Одноразовые лотки для бумаги в настоящее время являются обычным явлением в сфере общественного питания, розничной упаковке и заводской доставке. Среди множества форм, выпускаемых сегодня, восьмисторонний-поднос занимает особое место. Он сочетает в себе прочную конструкцию, хорошее использование материала и приятный внешний вид. Итак, зная, какМашина для формирования восьмиугольных лотков для бумагиПревращает плоский картон в готовый лоток, выполняя ряд точных механических операций. И каждый шаг зависит от предыдущего.
В этой статье рассматриваются основные принципы работы этих машин, инженерные причины каждого этапа и почему восьмисторонняя-фигура требует более тщательной работы, чем более простые прямоугольные формы.
Что отличает восьмиугольные лотки механически?
Прежде чем приступить к эксплуатации станка, полезно понять, почему восьмисторонняя геометрия-важна с точки зрения производства. Прямоугольник требует четырех угловых складок. Для восьмиугольника требуется восемь линий сгиба, четыре из которых пересекают углы по диагонали. Эти диагональные складки создают сложные напряжения изгиба, которые по-разному взаимодействуют с направлением волокон картонной основы.
Исследования BioResources по контролю складывания заготовок при штамповке картонных лотков на прессе показывают, что дизайн рисунка складок является очень важным фактором. Таким образом, это напрямую влияет на форму угла и упаковку материала. Когда диагональные складки расположены не в том месте или недостаточно набраны, то заготовка борется с складыванием по правильному пути. Это приводит к плохим углам, неравномерной высоте стен или трещинам на поверхности в точках напряжения. Таким образом, машина для формирования восьмиугольных лотков для бумаги требует более тщательной подготовки заготовки, чем машины, изготовленные для стандартных прямоугольных форм.
Этап первый: подача материала и регистрация заготовок
Производственный цикл начинается, когда стопка предварительно -разрезанного или рулонного-картона поступает в систему подачи машины. Плоские заготовки -, уже вырезанные до восьмиугольной формы с заранее -прорезанными линиями сгиба -, снимаются со штабеля и перемещаются на станцию формования. Это делается с помощью присосок, фрикционных роликов или механических захватов, в зависимости от конструкции машины.
Поэтому точная регистрация бланка на этом этапе просто необходима. Любое несовпадение между заготовкой и формовочной формой вызовет проблемы на каждом последующем этапе. Тогда получаются лотки с неровными стенками или кривыми угловыми панелями. Высокоскоростные-системы машин для формования восьмиугольных лотков для бумаги обычно оснащены оптическими или механическими датчиками, которые проверяют положение заготовки перед началом цикла формования.
Неровные заготовки выбрасываются, а не обрабатываются.
Скорость подачи определяет производительность, а надежность кормления определяет фактический полезный выход. Машины, предназначенные для требовательных предприятий общественного питания, отдают приоритет последовательной-подаче одной заготовки, а не скорости исходного материала, поскольку двойная-подача заготовки, которая застревает на формовочной станции, приводит к гораздо большему простою, чем незначительное снижение частоты цикла.
Этап второй: холостой нагрев (где это применимо)
Некоторые конфигурации машины для формования восьмиугольных лотков для бумаги включают в себя нагревательную станцию, расположенную между подачей заготовки и этапом-формования пресса. Это относится к картону с полиэтиленовым или другим термопластичным покрытием, а также к изделиям, в которых подложку полезно подвергнуть термической обработке перед складыванием.
Тепло смягчает термопластическое покрытие, позволяя ему соответствовать геометрии формы, не растрескиваясь и не поднимаясь по линиям сгиба. Для подложек без покрытия контролируемая влажность или температурное воздействие могут уменьшить градиент жесткости между направлениями волокон.-Этот фактор становится важным, когда машине приходится складывать как вдоль, так и поперек ориентации волокон за один цикл.
Диапазон температур и время пребывания на станции нагрева требуют калибровки в соответствии с конкретным сортом картона и плотностью покрытия. Недостаточное тепло делает материал слишком жестким для надежного формирования углов; чрезмерное тепло разрушает основу или приводит к стеканию покрытия и загрязнению поверхностей формы.
Этап третий: штамповка - основного рабочего механизма
Стадия формования-пресса представляет собой техническое сердце любой машины для формирования восьмиугольных лотков для бумаги. Зарегистрированная заготовка перемещается по формовочной полости-прецизионной-форме, определяющей внутреннюю геометрию готового лотка-, а сверху опускается соответствующий пуансон.
Когда пуансон соприкасается с заготовкой, он толкает плоский материал вниз в полость. Восемь линий сгиба-четыре параллельны основным сторонам и четыре диагональные по углам-активируются последовательно, когда разные области заготовки соприкасаются со стенками полости. Диагональные угловые панели складываются внутрь, и удерживающие инструменты или складные рычаги одновременно прижимают каждую панель к прилегающей боковой стенке.
Академическое конечно-элементное моделирование операций формования лотков, опубликованное в рецензируемой-литературе по машиностроению, показывает, что распределение напряжений по восьмиугольной заготовке во время этого хода пресса значительно сложнее, чем при прямоугольной формовке. Диагональные угловые панели подвергаются одновременному изгибу в двух плоскостях, создавая трехмерное состояние деформации, требующее, чтобы геометрия формовочного инструмента направляла поток материала, а не просто заставляла его занять нужное положение.
Скорость формования, расстояние перемещения пуансона и время удержания при полном прессовании — все это влияет на окончательную форму лотка и его прочность. Поэтому в машинах, предназначенных для стабильного качества при крупносерийном-производстве, обычно используются прессовые системы с сервоприводом-. Затем эти системы позволяют вам точно контролировать эти настройки. Поэтому они не полагаются на фиксированные механические кулачковые профили.
Этап четвертый: нанесение клея и формирование связи
После того, как стены сформированы и закреплены на месте, необходимо закрепить угловые створки. Итак, этот этап означает нанесение термоклея на поверхности, которые будут соприкасаться. Это делается до или во время этапов складывания. Затем склеиваемые поверхности прижимаются друг к другу с достаточной силой и выдерживают время, чтобы образовалось прочное соединение.
Системы дозирования клея-расплава в машине для формования восьмиугольных бумажных лотков должны обеспечивать постоянную геометрию валиков в каждой точке нанесения. Слишком мало клея приводит к слабому соединению углов, которое разрушается под нагрузкой. Слишком большое количество создает выдавливание-, которое загрязняет поверхность лотка или забивает компоненты формы. Температура клея, давление нанесения и геометрия сопла требуют периодической калибровки для поддержания стабильной производительности.
После нанесения клея угловые соединения должны остыть и затвердеть, прежде чем лоток выйдет из формы. Таким образом, для более быстрого-схватывания типов клея требуется меньше времени выдержки и увеличивается частота циклов. Но прочные клеи с более длительным открытым временем позволяют более точно расположить предметы, прежде чем соединение станет постоянным.
Этап пятый: выброс и транспортировка
Сформированный лоток выталкивается из полости формы с помощью штифтов для выброса воздуха, механических подъемников или реверсирования вакуума. Это зависит от формы лотка и скорости производства. Поэтому этот этап требует осторожности, поскольку новые лотки все еще испытывают остаточное напряжение от этапов сгибания и склеивания. Тогда грубое выталкивание может согнуть угловую форму до того, как клей полностью застынет до окончательной прочности.
После выброса лотки по конвейеру перемещаются на станции штабелирования или сбора. Таким образом, детали, штабелируемые друг на друга, должны учитывать восьмистороннюю-форму при размещении в лотках для удобства последующей обработки. Естественная форма восьми-контейнеров позволяет штабелировать их плотнее, чем некоторые необычные формы. Но им нужны другие механические направляющие по сравнению с прямоугольными стопками.
Системы управления и автоматизация машин
Новые модели машины для формирования восьмиугольных лотков для бумаги работают под управлением систем программируемого логического контроллера (ПЛК). Таким образом, эти системы контролируют время каждого этапа - подачи, нагрева, хода пресса, нанесения клея и выброса - — все в одном согласованном цикле. Поэтому рабочие устанавливают настройки через экран человеко-машинного интерфейса (HMI). Затем мониторинг состояния машины- дает оперативную информацию о скорости производства, условиях неисправности и использовании материала.
Таким образом, в конструкциях с двумя-станциями используются две формовочные формы от одной приводной системы. Тогда это удваивает производительность, не увеличивая при этом занимаемую площадь машины. Отдельные инструменты для каждой станции позволяют одновременно изготавливать лотки разных размеров. Или он позволяет быстро переключаться между форматами, когда это необходимо вашему ассортименту продукции.
Совместимость материалов и особенности подложек
Диапазон сортов картона, которые может обрабатывать машина для формования восьмиугольных лотков для бумаги, зависит от мощности прессования машины, возможности нагрева и конструкции оснастки. Типичные подложки включают картон из твердого отбеленного сульфата (SBS), картон из переработанного сырья с покрытием (CRB) и картон для предприятий общественного питания с барьерными покрытиями. Вес плит в диапазоне примерно от 200 до 500 грамм на квадратный метр представляет собой практичное окно для большинства коммерческих применений по формованию лотков.
Направление волокон относительно линий сгиба существенно влияет на качество формовки. Картон сгибается более аккуратно параллельно машинному направлению подложки. На восьмиугольной заготовке по крайней мере некоторые линии сгиба будут проходить поперек направления волокна, поэтому требуется точная надрезка складок, чтобы предотвратить повреждение поверхности в этих местах. Заготовки с предварительно-надрезами, изготовленные с помощью биговальных инструментов, разработанных для конкретного сорта плит и геометрии пресс-формы, дают лучшие результаты, чем стандартные заготовки с надрезами, адаптированные к нескольким типам машин.
Приложения и отраслевой контекст
Служба общественного питания представляет собой основной рынок восьмиугольных бумажных лотков.-Геометрия подходит для контейнеров для контроля порций, упаковки для витрин для хлебобулочных изделий и коробок для еды на вынос.- Восемь сторон также обеспечивают большую площадь поверхности для печати брендинга по сравнению с эквивалентным прямоугольным форматом при той же емкости.
За пределами сферы общественного питания те же принципы формирования применяются к промышленным упаковочным лоткам, используемым для организации и транспортировки компонентов. Поскольку соображения экологичности продолжают стимулировать замену пенополистирола и одноразовых пластиков, формованная и прессованная-бумажная упаковка привлекает внимание в цепочках поставок, где амортизация и герметичность имеют значение наряду с весом и возможностью вторичной переработки.
Заключение
Принцип работы машины для изготовления восьмиугольных лотков для бумаги отражает тщательно продуманную последовательность: регистрацию заготовок, контролируемый нагрев, прессование с помощью прецизионного инструмента, клеевое соединение и механическое выталкивание. Каждый этап зависит от тесной координации с другими, а восьмиугольная геометрия добавляет сложности в каждой точке по сравнению с более простыми прямоугольными форматами.
Знание того, как работают эти детали, помогает покупателям, инженерам по упаковке и менеджерам по производству проверить, может ли машина делать то, что им нужно. Таким образом, они подбирают тип бумаги, скорость вывода и гибкость инструментов в соответствии с потребностями своего собственного продукта и количеством производства.
Источники:
Таннинен и др., «Контроль складывания заготовки при прессовании картонных лотков», BioResources (Университет штата Северная Каролина), том . 10, № . 3 (2015 г.)
Линдберг и Кулаченко, «Операция формирования лотков из картона: пример использования неявного анализа методом конечных элементов», «Упаковочные технологии и наука» (2021 г.)
Таннинен, «Пресс-формовка картона – развитие технологий», докторская диссертация, Технологический университет Лаппеенранты (2017).