és 500 gramm/négyzetméter közötti tömegű táblák praktikus ablakot jelentenek a legtöbb kereskedelmi tálcaformázó alkalmazáshoz.
A hajtási vonalakhoz viszonyított szemcseirány jelentősen befolyásolja a formázás minőségét. A karton a hordozó gépi irányával párhuzamosan tisztábban hajtódik. Nyolcszögletű nyersdarabon legalább néhány hajtási vonal átfut a szál irányában, ami precíz gyűrődést igényel, hogy megakadályozza a felület sérülését ezeken a helyeken. Az adott lapminőségnek és formázási forma geometriájának megfelelő hajlítószerszámokkal gyártott, előre horzsolt nyersdarabok jobb eredményeket produkálnak, mint a több géptípushoz igazított, általános horzsolt nyersdarabok.
Alkalmazások és iparági kontextus
Az étkeztetés a nyolcszögletű papírtálcák elsődleges piaca,{0}}a geometria megfelel az adagellenőrző edényeknek, a pékáru vitrines csomagolásainak és a kivehető{1}}ételdobozoknak. A nyolc oldal nagyobb felületet biztosít a nyomtatott márkajelzéshez, mint az azonos térfogatú téglalap alakú formátumhoz képest.
Az élelmiszer-szolgáltatáson túl ugyanezek a formázási elvek vonatkoznak az alkatrészek szervezésére és szállítására használt ipari csomagolótálcákra is. Mivel a fenntarthatósági megfontolások továbbra is visszaszorítják a habosított polisztirol és az egyszer használatos műanyagok helyettesítését, a fröccsöntött és préselt -papírcsomagolások egyre nagyobb figyelmet kaptak az ellátási lánc olyan alkalmazásaiban, ahol a súly és az újrahasznosíthatóság mellett a párnázás és az elszigetelés is fontos szerepet játszik.
Következtetés
A nyolcszögletű papírtálca-formázó gép működési elve egy gondosan megtervezett szekvenciát tükröz: üres regisztráció, szabályozott melegítés, présformázás a precíziós szerszámozás ellen, ragasztás és mechanikus kilökődés. Minden szakasz a többivel való szoros koordinációtól függ, és a nyolcszögletű geometria minden ponton bonyolultabbá teszi az egyszerűbb téglalap formátumokhoz képest.
Az alkatrészek működésének ismerete segít a vásárlóknak, a csomagolómérnököknek és a termelési vezetőknek ellenőrizni, hogy egy gép képes-e arra, amire szükségük van. Így az eltartható papírtípust, a kimeneti sebességet és a szerszámok rugalmasságát a saját termékük igényeihez és a gyártani kívánt mennyiséghez igazítják.
Források:
Tanninen et al., "Controlling the Folding of the Blank in Paperboard Tray Press Forming", BioResources (NC State University), . 10. kötet, No{2}} (2015)
Lindberg és Kulachenko, "Tálcaformázó művelet a kartonpapírból: esettanulmány implicit végeselem-analízissel", Csomagolástechnika és -tudomány (2021)
Tanninen, "Sajtóformázás a kartonpapírból – a technológia fejlődése", Doktori értekezés, Lappeenrantai Műszaki Egyetem (2017)