Alta taxa de ferralla en l'estampació en calent del paquet de cigarrets; millorar aquest dispositiu pot reduir-lo de manera efectiva!
Actualment, a l'empresa on treballo, durant el procés d'estampació en calent 3D dels productes de paquets de cigarrets, sovint s'ha d'aturar la màquina perquè la pressió és massa alta o massa baixa. La base d'estampació s'ha de treure repetidament per ajustar la pressió. A més, a l'hora de buscar la posició on cal ajustar la pressió i el mètode d'ajust específic, es consumeix un cert temps que genera ferralla d'estampació en calent. A més, com que els operadors no poden localitzar directament les àrees de compensació de pressió, han de buscar i aturar la màquina repetidament per ajustar-la. Durant aquest procés, la temperatura d'estampació canvia, donant lloc a ferralla d'estampació en calent, tal com es mostra a la figura 1. Els factors anteriors afecten directament l'eficiència de la producció i el rendiment del producte acabat de la producció de paquets de cigarrets.
Figura 1 Residus d'estampació d'alumini
Problemes amb els mètodes existents
El mètode actual de compensació de pressió d'estampació de làmines tridimensionals consisteix principalment en col·locar directament el paper de compensació de pressió- a la part posterior del motlle de resina ① a la figura 2, i després utilitzar cola per enganxar-lo a la placa base d'estampació de làmines ②, aconseguint així un ajust de pressió (premsament) durant el procés d'estampació de làmines. Si la pressió durant el procés d'estampació de làmines no compleix els requisits del procés, cal aixecar tot el motlle de resina. Aleshores, d'acord amb una comparació de l'efecte d'estampació de làmina del producte amb l'àrea de pressió que cal ajustar, es troba la posició corresponent. A continuació, el paper de compensació de pressió-s'adjunta a la part posterior del motlle de resina ①-2 i s'enganxa a la placa base d'estampació de làmines ② per aconseguir la compensació de pressió.
Figura 2 Diagrama esquemàtic del dispositiu de pressió de compensació d'estampació tridimensional original
Durant aquest procés, la posició del motlle de base de resina i la matriu d'estampació poden canviar, per la qual cosa és necessari comprovar i ajustar la posició repetidament, donant lloc a un llarg temps d'ajust i una major probabilitat de defectes d'estampació a causa d'un posicionament incorrecte. Al mateix temps, a causa dels ajustos repetits, el paper de la capa inferior també es pot deformar i danyar, cosa que afecta l'efecte d'estampació general. La vista lateral del dispositiu de pressió de compensació d'estampació tridimensional original es mostra a la figura 3.
Figura 3 Vista lateral del dispositiu original de compensació de pressió d'estampació en calent en tres-dimensions
A més, a causa de les diferències en les habilitats tècniques dels operadors, el moment i l'eficàcia de la compensació de la pressió d'estampació en calent tridimensional -poden variar.
Anàlisi i verificació de viabilitat
Durant l'ús del dispositiu de posicionament original, prenent com a exemple la caixa petita del paquet de cigarrets "Set Wolves (blau)", hi ha un total de 36 dispositius de posicionament d'estampació per a un producte de 18-peces. L'ajust de la pressió generalment triga entre 7 i 9 hores o fins i tot més. Cada ajust pot provocar una desalineació entre el motlle inferior de resina i la placa base d'estampació, la qual cosa requereix reposicionament i ajust, la qual cosa requereix molt de temps-. Mentrestant, durant el procés d'estampació, la pressió d'estampació afecta directament la qualitat de l'estampació. Si la pressió és massa alta o massa baixa, es produeixen segells defectuosos, com ara picadures d'estampació, estampació incompleta o-mosca d'or. Per tant, cal aturar la màquina per identificar les zones que necessiten ajust de pressió i fer els ajustos corresponents. L'àrea que s'ha d'estampar sol representa una petita proporció de la superfície total del producte, és a dir, l'àrea d'ajust és petita i canvia amb freqüència, la qual cosa requereix una paciència considerable per als ajustos de pressió repetits. Les parades repetides de la màquina d'estampació en calent afecten directament la temperatura de l'equip i, si la temperatura és massa alta o massa baixa, es produirà una estampació defectuosa. Per tant, els materials del dispositiu escollits han de ser resistents a la calor, estables i no es poden deformar ni danyar fàcilment durant ajustaments i moviments flexibles repetits.
Mitjançant l'anàlisi dels problemes-esmentats anteriorment, l'equip del projecte va optimitzar i actualitzar els materials de resina originals i el rendiment del producte. Es preveu utilitzar un dispositiu de posicionament de material de resina que permeti un ajust ràpid de la pressió, que utilitza una estructura composta per fixar part del material de l'estructura de posicionament, alhora que canvia l'àrea del nucli en un mecanisme mòbil o flexible. L'estructura global es basa en una part fixa com a base, amb una part mòbil incrustada dins d'ella. Això permet una compensació tridimensional de la pressió d'estampació en calent durant el procés d'ajust de pressió, escurçant de manera efectiva el temps d'ajust de pressió i reduint els residus d'ajust de la màquina.
A més, per resoldre el problema d'identificar repetidament àrees per als ajustos de compensació de pressió, el dispositiu ha d'incorporar línies de patrons bàsiques del disseny d'estampació. A partir d'aquestes consideracions, en la selecció global del material, a més del motlle de fons de resina fixa, l'equip del projecte també utilitza cartró d'ús freqüent per a l'embalatge de cigarrets com a part fixa de base (el disseny general és principalment trapezoïdal per garantir la connexió entre estructures fixes i incrustades), prepara una certa quantitat de paper de calc translúcid (amb el contingut que s'ha d'estampar com a tampó de la seva superfície). Finalment, això forma un dispositiu incrustat capaç de compensar ràpidament la pressió del procés d'estampació en calent en tres-dimensions. El diagrama de desglossament del material i les vistes en perspectiva real de l'aplicació es mostren a les figures 4 i 5.
图4 嵌入式快速补偿立体烫印工艺压力装置的材料分解图
Figura 5 Vista en perspectiva de l'aplicació real del dispositiu de pressió de procés d'estampació en calent tridimensional de compensació ràpida incrustat
A les figures 4 i 5, el material ①, la capa base del motlle de resina, té una mida global de marc coherent amb el cartró ④ o el paper base que s'ha d'estampar. La seva funció principal és garantir que la primera capa s'uneix i s'alinea completament amb la capa base, protegint els dispositius incrustats i les propietats del material de ② i ③.
El material ②, la capa de paper de calc, és absorbent i pot absorbir la humitat generada per la calor durant el procés d'estampació alhora que assegura que no es deformi ni es faci malbé. Al mateix temps, la capa de material de paper de calc s'ha d'imprimir o dibuixar segons el patró del motlle de resina. Depenent de l'efecte de presentació de l'àrea d'estampació del producte, pot localitzar directament les zones on es necessita un ajust de pressió, reduint el temps de cerca i ajust, reduint les taxes de ferralla i millorant l'eficiència de la producció.
El material ③, la làmina de coure, té una certa duresa i pot actuar com a amortidor durant el procés d'estampació. Protegeix el motlle de resina de l'esquerda i facilita l'eliminació i la inserció de la capa de paper de calc.
El material ④, el cartró o el paper base que cal estampar, està dissenyat amb retallables. Les zones retallades corresponen a les àrees d'aspecte dels materials ② i ③, formant un disseny complet de ranures incrustades amb ④, mantenint la posició fixa sense desplaçar-se ni deformar-se. L'adaptabilitat general del material ④ s'adapta millor als requisits del procés d'estampació. Després de la primera-conexión basada en el registre amb la placa d'estampació, aquesta capa de material ja no es mou ni s'utilitza durant els ajustos de pressió posteriors i es pot fixar directament a la placa base d'estampació.
Eficàcia real del pla millorat
El dispositiu de posicionament millorat soluciona primer el problema causat pel mètode de compensació de pressió convencional, on l'aixecament del motlle de resina en general provoca ajustos repetits i desalineació amb la placa d'estampació, reduint la ferralla a causa de l'estampació desalineada. En segon lloc, l'estructura incrustada, alhora que garanteix l'estabilitat general de l'alineació, permet treure la làmina de coure i el paper de calc per a la compensació de pressió corresponent, reduint el temps necessari per ajustar l'alineació i localitzar les àrees que necessiten ajust de pressió. A més, el disseny global integrat, basat en la selecció del material, pot minimitzar la necessitat de remanufacturar el dispositiu de posicionament a causa de l'absorció d'aigua, millorant la utilització del dispositiu.
El diagrama de desmuntatge del dispositiu de pressió d'estampació en calent tridimensional de compensació ràpida incrustat es mostra a la figura 6, amb les funcions específiques de la següent manera: utilitzant un enfocament incrustat i l'estructura incrustada de diferents capes de material per a extreure flexible-(part extreure{-expandida a la figura 7), l'estructura composta del paper de calc es pot extreure directament i es pot extreure directament d'acord amb el paper de dibuix i les imatges de coure. necessitats d'ajust per als ajustos corresponents, aconseguint facilitat d'operació i ús repetible. El diagrama de síntesi del dispositiu de pressió d'estampació en calent tridimensional de compensació ràpida incrustat es mostra a la figura 8.
Figura 6 Vista explosiva del dispositiu de pressió per al procés d'estampació en calent estereoscòpica de compensació ràpida incrustada
Figura 7 Extreu-la vista ampliada de la secció
Figura 8 Diagrama esquemàtic del dispositiu de pressió de procés d'estampació en calent estèreo de compensació ràpida incrustat
En el procés de producció real, la capa de material de pel·lícula de base de resina i la part de cartró constitueixen una àrea trapezoïdal fixa. Quan estireu l'estructura composta del paper d'àcid sulfúric i la làmina de coure, la compensació de pressió del paper d'àcid sulfúric es pot ajustar segons la qualitat de l'àrea d'estampació del producte. Les característiques del material, com ara l'absorció d'aigua del paper d'àcid sulfúric i la duresa de la làmina de coure, no es deformen ni es danyin fàcilment durant l'estirada repetida, protegint el motlle de base de resina de l'esquerda i maximitzant l'estabilitat de l'efecte general del dispositiu d'estampació. A més, la zona trapezoïdal fixa garanteix la precisió de posició de tot el dispositiu, evitant la desalineació.
Després d'un període de funcionament estable, el nou dispositiu de posicionament (tal com es mostra a la figura 9) s'ha aplicat en el procés de producció de les caixes de cigarrets "Seven Wolves (Blue)" de l'empresa. El dispositiu de posicionament demostra un efecte significatiu, amb el temps d'ajust de la pressió estabilitzat en 2-3 hores, la qual cosa representa una reducció d'aproximadament un 71,43% respecte al temps anterior, aconseguint l'objectiu esperat i millorant l'eficiència.
Figura 9 Diagrama esquemàtic de la instal·lació general del dispositiu de pressió d'estampació en calent 3D de compensació ràpida incrustat
A més, en l'aplicació pràctica del dispositiu, com que la pressió és estable i el temps d'ajust de la pressió es redueix, es minimitzen els canvis de temperatura causats per l'aturada durant l'estampació en calent i s'han reduït significativament els residus d'estampació en calent, millorant el rendiment. La proporció anual de residus d'estampació en calent de les caixes petites del paquet de cigarrets "Septwolves (blau)" entre tots els residus va disminuir d'un màxim del 24,87% al 4,75% el 2025, reduint efectivament la taxa de residus d'estampació en calent.
La pràctica anterior demostra que el dispositiu de pressió d'estampació en calent 3D de compensació ràpida incrustat té avantatges com ara una estructura raonable, un baix cost de fabricació i una instal·lació i un funcionament senzills. Aquest dispositiu també es pot aplicar a altres escenaris, mostrant cert valor promocional en el procés d'estampació en calent.