בייצור-שקיות ניילון בנפח גבוה, כמה שקיות אתה מקבל משטח הרצפה של כל מכונה הוא המספר העיקרי שקובע את העלות לשקית. אז אשני קווים מכונה לייצור תיקיםפותר בעיה זו על ידי הצבת שני נתיבי ייצור נפרדים זה ליד זה. לאחר מכן הוא מכפיל את הפלט ממסגרת מכונה אחת, עובד אחד ומסט אחד של גלילי סרטים. ההבנה כיצד פועלת ארכיטקטורת הערוצים הדו-- הזו-והיכן היא יוצרת יעילות אמיתית לעומת היכן שמכונות יחיד-עדיפות-מסייעת למנהלי ייצור ולמפרטי ציוד לקבל החלטות רכש מבוססות.,
ארכיטקטורת ליבה: מה הופך אותה ל"שני קווים"
את הסידור הדו--מסלול בלב מכונה לייצור תיקים עם שני קווים ניתן להבין בצורה הטובה ביותר על ידי השוואתו לחלופות. המתחרה הקרובה ביותר היא מכונת שתי-תחנות-רשת סרט אחת, שני ראשי יצירה מתחלפים. הגישה הדו--נתיב מפעילה שני רשתות סרטים נפרדות במקביל, מה שמשנה באופן מהותי את השינויים בתפוקה ומורכבות-.
המאפיין המגדיר של מכונה לייצור תיקים עם שני קווים הוא נוכחותם של שני ערוצי סרטים מקבילים לפרוק, הזנה ואיטום הפועלים בו-זמנית בתוך גוף מכונה אחד. כל נתיב פועל באופן עצמאי, וזו הסיבה שתצורה זו נקראת לפעמים מערכת לייצור תיקים דו-ערוציים-. במקום להפעיל רשת סרט מהיר אחד ולחתוך אותו לשניים במוצא, המכונה שומרת על שני נתיבי סרט עצמאיים מתחנת ההרפיה דרך אזור האיטום-ו-החיתוך.
כל נתיב נמשך מתחנת שחרור ייעודית המותקנת על אותו מכלול פיר. הסרט מסופק בצורת גליל, בדרך כלל ברוחב של 500-1000 מ"מ לכל נתיב, והוא מושחל בנפרד דרך מערכת בקרת המתח של כל נתיב לפני התכנסות בתחנת האיטום. בשלב זה, שני הקורים המעובדים המקבילים ממשיכים באמצעות מנגנוני חיתוך ואיסוף משותפים.
הארכיטקטורה הזו חשובה מכיוון שהיא מונעת את חוסר האיזון במתח-הצולב המתרחש כאשר רשת רחבה אחת מתבקשת להזין שני חלקי רוחב- של תיקים בו-זמנית. בקרת מתח נתיב עצמאית-בדרך כלל באמצעות בלם מגנטי או רקדנית-משוב זרוע-שומרת על כל נתיב סרט יציב וצפוי, מה שמתורגם ישירות לסובלנות מימדית הדוקה יותר על תיקים מוגמרים.
איך המכונה עובדת: צעד אחר צעד
שלב 1 - שחרור סרט ובקרת מתח
שני גלילי סרט מותקנים על תושבת פירוף פיר כפולה-בקצה ההזנה של המכונה. קוטרי ליבת גליל סטנדרטיים הם 76 מ"מ (3 אינץ') או 152 מ"מ (6 אינץ'), כאשר רוחבי גליל נעים בדרך כלל בין 400-1200 מ"מ בהתאם לגדלי השקיות המיוצרות.
בזמן שהמכונה פועלת, הסרט נמשך מכל גליל ומועבר דרך מכלול זרועות-רקדן או בקר מתח תא-העומס שמתאים באופן רציף את מומנט הבלימה. עבור סרט HDPE-חומר שצווארו-נכנס באופן משמעותי במהלך האקסטרוזיה-שמירה על מתח התפרקות עקבי הוא קריטי; שונות מעבר ל-±10% מנקודת ההגדרה פוגעת ישירות בשטיחות השקית ועקביות האיטום.
פריקת צריח אוטומטית מאפשרת ייצור רציף ללא עצירה לצורך החלפת גלילים. כאשר גליל אחד מתרוקן, הצריח מתהפך כדי להביא את גליל הגיבוי למקומו בזמן שחבור סרט-מחיל מראש את ה-leader על הרשת הפועלת, בדרך כלל עם פחות מ-3 מטרים של סרט שאבד לכל שחבור.
שלב 2 - שיטוח סרטים והזנת מסילה מכוונת
כל נתיב מכוון את רשת הסרט שלו דרך קבוצה של משטחים-זוגות של גלילים מצופים גומי- המסירים סלסול שהוכנס במהלך סלילה-ואז דרך מערכות מובילות קצוות המרכזות את הרשת ביחס להתייחסות המכנית של הנתיב. רוב הדגמים התעשייתיים בקטגוריה זו משתמשים בגלאי קצה אולטרא-סוניים או אינפרא אדום המוזנים בחזרה אל מפעיל מוביל קצה מבוקר-, תוך שמירה על מיקום רוחבי בטווח של ±0.5 מ"מ.
קיפול שקעים, אם שקית המטרה כוללת שקעים צדדיים, מתבצע בשלב זה על ידי מכלול לוחית שקעים שמקפלת מראש את קצוות הסרט פנימה לפני שהרשת מגיעה לאזור האיטום.
שלב 3 - איטום בחום
שני הנתיבים ממשיכים לתחנת האיטום בחום, שם זוג מוטות איטום מחוממים-אחד לכל נתיב-מפעילים טמפרטורה ולחץ מבוקרים על פני הסרט כדי ליצור את האיטום האורכי והקצה העליון של השקית.
פרמטרי איטום משתנים לפי סוג הסרט:
HDPE: טמפרטורת איטום 130-160 מעלות, לחץ איטום 0.3-0.5 MPa, זמן החזקה 0.2-0.5 שניות
LDPE: טמפרטורת איטום 110-140 מעלות, לחץ איטום 0.2-0.4 MPa, זמן החזקה 0.2-0.4 שניות
LLDPE: טמפרטורת איטום 115–145 מעלות, לחץ איטום 0.2–0.4 MPa, זמן החזקה 0.2–0.5 שניות
BOPP: טמפרטורת איטום 130-165 מעלות, לחץ איטום 0.3-0.5 MPa, זמן החזקה 0.3-0.6 שניות (צריך CPP או ציפוי איטום לאיטום נקי)
אז מוטות איטום -כפולים נמצאים על בקרות טמפרטורה נפרדות. אז ניתן להגדיר כל נתיב לסוג סרט אחר אם תוכנית ההפקה זקוקה להחלפות מהירים בין סוגי התיקים.
שלב 4 - חיתוך וניקוב חם
לאחר האיטום, מכלול חוט חם או סכין לוהט חותך ומפריד בו-זמנית שקיות בודדות לאורך קו האיטום התחתון תוך ניקוב הקצה החתוך לקריעה קלה-. ממד -האגרוף-גובה התיק-נשלט על ידי סרוו- ומתכוונן ב-HMI ללא שינוי מכני.
עבור תיקי חולצות-, תחנת ניקוב שנייה חותכת את חריצי החורים ביד- בחלק העליון של התיק באמצעות קוביית חוק פלדה מותאמת. תחנה זו פועלת בדרך כלל באותו קצב מחזור כמו תחנת האיטום/חיתוך, מסונכרנת באמצעות תוכנית PLC אחת.
שלב 5 - ספירה, ערימה ואיסוף
שקיות גמורות משני הנתיבים מועברות לשולחן איסוף מרכזי או לתחנת איסוף- אוטומטית. מונה פוטואלקטרי תואם את התפוקה לפי נתיב, ומאפשר למפעילים לוודא ששני הערוצים פועלים בקצבים שווים-בדיקת איכות שימושית, שכן סטייה בין מהירויות הנתיב מאותתת על בעיה בנתיב הסרט בצד הפוגר.
תיקים נערמים בדרך כלל באריזות של 25, 50 או 100 ומאובטחים באמצעות רצועת גומי או שרוול אוטומטי- לפני שינועם לאזור האריזה.
מדדי ייצור: שני קווים מול קו בודד
| פָּרָמֶטֶר | מכונת-נתיב יחיד | דגם דו-נתיב |
|---|---|---|
| פלט אופייני | 60–120 שקיות/דקה/נתיב | 100-200 שקיות/דקה (בשילוב) |
| טווח רוחב הסרט | 400–800 מ"מ | 400–1200 מ"מ לנתיב |
| טווח רוחב התיק | 200–500 מ"מ | 150–600 מ"מ לנתיב |
| טווח אורך התיק | 200–800 מ"מ | 200–800 מ"מ |
| טווח עובי HDPE | 0.008–0.025 מ"מ | 0.008–0.030 מ"מ |
| דרישת מפעיל | אדם אחד | 1-1.5 אנשים |
| שטח רצפה | 3–4 m² | 5–7 m² |
| צריכת חשמל אופיינית | 6-10 קילוואט | 12–18 קילוואט |
נתונים שנאספו ממפרטי ציוד זמינים לציבור וסקירות טכניות שפורסמו על מערכות ייצור אריזות גמישות.
יתרון התפוקה המשולב הוא בערך 1.6–1.8× ממכונה אחת-ת דומה במקום 2× נקייה, מכיוון שכל נתיב חולק את אותה אספקת חשמל, מערכת בקרה ותשומת לב של המפעיל. פער היעילות מצטמצם במהלך ההחלפות: העיצוב הדו--נתיב דורש התאמת נתיב עצמאית עבור רוחבי תיקים שונים, שיכולים להוסיף 15-30 דקות לכל מק"ט בהשוואה להגדרה המכאנית הפשוטה יותר בציוד-בנתיב יחיד.
סוגי סרטים נפוצים והתנהגות האיטום שלהם
ציוד זה תואם לרוב סרטי האריזה הגמישים המשמשים בייצור שקיות קמעונאיות:
HDPE (פוליאתילן בצפיפות-גבוהה) - החומר הדומיננטי עבור שקיות סחורה. הוא מציע חוזק מתיחה גבוה ביחס לעובי, מחסום לחות טוב וחלון איטום רחב יחסית. אתגר העיבוד העיקרי הוא ניהול זיכרון החומר-שקיות HDPE נוטות להתכרבל בקצה האיטום אם הקירור לאחר האיטום אינו מספיק.
LDPE (פוליאתילן בצפיפות-נמוכה) - חומר זה רך וניראה יותר- מאשר HDPE. אז הוא משמש לשקיות תוצרת ותיקים קלים. טמפרטורת האיטום הנמוכה שלו מצריכה פחות אנרגיה לכל שקית. אבל טווח העובי שלו צר יותר, כך שלשינויים בעובי הסרט יש השפעה גדולה יותר על יציבות האיטום.
LLDPE (פוליאתילן צפיפות- ליניארית נמוכה) - חומר זה נותן חוזק קריעה ואיכות איטום טובים יותר מאשר LDPE. אז זה הבחירה הטובה ביותר עבור תיקים הנושאים עומסים כבדים יותר. טמפרטורת תחילת האיטום שלו נמוכה יותר. אז זה יכול לשפר את התפוקה במכונות שאין להן הרבה חום ממוט האיטום.
BOPP (פוליפרופילן בעל אוריינטציה דו-צירית) - משמש לשקיות קמעונאיות מודפסות ואריזות מזון שבהן חשובות הבהירות והנאמנות להדפסה. ל-BOPP יש טמפרטורת התחלת איטום גבוהה יותר ודורשת שכבת איטום (בדרך כלל CPP co-השחול או ציפוי אקרילי) כדי להשיג אטימות חום אמינות. בסוג זה של ציוד דו--נתיב, זה מוסיף מורכבות להגדרת הנתיב.
PLA (חומצה פולילקטית, מתכלה ביולוגית) - צוין יותר ויותר באזורים עם תקנות פלסטיק לשימוש חד פעמי.- PLA אטם בטמפרטורות נמוכות יותר (100-120 מעלות) מפוליאולפינים רגילים, אך רגיש יותר להתחממות יתר-שמעבר ל-140 מעלות גורם לסרט להידבק ולהיקרע במקום לאטום. מכונות עם בקרי PID מדויקים של טמפרטורה וזמני שהייה קצרים יותר מטפלות ב-PLA בצורה אמינה יותר.
רכיבי מפתח ותתי מערכות
הבנת מערכות המשנה הקריטיות עוזרת בעת ציון מכונה או אבחון בעיות ביצועים:
מערכת הנעת סרוו: דגמים-מתקדמים משתמשים במנוע סרוו נפרד עבור מחזור הזנת הסרט ומחזור החיתוך של כל נתיב. אז הם מחליפים את מערכות המצלמות המכניות הישנות במכונות ישנות יותר. בקרת סרוו מאפשרת לך לשנות את אורך התיק בצעדי מילימטר דרך ה-HMI מבלי לעצור את המכונה. אז זה יתרון גדול כשיש לך הזמנות עם מגבלות גודל צפופות.
PLC ו-HMI: מערכת הבקרה שומרת על הנתיבים עובדים יחד, מפעילה את רצף השחרור של הצריח, עוקבת אחר ספירות ייצור וחוסכת היסטוריית אזעקות לתיקון בעיות. רוב המכונות החדשות משתמשות בליבות של סימנס או דלתא PLC עם -מסך HMI של מסך מגע. ו-HMI אלה יכולים לשמור הגדרות מתכונים עבור עד 99 סוגי שקיות.
בקרת טמפרטורת סרגל איטום: לכל סרגל איטום יש ויסות טמפרטורת PID עצמאי. שטוחות משטח הבר-שנשמרת בטווח של ±0.02 מ"מ על פני רוחב האיטום-חשובה לא פחות מהדיוק בטמפרטורה; סרגל מעוות יוצר לחץ איטום לא עקבי לאורך הרוחב, מה שמוביל לכשלי דלמינציה ספורדיים.
צריח צריח-חבור אוטומטי: תחנת השחרור של הצריח עם יכולת-חבור אוטומטית היא -תוספת הערך- הגבוהה ביותר עבור ייצור-בנפח גבוה. בלעדיו, כל החלפת גליל מחייבת מפעיל לעצור את המכונה, להשחיל את הסרט החדש ולהפעיל מחדש-למעשה לאבד 3-5 דקות של זמן ייצור כל 30-60 דקות בהתאם לאורך הגליל.
עדיפויות תחזוקה
הפעלת מכונה לייצור תיקים עם שני קווים על פני משמרות מרובות חושפת את רכיבי המכונה ללחץ מתמשך שפעולת משמרת בודדת עמוסה קלה לעולם לא הייתה נתקלת בו. עבור ציוד הפועל בשלוש משמרות, משימות התחזוקה הבאות נושאות את ההשפעה הגבוהה ביותר:
בדיקת משטח סרגל איטום שבועית - שריטות או משקעים מפחיתים את העברת החום וגורמים לחולשת האיטום. החלף או צף מחדש את החלק כאשר הבלאי גדול מ-0.05 מ"מ.
כיול בקר מתח פעם בחודש - רקדן-קפיצי זרוע ותאי עומס משתנים עם הזמן. אז כייל אותם מחדש מול סרט עיון ידוע. אז זה שומר על יציבות גדלי התיקים.
מפלס שמן תיבת הילוכים ואיכות כפי שהיצרן אומר - רוב תיבות ההילוכים התעשייתיות זקוקות להחלפת שמן כל 2,000 שעות.
השחזה להבים כל 40-80 שעות ייצור עבור מערכות סכינים חמות/חוטי חיתוך - להבים עמומים מגבירים את רעש החיתוך, מגבירים את קצב הגרוטאות ומאיצים את הבלאי של הסדן.
חיישן מוביל קצה ניקוי שבועי - ערפל דיו ואבק מסרט מודפס מצטברים על זוג פולט/גלאי אינפרא אדום, וגורם למעקב אחר קצוות שגוי וסחיפה רוחבית.
מתי לבחור בתצורה זו
תצורת הנתיב הדו--הגיונית כלכלית כאשר מתקיימים רוב התנאים הבאים:
נפחי ההזמנות עולים על 500,000 שקיות למק"ט מדי שנה
רוחב התיק נמוך מ-450 מ"מ לכל נתיב (תיקים רחבים יותר עשויים לחרוג ממפרט רוחב הנתיב של המכונה)
סוג הסרט הוא עקבי בכל ההזמנות (מזעור תדירות החלפת נתיב)
שטח הרצפה מוגבל ומכונה עצמאית שנייה אינה אפשרית
עלויות העבודה למשמרת הופכות אופטימיזציה של-תפוקה יחידה לכדאית
מכונה -יחידה נשארת הבחירה הטובה יותר עבור חנויות עבודה המטפלות בריצות קצרות תכופות עם שונות ברוחב התיק, או עבור מתקנים המייצרים שקיות מיוחדות (למשל, חומרי הדברה בדרגת-מדיד כבד- HDPE, רב-חומרים לרבדים) הדורשים תשומת לב אישית קרובה יותר במהלך ההתקנה.
שאלות נפוצות
מה ההבדל בין מכונה זו למכשיר דו-תחנות?למכונת שתי-תחנות יש נתיב סרט אחד אבל שני ראשי יצירה/חיתוך שמתחלפים במחזור אופסט, מה שמאפשר לתחנה אחת לחתוך בזמן שהשניה מוזנת. מכונה לייצור שקית דו- מעבדת שני נתיבי סרט עצמאיים בו-זמנית, וכמעט מכפילה את התפוקה האפקטיבית בתוך גוף מכונה בודד.
האם שני הנתיבים יכולים לעבור ברוחב תיק שונה בו זמנית?כן, אם למכונה יש מערכות מובילות סרט- עצמאיות מבוקרות לכל נתיב. ניתן להגדיר כל נתיב לרוחב שקית שונה בטווח המפרט של המכונה, אם כי הדבר דורש פרמטרים נפרדים של מתכון וכוונון קפדני של מדריך הקצוות.
באיזה עובי סרט יכולה המכונה הזו להתמודד?רוב הדגמים התעשייתיים הדו-נתיבים- מטפלים במדדי סרטים מ-0.008 מ"מ (8 מיקרון) עד 0.030 מ"מ (30 מיקרון), המכסים את כל המגוון של סרטי תיקי HDPE, LDPE, LLDPE ו-BOPP סטנדרטיים. מדידים עבים יותר עשויים לדרוש מהירויות קו מופחתות כדי לשמור על איכות האיטום.
איך המכונה מטפלת בסרט מודפס?חיישני סימני הדפסה פוטו-אלקטריים- המוצבים לפני תחנת האיטום מזהים סימני רישום המודפסים על רשת הסרט. מערכת הנעת הסרוו משתמשת בסימנים אלה כדי לסנכרן את מיקום החיתוך ביחס לדפוס המודפס, תוך שמירה על רישום בטווח של ±1.0 מ"מ ברוב הריצות.
מהו זמן ההחלפה הטיפוסי בין גדלי תיקים?עבור החלפות רוחב מכאניות (שינוי מיקום מפריד נתיבים, התאמת רוחב מוט איטום), תכנן 30-60 דקות. מכונות מונעות-שרת הדורשות רק שינויי פרמטרים ב-HMI בדרך כלל משלימות שינוי גודל תוך 10-20 דקות.
הפניות
מדריך טכנולוגיות והנדסה לאריזה, מהדורה רביעית - סרטי אריזה גמישים: מאפיינים, איטום ומאפייני מחסום
Journal of Plastic Film & Sheeting - "אטימה תרמית של סרטי פוליאולפין: טמפרטורה-לחץ-אינטראקציות של שהייה בייצור שקיות תעשייתיות"
עולם האריזה הגמיש - "דאבל-ייצור שקיות נתיב: כלכלה תפוקה ושיקולים תפעוליים"
סקירת מערכות אריזה תעשייתיות - "Servo-Servo Driven Indexing in High-High Speed High Speed & Pouch Equipment"
Society of Plastics Engineers (SPE) - ארכיון ניירות טכניים: תהליכי שחול והמרה של סרטים, מדור טכנולוגיות איטום
