Vienreizējās lietošanas papīra paplātes tagad ir izplatīta prece ēdināšanas pakalpojumu, mazumtirdzniecības iepakošanas un rūpnīcas piegādes jomā. Starp daudzajām mūsdienās ražotajām formām īpaša vieta ir astoņu{1} malu paplātei. Tas līdzsvaro spēcīgu uzbūvi, labu materiāla izmantošanu un jauku izskatu. Tātad, zinot, kā anastoņstūra papīra paplātes formēšanas mašīnapārvērš plakanu kartonu gatavā paplātē, kas nozīmē, ka jāveic virkne precīzu mehānisku darbību. Un katrs solis ir atkarīgs no iepriekšējā.
Tāpēc šajā rakstā ir apskatīts šo iekārtu galvenais darbības veids, katra posma inženiertehniskie iemesli un tas, kāpēc astoņu{0} malu formai ir nepieciešams rūpīgāks darbs nekā vienkāršākām taisnstūra formām.
Kas padara astoņstūra paplātes mehāniski atšķirīgas
Pirms sākat strādāt ar mašīnu, tas palīdz saprast, kāpēc astoņu{0}}pusēju ģeometrija ir svarīga no ražošanas viedokļa. Taisnstūrim ir nepieciešamas četras stūra krokas. Astoņstūrim ir nepieciešamas astoņas locīšanas līnijas, no kurām četras ir nogrieztas pa diagonāli pāri stūriem. Šīs diagonālās krokas rada saliktas lieces spriegumus, kas atšķirīgi mijiedarbojas ar kartona pamatnes graudu virzienu.
Pētījumā BioResources par tukšu locīšanas kontroli kartona paplātes presēšanas formēšanas procesā teikts, ka kroku raksta dizains ir ļoti svarīgs faktors. Tātad tas tieši ietekmē stūra formu un materiāla iepakojumu. Kad diagonālās krokas atrodas nepareizā vietā vai nav pietiekami gūtas, tad tukšais cīnās pret locīšanu pa pareizo ceļu. Tas rada sliktus stūrus, nevienmērīgu sienu augstumu vai virsmas plaisas stresa vietās. Tāpēc astoņstūra papīra paplātes formēšanas iekārtai ir nepieciešams rūpīgāks sagataves sagatavošanas posms nekā mašīnām, kas izgatavotas standarta taisnstūra formām.
Pirmais posms: materiāla padeve un tukša reģistrācija
Ražošanas cikls sākas, kad iekārtas padeves sistēmā nonāk iepriekš-sagriezta vai ruļļos-padota kartona kaudze. Plakanās sagataves -, kas jau ir izgrieztas astoņstūra formā ar iepriekš-nozīmētām locīšanas līnijām -, tiek noņemtas no kaudzes un pārvietotas uz formēšanas staciju. Atkarībā no mašīnas konstrukcijas to veic ar piesūcekņiem, berzes rullīšiem vai mehāniskiem satvērējiem.
Tāpēc precīza tukšu reģistrācija šajā posmā ir obligāta. Jebkura neatbilstība starp sagatavi un formēšanas veidni radīs problēmas katrā turpmākajā darbībā. Tādējādi tiek izgatavotas paplātes ar nelīdzenām sienām vai izliektiem stūra paneļiem. Tik liela ātruma astoņstūra paplātes formēšanas iekārtu sistēmās parasti ir optiski vai mehāniski sensori, kas pārbauda tukšuma stāvokli, pirms tiek sākts formēšanas cikls.
Nepareizi izlīdzinātās sagataves tiek izstumtas, nevis apstrādātas.
Padeves ātrums nosaka produkcijas izlaidi, bet padeves uzticamība nosaka faktisko izmantojamo ražu. Mašīnas, kas izstrādātas prasīgām ēdināšanas pakalpojumu lietojumprogrammām, dod priekšroku konsekventai vienas -sagataves padevei, nevis neapstrādātam ātrumam, jo dubultā-sagatave, kas iestrēgst formēšanas stacijā, rada daudz vairāk dīkstāves nekā nedaudz samazināts cikla ātrums.
Otrais posms: tukša apkure (ja piemērojams)
Dažās astoņstūra papīra paplātes formēšanas iekārtas konfigurācijās ir iekļauta apkures stacija, kas atrodas starp sagataves padevi un presēšanas{0}}formēšanas soli. Tas attiecas uz kartonu ar polietilēna vai citiem termoplastiskiem pārklājumiem, kā arī uz pielietojumiem, kur pamatnei ir labvēlīga termiskā kondicionēšana pirms locīšanas.
Siltums mīkstina termoplastisko pārklājumu, ļaujot tam pielāgoties veidnes ģeometrijai, neplaisājot vai nepaceļoties locījuma līnijās. Nepārklātām pamatnēm kontrolēta mitruma vai temperatūras iedarbība var samazināt stinguma gradientu starp graudu virzieniem-, kas kļūst svarīgs, ja iekārtai vienā ciklā ir jāsaloka gan gar šķiedras orientāciju, gan šķērsām.
Temperatūras diapazons un uzturēšanās laiks apkures stacijā ir jākalibrē atbilstoši konkrētajai kartona šķirai un pārklājuma svaram. Nepietiekams siltums padara materiālu pārāk stingru drošai stūru veidošanai; pārmērīgs karstums noārda pamatni vai izraisa pārklājuma pilēšanu un piesārņo pelējuma virsmas.
Trešais posms: nospiediet, lai izveidotu - galveno darbības mehānismu
Preses{0}}formēšanas stadija ir jebkuras astoņstūra papīra paplātes formēšanas iekārtas tehniskā pamats. Reģistrēta sagatave tiek transportēta pa formēšanas dobumu-precīzi-apstrādāta veidne, kas nosaka gatavās paplātes iekšējo ģeometriju-, un atbilstošs perforators nolaižas no augšas.
Kad perforators saskaras ar sagatavi, tas plakano materiālu virza uz leju dobumā. Astoņas locīšanas līnijas-četras paralēli galvenajām malām un četras diagonāles stūros-aktivizējas secīgi, kad dažādi sagataves reģioni saskaras ar dobuma sienām. Diagonālie stūra paneļi salokās uz iekšu, un turēšanas instrumenti vai salokāmās rokas vienlaikus piespiež katru paneli saskarē ar blakus esošo sānu sienu.
Paplātes formēšanas darbību akadēmiskā galīgo elementu modelēšana, kas publicēta salīdzinošajā-mašīnbūves literatūrā, parāda, ka spriegumu sadalījums pa astoņstūra sagatavi šajā presēšanas gājienā ir ievērojami sarežģītāks nekā taisnstūrveida formēšanas gadījumā. Diagonālie stūra paneļi vienlaikus tiek izliekti divās plaknēs, radot trīsdimensiju deformācijas stāvokli, kam nepieciešama formēšanas instrumenta ģeometrija, lai vadītu materiāla plūsmu, nevis vienkārši piespiestu to vietā.
Formēšanas ātrums, perforācijas gājiena attālums un turēšanas laiks līdz pilnai nospiešanai ietekmē galīgo paplātes formu un tās stiprību. Tāpēc mašīnās, kas ir radītas stabilai kvalitātei liela apjoma ražošanā, parasti tiek izmantotas servo-presēšanas sistēmas. Tad šīs sistēmas ļauj precīzi kontrolēt šos iestatījumus. Tāpēc tie nepaļaujas uz fiksētiem mehāniskiem izciļņu profiliem.
Ceturtais posms: līmes uzklāšana un savienojuma veidošana
Kad sienas ir izveidotas un noturētas, ir jānostiprina stūra atloki. Tātad šis posms nozīmē karstās kausēšanas līmes uzklāšanu uz virsmām, kuras saskarsies. Tas tiek darīts pirms locīšanas darbību veikšanas vai tās laikā. Pēc tam līmētās virsmas tiek saspiestas kopā ar pietiekamu spēku un noturēšanas laiku, lai izveidotu stipru saiti.
Karstās kausēšanas līmes dozēšanas sistēmām astoņstūra papīra paplātes formēšanas mašīnā ir jānodrošina konsekventa lodīšu ģeometrija katrā uzklāšanas vietā. Pārāk maz līmes rada vājas stūru saites, kas slodzes laikā sabojājas. Pārāk daudz rada izspiešanos-, kas piesārņo paplātes virsmu vai aizsprosto pelējuma sastāvdaļas. Līmes temperatūrai, uzklāšanas spiedienam un sprauslas ģeometrijai ir nepieciešama periodiska kalibrēšana, lai saglabātu nemainīgu izlaidi.
Pēc līmes uzklāšanas stūra saitēm ir jāatdzesē un jānostiprina, pirms paplāte iznāk no veidnes. Tāpēc ātrāk-nostiprinošiem līmes veidiem ir nepieciešams mazāks noturēšanas laiks un nodrošināt lielāku cikla ātrumu. Taču spēcīgas līmes ar ilgāku atvēršanas laiku ļauj precīzāk novietot lietas, pirms saite kļūst pastāvīga.
Piektais posms: izmešana un transportēšana
Izveidotā paplāte tiek izstumta no veidnes dobuma ar gaisa izmešanas tapām, mehāniskiem pacēlājiem vai vakuuma apvērsumu. Tas ir atkarīgs no paplātes formas un ražošanas ātruma. Tāpēc šim posmam ir nepieciešama piesardzība, jo jaunajām paplātēm joprojām ir lieces un līmēšanas darbību pārpalikums. Tad rupja izmešana var saliekt stūra formu, pirms līme ir pilnībā nostiprinājusies līdz galīgajai stiprībai.
Pēc izgrūšanas paplātes pārvietojas pa konveijeru uz kraušanas vai savākšanas stacijām. Tāpēc, lai nodrošinātu kvalitatīvu apstrādi pa straumi, sakraujot detaļām, ir jāņem vērā astoņu -sānu forma, kad tās atrodas paplātēs. Astoņu -sānu konteineru dabiskā forma nodrošina stingrāku sakraušanu nekā dažas nepāra formas. Bet tiem ir vajadzīgas dažādas mehāniskās vadotnes, salīdzinot ar taisnstūra skursteņiem.
Vadības sistēmas un mašīnu automatizācija
Jaunākie astoņstūra papīra paplātes formēšanas mašīnas modeļi darbojas ar programmējamu loģisko kontrolleru (PLC) sistēmām. Tādējādi šīs sistēmas kontrolē katra posma - padeves, sildīšanas, presēšanas gājiena, līmes uzklāšanas un izgrūšanas - laiku vienā saskaņotā ciklā. Tāpēc darbinieki iestata iestatījumus, izmantojot cilvēka{4}}mašīnas saskarnes (HMI) ekrānu. Pēc tam mašīnas-stāvokļa uzraudzība sniedz reāllaika atsauksmes par ražošanas ātrumu, kļūdu apstākļiem un materiālu izmantošanu.
Tādējādi dubultstaciju{0}}konstrukcijās tiek izmantotas divas formēšanas veidnes no vienas piedziņas sistēmas. Tad tas divkāršo izlaidi, nepalielinot iekārtas nospiedumu. Katrai stacijai atsevišķie instrumenti ļauj vienlaikus izgatavot dažādu izmēru paplātes. Vai arī tas ļauj ātri mainīt formātus, kad tas nepieciešams jūsu produktu klāstam.
Materiālu saderības un substrāta apsvērumi
Kartona šķirņu klāsts, ko var apstrādāt astoņstūra papīra paplātes formēšanas mašīna, ir atkarīgs no iekārtas presēšanas spēka, sildīšanas spējas un instrumentu konstrukcijas. Tipiski substrāti ir cieta balināta sulfāta (SBS) plātne, pārklāta otrreizēji pārstrādāta plātne (CRB) un ēdināšanas plāksne ar barjeras pārklājumiem. Dēļu svars, kas svārstās no aptuveni 200 līdz 500 gramiem uz kvadrātmetru, ir praktisks logs lielākajai daļai komerciālo paplātes veidošanas lietojumu.
Graudu virziens attiecībā pret locījuma līnijām būtiski ietekmē formēšanas kvalitāti. Kartons tīrāk salokās paralēli pamatnes mašīnas virzienam. Astoņstūra sagatavei vismaz dažas locījuma līnijas šķērsos šķiedras virzienu, un ir nepieciešama precīza kroku skaldīšana, lai novērstu virsmas bojājumus šajās pozīcijās. Iepriekš-nogrieztas sagataves, kas ražotas ar krocēšanas rīkiem, kas paredzēti konkrētai plātņu šķirai un formēšanas veidņu ģeometrijai, nodrošina labākus rezultātus nekā parastās sagataves, kas pielāgotas vairākiem mašīnu tipiem.
Lietojumprogrammas un nozares konteksts
Ēdināšanas pakalpojumi ir primārais tirgus astoņstūrveida papīra paplātēm,{0}}kuru ģeometrija ir piemērota porciju kontroles konteineriem, maizes izstrādājumu displeja iepakojumiem un izņemšanas{1}}ēdienu kastēm. Astoņas malas nodrošina arī lielāku virsmas laukumu drukātajam zīmolam, salīdzinot ar līdzvērtīgu taisnstūra formātu ar tādu pašu tilpumu.
Papildus ēdināšanai tie paši formēšanas principi attiecas uz rūpnieciskā iepakojuma paplātēm, ko izmanto sastāvdaļu organizēšanai un nosūtīšanai. Tā kā ilgtspējības apsvērumi turpina novērst putupolistirola un vienreizējās -lietojamās plastmasas aizstāšanu, formētais un presētais-papīrs ir ieguvis uzmanību piegādes ķēdes lietojumos, kur līdzās svaram un otrreizējai pārstrādei ir nozīme arī amortizācijai un ierobežošanai.
Secinājums
Astoņstūra papīra paplātes formēšanas mašīnas darbības princips atspoguļo rūpīgi izstrādātu secību: tukšu reģistrēšana, kontrolēta karsēšana, presēšana pret precīzu instrumentu iestrādāšanu, līmēšana un mehāniska izgrūšana. Katrs posms ir atkarīgs no stingras koordinācijas ar citiem, un astoņstūra ģeometrija palielina sarežģītību katrā punktā salīdzinājumā ar vienkāršākiem taisnstūra formātiem.
Zinot, kā šīs daļas darbojas, pircēji, iepakošanas inženieri un ražošanas vadītāji var pārbaudīt, vai iekārta spēj paveikt to, kas tiem nepieciešams. Tāpēc tie atbilst papīra veidam, ko tas var izmantot, izvades ātrumu un instrumentu elastību atbilstoši viņu pašu izstrādājuma vajadzībām un tam, cik daudz viņi vēlas izgatavot.
Avoti:
Tanninen et al., "Controlling the Folding of the Blank in Paperboard Tray Press Forming", BioResources (NC State University), sējums. 10, Nr. 3 (2015)
Lindbergs un Kulačenko, "Paplātes formēšanas darbība kartonā: gadījuma izpēte, izmantojot netiešo galīgo elementu analīzi", Iepakojuma tehnoloģija un zinātne (2021)
Tanninens, "Preses formēšana no kartona – tehnoloģiju attīstība", promocijas darbs, Lapēnrantas Tehnoloģiju universitāte (2017)