In eerste instantie lijken papieren emmers en papieren kommen op nauwe verwanten. Beide zijn gemaakt van PE-gecoat karton. Alles verzegeld met hitte. Beiden bedienen de voedselverpakkingsindustrie. Maar de machines die ze maken hebben heel verschillende mechanische ontwerpen. Het begrijpen van deze structurele verschillen is belangrijk voor fabrikanten om apparatuurkeuzes te maken, productie-ingenieurs om meerdere productlijnen te plannen en kopers van verpakkingen om te begrijpen waarom de gereedschapskosten en doorlooptijden verschillend zijn voor deze twee containertypen.
Uitgangspunt: De containergeometrie definieert de machine
Elk structureel verschil tussen een vormmachine voor papieren vaten en een vormmachine voor papieren kommen komt voort uit een fundamenteel verschil in het eindproduct: de tapsheidshoek en de wandhoogte.
papieren kom is een ondiepe, brede container met een lichte helling (in tegenstelling tot een verticale zijwandhoek). De verhouding tussen hoogte en diameter is klein, doorgaans 0,4:1 tot 0,7:1. De leegte die de zijwand van de kom vormt, is een redelijk platte waaier.
papieren emmer daarentegen is een hoge, diepe container met een vrijwel rechte zijwand. De hoogteverhouding bedraagt doorgaans 0,8:1 tot 1,5:1 of hoger. Stel je eens een grote papieren emmer voor voor gebakken kip, popcorn of los ijs. De blanco zijwand heeft een langere, scherpere gebogen vorm. De basisdiameter is ook veel kleiner dan de opening.
Deze vormverschillen treffen elk onderdeel van beide machinetypen.
1. Leeg voer- en snijsysteem
Papieren kommachine
In een papierkomvormmachine heeft de geschulpte zijwandplano een brede boog en een geringe radiale diepte. Aanvoersystemen-of ze nu gebruik maken van voor-gestapeld ruw materiaal of een inline roterende matrijs-snijder-verwerken ruw materiaal met een breedte in vergelijking met hun hoogte. Kies en plaats of breng deze openingen door middel van zuiging langs een hoofdzakelijk horizontaal pad naar het vormstation.
Papieremmer vormmachine
DePapieremmer vormmachinemoet omgaan met een veel grotere radiale diepte (hoogte) van het ruwe materiaal. De booghoogte van het hoge vat kan 2-3 keer zo groot zijn als die van een kom met dezelfde diameter. Dit stelt een hogere eis aan de stijfheid van de plano tijdens het transport. Hogere plano's buigen of buigen gemakkelijker. Dit kan leiden tot een verkeerde uitlijning van de vormkernen.
Om dit probleem aan te pakken, zijn vatvormmachines doorgaans ontworpen om het volgende te omvatten:
- Bredere zuignapreeks om de volledige lege hoogte te ondersteunen
- Geleiding van blanco overdrachtskanalen met zijdelingse steungeleiderail
- Hogere-precieze servo-aangedreven positioneringssystemen voor blanco's. Deze zorgen ervoor dat hoge blanco verpakkingen rechtstreeks naar de doorn gaan.
De inline roterende snijsystemen op bakmachines moeten ook grotere snijmallen en langere materiaaltrekcycli aankunnen.
2. De vormdoorn (kernmatrijs)
Dit is het meest visueel voor de hand liggende structurele verschil tussen de twee machinetypen.
Machinedoorn voor papieren kommen
De kom-vormige doorn is een relatief gedrongen conisch gereedschap met een brede-hoek. Omdat de zijwand van de kom korter is, vereist de doorn geen significante verticale verlenging. wikkelbewerking-het vouwen van de ruwe randen en het verwarmen ervan langs de zijnaad ze dichten-worden voltooid binnen een korte verticale reisafstand.
De doorn in een kom-vormige machine werkt gewoonlijk in een vormvolgorde van boven-: het plano bevindt zich onder de doorn, de doorn daalt af naar het plano en de verpakkingsvleugels vouwen het plano rond de kegel, waardoor de doorn wordt afgedicht voordat deze krimpt.
Papieremmer die machinedoorn vormt
De doorn van de papieremmervormmachine is groter en smaller. Het is ook sterker voor het verwerken van hogere buigkrachten als gevolg van het verpakken van een hoge, stijve kartonnen plano rond het vrijwel rechte conische oppervlak.
emmermachines worden meestal gevormd in een bottom- of dwarse verpakkingsvolgorde:
- De plano wikkelt zich vanaf de onderkant van de doorn naar boven. Of flankeer ze allebei.
- Het zijnaadafdichtingsstation moet de volledige naadhoogte aankunnen. Grote emmers kunnen 150-250 mm groot zijn.
- Bij het sealproces is meer klemkracht nodig om de knuppel vlak op de doorn te houden. De overhead duwt hard terug.
Ook moet het doornindexeringssysteem op een bakmachine een strakkere hoekuitlijning behouden. Elke draai aan het begin van de omslagdoek wordt erger naarmate de naadhoogte hoger is.
3. Systeem voor het vormen en inbrengen van de basis
Beide typen machines moeten in een voor-gesneden cirkelvormige basisschijf worden geplaatst en aan de onderkant van de gevormde zijwand worden afgedicht. Maar het basisinbrengsysteem varieert sterk in vorm en tijd.
Inbrengen van de bodem van de papierbak
Bij een kommenmachine is de diameter van de basisschijf vrij groot in verhouding tot de hoogte van de container. Meestal wordt de basis van onderaf in de vormbeker gedrukt, terwijl de zijwand op de doorn blijft. Een flens- en krulgereedschap rolt de basis van de zijwand naar binnen op de basisschijf. Dit maakt mechanische sloten. Warmte of ultrasone energie voltooien de afdichting.
Omdat de kom ondiep is, heeft de bodeminsteek een korte weg. Er is niet veel nodig om de basis samen te drukken. Het basistoevoersysteem-meestal een roterend schijf-vormig magazijn met een vacuümopname-werkt met een hoge circulatiesnelheid die past bij de hoge vormingssnelheid van de kommachine.
Papieremmer die machinebasisinvoeging vormt
Op een papiervatenvormmachine is de basisschijf kleiner dan de totale hoogte van de container. Het wordt in een diepe holte van een gevormde laterale cilinder geplaatst. Dit vereist een langere reis naar de basis van de pons om de schijf in de juiste diepte van de hoge zijwand te duwen.
Basisgereedschap voor krullen en flensvormen moet verder in de container worden geplaatst. het flens-rolgereedschap is ook verkrijgbaar in verschillende vormen. Het is ontworpen om in een kleinere ruimte te werken aan de basis van een hoge, smalle cilinder. Dit is anders dan de openingsvorm van een ondiepe kom.
De werksnelheid van het bakbasisinbrengsysteem is doorgaans lager dan dat van het bakbasissysteem. Hoe langer elke auto rijdt, hoe lager de maximumsnelheid.
4. Rolstation voor de bovenvelg
De bovenranden van de kommen en emmers worden mechanisch naar buiten gerold om een ronde, verbeterde lipvorm te creëren die zijn vorm behoudt en een afgesloten deksel biedt.
Kommachine velg rollen
Bij de rolranden wordt gebruik gemaakt van een gereedschap met een vrij korte rand. Het gereedschap maakt in zeer korte tijd perfect contact met de rand van de kom. Omdat de kom breder in hoogte is, kan het walsgereedschap breed of laag zijn.
Emmermachine velg rollen
Vanwege zijn vorm is het moeilijk om de rand van een papiervatenvormmachine te rollen. De tonranden -, hoewel qua diameter vergelijkbaar met veel komranden -, bevonden zich bovenaan een hoge, smalle cilinder. Het rolgereedschap moet de velg gelijkmatig aandrukken zonder de hoge zijwand eronder te buigen.
Bakranden worden meestal gerold door roterende cilinders of spoelen. Het gevormde vat draaide tegen de gevormde trommel. Dit zorgt voor een consistente rol van de lippen. Maar het vereist een complexer roterend indexeringsstation dan het eenvoudigere vaste gereedschap dat in de meeste kommachines wordt gebruikt.
De kooi of mof die de trommel ondersteunt tijdens het rollen van de velg moet overeenkomen met de buitendiameter van de trommel. Dit voorkomt dat de bak onder invloed van het rollen elliptisch wordt.
5. Machineframe en aandrijfarchitectuur
De combinatie van deze mechanische verschillen leidt tot duidelijk verschillende mechanische ontwerpen:
|
Functie |
Papieren komvormmachine |
Papieremmer vormmachine |
|
Totale machinehoogte |
Lager (compact) |
Hoger (doornhoogte) |
|
Het vormen van stationreizen |
Korte verticale slag |
Lange verticale of laterale slag |
|
Machinevoetafdruk |
Compact tot middelgroot |
Middelgroot tot groot |
|
Aandrijfsysteem |
Cam-aangedreven of servo |
Zware- servo- of hydraulische ondersteuning |
|
Cyclussnelheid (typisch) |
45–90 cycli/min |
20–55 cycli/min |
|
Gereedschapskosten |
Gematigd |
Hoger (grotere, complexere matrijzen) |
De hogere structurele eisen van tongieten - hogere ruwheid, een diepere basis, langere naadafdichtingen - betekenen gewoonlijk lagere maximale productiesnelheden dan komgieten bij hetzelfde kostenniveau.
6. Verschillen in het Heat Sealing-systeem
Beide machinetypes maken gebruik van hetelucht- of verwarmingsgereedschap om de zijnaden en substraatflenzen van polyethyleen gecoat karton af te dichten. Maar de instellingen voor smeltlassen zijn anders:
- Zijnaadafdichting: Bakmachines moeten bij elke cyclus worden verwarmd en afgedicht voor langere naden. Langere naden vereisen een langere stoptijd (om te vertragen) of een langere verwarmingszone met meerdere verwarmingsonderdelen.
- Bodemnaadafdichting: voor de diepte van de loop zijn langere afdichtingsgereedschappen nodig. Deze gereedschappen moeten een nauwkeurigere temperatuurregeling hebben om te voorkomen dat de onderste zijwand oververhit raakt.
- Dikte van karton: Onbewerkte ton is doorgaans zwaarder dan onafgewerkte ton zwaarder (320-450 g/m²). Dit vereist meer warmte en langere afgedichte contacttijden.
Conclusie
Papieren vat, een papieremmervormmachine en een papierkomvormmachinestructuur is niet klein. Ze komen voort uit zeer verschillende mechanische vereisten op basis van de vorm van de container. De combinatie van onbewerkte hoogte, doorndiepte, insteekbereik van de basis, velggeometrie en naadlengte geeft de machine dezelfde basisafwerking, maar het gedetailleerde ontwerp varieert voor bijna elk onderdeel.
Voor verpakkingsmakers die naar apparaten kijken, zou de keuze tussen twee machinetypen moeten beginnen met duidelijke productspecificaties-containergrootte, wandhoogte en doeluitvoer-in plaats van een algemene voorkeur voor één machinetype. Machines die worden gebruikt voor de snelle productie van kommen zullen niet goed werken of goedkoop worden gebruikt om diepe emmers te vormen. Hetzelfde zou van de ander kunnen worden gezegd.
Als u deze verschillen begrijpt, kunnen kopers de juiste vragen stellen. Het helpt hen de gereedschapskosten correct in te schatten. Het helpt hen ook de kostbare fout te vermijden om het verkeerde platform voor hun productlijn te kiezen.
Primaire referenties:
- ISO 15223-1 - Symbolen en conventies voor documentatie over verpakkingsmachines
- TAPPI T 822 - Ringverbrijzelingstest voor karton (drukstijfheid van basismateriaal)
- NL 15593 - Hygiënevereisten voor verpakkingsmachines voor toepassingen die in contact komen met voedsel
- GB/T 27589-2011 - Papieren containers voor voedselgebruik (China National Standard - maat- en materiaalbenchmarks)
- FDA 21 CFR Part 176 - Indirecte voedseladditieven: papier- en kartonnen componenten (conformiteit met PE-coating voor verpakkingen die met voedsel in contact komen)
- TAPPI T 410 - Grammage van papier en karton (verificatie van grondstofspecificaties)
