في صناعة الأكياس البلاستيكية ذات الحجم الكبير-، فإن عدد الأكياس التي تحصل عليها من المساحة الأرضية لكل ماكينة هو الرقم الرئيسي الذي يحدد التكلفة لكل كيس. لذلك أآلة صنع الأكياس بخطينيعمل على حل هذه المشكلة عن طريق وضع مسارين إنتاج منفصلين بجوار بعضهما البعض. ثم تقوم بمضاعفة الناتج من إطار آلة واحد، وعامل واحد، ومجموعة واحدة من لفات الفيلم. إن فهم كيفية عمل -بنية القناة المزدوجة هذه-والمكان الذي تخلق فيه كفاءة حقيقية مقابل المكان -الآلات ذات المسار الواحد التي تظل مفضلة-يساعد مديري الإنتاج ومحددي المعدات على اتخاذ قرارات شراء مدروسة.,
البنية الأساسية: ما الذي يجعلها "خطين"
من الأفضل فهم ترتيب المسار المزدوج في قلب ماكينة صنع الأكياس ذات الخطين من خلال مقارنته بالبدائل. أقرب منافس هو -آلة محطتين-شبكة فيلم واحدة ورأسين تشكيل متناوبين. يعمل أسلوب المسار المزدوج- على تشغيل شبكتين منفصلتين من الأفلام بالتوازي، مما يؤدي بشكل أساسي إلى تغيير مفاضلات الإنتاجية والتعقيد-.
السمة المميزة لآلة تصنيع الأكياس ذات الخطين هي وجود قناتين متوازيتين لفك الفيلم وتغذيته وختمه تعملان في وقت واحد داخل جسم الآلة الواحدة. يعمل كل مسار بشكل مستقل، ولهذا السبب يُطلق على هذا التكوين أحيانًا اسم نظام صنع الأكياس ثنائي القنوات-. بدلاً من تشغيل شبكة فيلم سريعة واحدة وقطعها إلى نصفين عند الإخراج، تحافظ الآلة على مسارين مستقلين للأفلام من محطة الفك عبر منطقة الختم-و-القطع.
يتم سحب كل حارة من محطة استرخاء مخصصة مثبتة على نفس مجموعة العمود. يتم توفير الفيلم على شكل لفات، بعرض 500-1000 مم عادةً لكل حارة، ويتم ربطه بشكل فردي من خلال نظام التحكم في التوتر لكل حارة قبل أن يتقارب في محطة الختم. عند هذه النقطة، تتم معالجة الشبكتين المتوازيتين من خلال آليات القطع والجمع المشتركة.
تعتبر هذه البنية مهمة لأنها تتجنب -اختلالات توتر الويب التي تحدث عندما يُطلب من شبكة ويب واسعة واحدة تغذية قسمين من عرض الكيس-في وقت واحد. التحكم المستقل في شد المسار-عادةً عبر الفرامل المغناطيسية أو الراقصة-ردود فعل الذراع-يحافظ على ثبات كل مسار فيلم وقابل للتنبؤ به، وهو ما يترجم مباشرة إلى تفاوتات أكثر صرامة في الأكياس النهائية.
كيف تعمل الآلة: خطوة بخطوة
الخطوة 1 - فك الفيلم والتحكم في التوتر
يتم تركيب بكرتين من الأفلام على دعامة فك عمود -ثنائية عند طرف التغذية بالجهاز. يبلغ قطر قلب اللفة القياسية 76 مم (3 بوصة) أو 152 مم (6 بوصة)، ويتراوح عرض اللفة عادة من 400 إلى 1200 مم اعتمادًا على أحجام الأكياس التي يتم إنتاجها.
أثناء تشغيل الماكينة، يتم سحب الفيلم من كل لفة وتمريره عبر مجموعة ذراع الراقص أو وحدة التحكم في شد الخلية- التي تعمل على ضبط عزم دوران الكبح بشكل مستمر. بالنسبة لفيلم HDPE-وهو مادة يتم ربطها بالرباط-بشكل ملحوظ أثناء البثق-يعد الحفاظ على شد التفكيك الثابت أمرًا بالغ الأهمية؛ يؤدي التباين الذي يتجاوز ± 10% من نقطة الضبط إلى تدهور تسطيح الكيس واتساق الختم بشكل مباشر.
يسمح فك البرج الأوتوماتيكي بالإنتاج المستمر دون التوقف لتغييرات اللفات. عند استنفاد لفة واحدة، يتم وضع فهرسة البرج لوضع اللفة الاحتياطية في موضعها بينما يقوم شريط الربط مسبقًا- بتطبيق القائد على شبكة الإنترنت الجاري تشغيلها، عادةً مع فقدان أقل من 3 أمتار من الفيلم لكل لصق.
الخطوة 2 - تسطيح الفيلم وتغذية السكك الحديدية
يقوم كل حارة بتوجيه شبكة الفيلم الخاصة بها من خلال مجموعة من أدوات التسطيح-أزواج من البكرات المطلية بالمطاط-والتي تزيل التجعد الناتج أثناء اللف-ثم من خلال أنظمة توجيه الحافة التي تعمل على توسيط الشبكة بالنسبة إلى المرجع الميكانيكي للمسار. تستخدم معظم النماذج الصناعية في هذه الفئة أجهزة كشف الحواف بالموجات فوق الصوتية أو الأشعة تحت الحمراء التي تتغذى مرة أخرى إلى مشغل دليل الحافة المتحكم فيه - المؤازر، مع الحفاظ على الموضع الجانبي في حدود ±0.5 مم.
يتم تنفيذ الطي المجمع، إذا كانت الحقيبة المستهدفة تشتمل على مجمعات جانبية، في هذه المرحلة عن طريق مجموعة ألواح مجمعة تعمل مسبقًا على -طي حواف الفيلم إلى الداخل قبل أن يصل النسيج إلى منطقة الغلق.
الخطوة 3 - الختم الحراري
يتجه كلا المسارين إلى محطة الختم الحراري، حيث يقوم زوج من قضبان الغلق المسخنة-واحدة لكل حارة-بتطبيق درجة حرارة وضغط يتم التحكم فيهما عبر الغشاء لتشكيل الختم الطولي للحقيبة والحافة العلوية.
تختلف معلمات الختم حسب نوع الفيلم:
HDPE: درجة حرارة الختم 130-160 درجة، ضغط الختم 0.3-0.5 ميجا باسكال، وقت الانتظار 0.2-0.5 ثانية
البولي إثيلين المنخفض الكثافة: درجة حرارة الختم 110-140 درجة، ضغط الختم 0.2-0.4 ميجا باسكال، وقت الانتظار 0.2-0.4 ثانية
LLDPE: درجة حرارة الختم 115-145 درجة، ضغط الختم 0.2-0.4 ميجا باسكال، وقت التثبيت 0.2-0.5 ثانية
BOPP: درجة حرارة الختم 130-165 درجة، ضغط الختم 0.3-0.5 ميجا باسكال، وقت الانتظار 0.3-0.6 ثانية (يحتاج CPP أو طلاء مانع للتسرب لختم نظيف)
لذلك،-توجد قضبان إغلاق مزدوجة المسار في عناصر تحكم منفصلة في درجة الحرارة. ومن ثم يمكن ضبط كل مسار لنوع فيلم مختلف إذا كانت خطة الإنتاج تحتاج إلى تغييرات سريعة بين أنواع الأكياس.
الخطوة 4 - القطع الساخن والتثقيب
بعد الختم، تقوم مجموعة سلك ساخن أو سكين ساخن في نفس الوقت بقطع وفصل الأكياس الفردية على طول خط الختم السفلي أثناء ثقب الحافة المقطوعة لسهولة التمزيق-. يتم التحكم في البعد -للخارج-ارتفاع الكيس-مؤازرًا-وقابل للتعديل على واجهة HMI بدون تغيير ميكانيكي.
بالنسبة لأكياس القمصان-، تقوم محطة تثقيب ثانية بقطع فتحات اليد-في الجزء العلوي من الكيس باستخدام قالب فولاذي مطابق. تعمل هذه المحطة عادةً بنفس معدل الدورة مثل محطة الختم/القطع، والتي تتم مزامنتها عبر برنامج PLC واحد.
الخطوة 5 - العد والتكديس والجمع
يتم نقل الأكياس الجاهزة من كلا المسارين إلى طاولة التجميع المركزية أو محطة التعبئة التلقائية. يقوم العداد الكهروضوئي بحساب الإخراج حسب المسار، مما يسمح للمشغلين بالتحقق من أن كلتا القناتين تعملان بمعدلات مكافئة-وهو فحص مفيد للجودة، نظرًا لأن الاختلاف بين سرعات الممر يشير إلى وجود مشكلة في مسار الفيلم على الجانب المتأخر.
يتم عادةً تجميع الأكياس في عبوات مكونة من 25 أو 50 أو 100 كيس ويتم تأمينها بشريط مطاطي أو غلاف تلقائي- قبل نقلها إلى منطقة التعبئة.
مقاييس الإنتاج: خطين مقابل خط واحد
| المعلمة | آلة ذات حارة واحدة- | نموذج المسار المزدوج- |
|---|---|---|
| الإخراج النموذجي | 60-120 كيس / دقيقة / حارة | 100-200 كيس / دقيقة (مجتمعة) |
| نطاق عرض الفيلم | 400-800 ملم | 400-1200 ملم لكل حارة |
| نطاق عرض الحقيبة | 200-500 ملم | 150-600 ملم لكل حارة |
| نطاق طول الحقيبة | 200-800 ملم | 200-800 ملم |
| نطاق سمك HDPE | 0.008-0.025 ملم | 0.008-0.030 ملم |
| متطلبات المشغل | 1 شخص | 1-1.5 شخص |
| مساحة الأرضية | 3–4 m² | 5–7 m² |
| سحب الطاقة النموذجي | 6-10 كيلو واط | 12-18 كيلو واط |
تم تجميع البيانات من مواصفات معدات الصناعة المتاحة للجمهور والمراجعات الفنية المنشورة لأنظمة إنتاج التغليف المرنة.
تبلغ ميزة الإخراج المجمعة تقريبًا 1.6–1.8× آلة ذات حارة واحدة قابلة للمقارنة بدلاً من 2× نظيفة، لأن كل حارة تشترك في نفس الإمداد الكهربائي ونظام التحكم واهتمام المشغل. تضيق فجوة الكفاءة أثناء عمليات التبديل: يتطلب تصميم المسار المزدوج- تعديلًا مستقلاً للمسار لمختلف عروض الأكياس، وهو ما يمكن أن يضيف 15 إلى 30 دقيقة لكل SKU مقارنة بالإعداد الميكانيكي الأبسط على معدات المسار الواحد-.
أنواع الأفلام الشائعة وسلوك الختم الخاص بها
هذا الجهاز متوافق مع معظم أفلام التغليف المرنة للسلع المستخدمة في إنتاج أكياس البيع بالتجزئة:
HDPE (-البولي إيثيلين عالي الكثافة) - المادة السائدة في أكياس البضائع. إنه يوفر قوة شد عالية بالنسبة للسمك، وحاجز رطوبة جيد، ونافذة إغلاق واسعة نسبيًا. التحدي الأساسي للمعالجة هو إدارة ذاكرة المادة-تميل أكياس البولي إيثيلين عالي الكثافة إلى الالتفاف عند حافة الختم إذا كان التبريد بعد الختم غير كافٍ.
LDPE (بولي إيثيلين-منخفض الكثافة) - هذه المادة أكثر ليونة وأكثر شفافية-من خلال HDPE. لذلك يتم استخدامه لإنتاج الحقائب وحقائب الحمل الخفيفة. تستخدم درجة حرارة الختم المنخفضة طاقة أقل لكل كيس. لكن نطاق سمكها أضيق، لذا فإن التغيرات في سمك الفيلم لها تأثير أكبر على ثبات الختم.
LLDPE (بولي إيثيلين خطي منخفض الكثافة-) - توفر هذه المادة قوة تمزق وجودة إغلاق أفضل من LDPE. لذا فهو الخيار الأفضل للحقائب التي تحمل أحمالًا أثقل. درجة حرارة بداية الختم أقل. لذلك يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الإنتاج على الأجهزة التي لا تحتوي على الكثير من الحرارة من شريط الختم.
BOPP (البولي بروبيلين ثنائي المحور) - يستخدم لأكياس البيع بالتجزئة المطبوعة وتغليف المواد الغذائية حيث يكون الوضوح ودقة الطباعة مهمًا. يتمتع BOPP بدرجة حرارة أعلى لبدء الختم ويتطلب طبقة مانعة للتسرب (عادةً بثق CPP co- أو طلاء أكريليك) لتحقيق أختام حرارية موثوقة. في هذا النوع من المعدات-المزدوجة المسار، يزيد هذا من تعقيد إعداد المسار.
PLA (حمض متعدد اللاكتيك، قابل للتحلل الحيوي) - يتم تحديده بشكل متزايد في المناطق التي تطبق لوائح استخدام البلاستيك مرة واحدة-. يغلق PLA عند درجات حرارة أقل (100-120 درجة) من البولي أوليفينات التقليدية ولكنه أكثر حساسية للسخونة الزائدة-التي تتجاوز 140 درجة مما يؤدي إلى التصاق الغشاء وتمزقه بدلاً من إغلاقه. تتعامل الآلات المزودة بوحدات تحكم PID دقيقة في درجة الحرارة وأوقات سكون أقصر مع PLA بشكل أكثر موثوقية.
المكونات الرئيسية والأنظمة الفرعية
يساعد فهم الأنظمة الفرعية الهامة عند تحديد جهاز أو تشخيص مشكلات الأداء:
نظام القيادة المؤازرة: تستخدم الطرز الأعلى -محركًا مؤازرًا منفصلاً لدورة تغذية وقطع الفيلم لكل مسار. لذا فهم يستبدلون أنظمة الكامات الميكانيكية القديمة بالأجهزة القديمة. يتيح لك التحكم المؤازر تغيير طول الكيس بخطوات ملليمتر من خلال واجهة HMI دون إيقاف الماكينة. لذا فهذه ميزة إضافية كبيرة عندما يكون لديك طلبات ذات حدود ضيقة للحجم.
PLC وHMI: يحافظ نظام التحكم على عمل الممرات معًا، ويدير تسلسل فك البرج، ويتتبع أعداد الإنتاج، ويحفظ تاريخ الإنذار لإصلاح المشكلات. تستخدم معظم الأجهزة الجديدة مراكز Siemens أو Delta PLC المزودة بشاشات HMI- تعمل باللمس. ويمكن لأجهزة HMI هذه حفظ إعدادات الوصفة لما يصل إلى 99 نوعًا من الأكياس.
التحكم في درجة حرارة شريط الختم: كل شريط ختم لديه تنظيم مستقل لدرجة الحرارة PID. إن استواء سطح القضيب-الذي يتم الحفاظ عليه ضمن ±0.02 مم عبر عرض الختم-لا يقل أهمية عن دقة درجة الحرارة؛ يخلق الشريط الملتوي ضغطًا مانعًا غير متناسق على طول العرض، مما يؤدي إلى فشل التصفيح بشكل متقطع.
برج الربط التلقائي للفيلم-: تعتبر محطة الفك البرجية المزودة بإمكانية الربط التلقائي-أعلى-قيمة مضافة-للإنتاج بكميات كبيرة-. بدونها، يتطلب كل تغيير في اللفة من المشغل إيقاف الماكينة، وربط الفيلم الجديد، وإعادة التشغيل-بشكل فعال، مما يؤدي إلى فقدان 3-5 دقائق من وقت الإنتاج كل 30-60 دقيقة اعتمادًا على طول اللفة.
أولويات الصيانة
يؤدي تشغيل ماكينة تصنيع الأكياس المكونة من خطين عبر نوبات عمل متعددة إلى تعريض مكونات الماكينة لضغط مستمر لا يمكن أن تواجهه عملية -وردية واحدة محملة بشكل خفيف على الإطلاق. بالنسبة للمعدات التي تعمل بثلاث نوبات عمل، فإن مهام الصيانة التالية لها أكبر الأثر:
يؤدي فحص سطح شريط الختم أسبوعيًا - إلى تقليل خدوش السطح أو الترسبات من انتقال الحرارة وتسبب ضعف الختم. استبدل الجزء أو أعد تسطيحه عندما يزيد التآكل عن 0.05 مم.
معايرة وحدة التحكم في التوتر مرة واحدة في الشهر - الراقصة-تتغير نوابض الذراع وخلايا التحميل بمرور الوقت. لذا قم بإعادة معايرتها مقابل فيلم مرجعي معروف. وهذا يحافظ على ثبات أحجام الأكياس.
مستوى زيت علبة التروس وجودته كما يقول المصنع - تحتاج معظم علب التروس الصناعية إلى تغيير الزيت كل 2000 ساعة.
شحذ الشفرة كل 40-80 ساعة إنتاج لأنظمة قطع الأسلاك/السكاكين الساخنة - تعمل الشفرات الباهتة على زيادة ضوضاء القطع، وزيادة معدل الخردة، وتسريع تآكل السندان.
ينظف مستشعر دليل الحافة - أسبوعيًا رذاذ الحبر والغبار من الفيلم المطبوع الذي يتراكم على زوج باعث/كاشف الأشعة تحت الحمراء، مما يتسبب في تتبع حافة زائفة وانحراف الويب الجانبي.
متى تختار هذا التكوين
يكون تهيئة المسار المزدوج-مفيدًا من الناحية الاقتصادية عندما تنطبق معظم الشروط التالية:
تتجاوز أحجام الطلب 500000 كيس لكل SKU سنويًا
عرض الكيس أقل من 450 مم لكل حارة (قد تتجاوز الأكياس الأوسع نطاقًا مواصفات عرض حارة الماكينة)
نوع الفيلم متسق عبر الطلبات (تقليل تكرار تغيير المسار)
مساحة الأرضية محدودة ولا يمكن إنشاء آلة مستقلة ثانية
تكاليف العمالة لكل نوبة عمل تجعل تحسين إنتاجية المشغل الفردي- أمرًا جديرًا بالاهتمام
تظل الماكينة ذات الممر الواحد هي الخيار الأفضل لمتاجر العمل التي تتعامل مع الرحلات القصيرة المتكررة مع اختلاف عرض الكيس الواسع، أو للمنشآت التي تنتج أكياسًا متخصصة (على سبيل المثال، المبيدات الحشرية-الدرجة الثقيلة-HDPE، وشرائح المواد المتعددة-) التي تتطلب اهتمامًا فرديًا أكبر أثناء الإعداد.
الأسئلة المتداولة
ما الفرق بين هذا الجهاز وجهاز -محطتين؟تشتمل الآلة-المحطتين على ممر فيلم واحد ولكن رأسين للتشكيل/القطع يتناوبان في دورة الإزاحة، مما يسمح لمحطة واحدة بالقطع بينما تقوم الأخرى بالتغذية. تقوم آلة صنع الأكياس ذات المسار المزدوج- بمعالجة مسارين مستقلين للأفلام في وقت واحد، مما يؤدي إلى مضاعفة الإنتاجية الفعالة تقريبًا داخل جسم الآلة الواحدة.
هل يمكن لكلا المسارين تشغيل أكياس بعرض مختلف في نفس الوقت؟نعم، إذا كان الجهاز مزودًا بأنظمة توجيه أفلام مؤازرة -مستقلة يتم التحكم فيها لكل حارة. يمكن ضبط كل حارة على عرض مختلف للكيس ضمن نطاق مواصفات الماكينة، على الرغم من أن هذا يتطلب معلمات وصفة منفصلة وضبطًا دقيقًا لدليل الحافة.
ما سمك الفيلم الذي يمكن لهذه الآلة التعامل معه؟تتعامل معظم الموديلات الصناعية ذات المسار المزدوج مع مقاييس الأفلام من 0.008 مم (8 ميكرون) إلى 0.030 مم (30 ميكرون)، مما يغطي النطاق الكامل لأفلام الأكياس القياسية HDPE وLDPE وLLDPE وBOPP. قد تتطلب المقاييس الأكثر سمكًا سرعات خط منخفضة للحفاظ على جودة الختم.
كيف تتعامل الآلة مع الفيلم المطبوع؟تعمل مستشعرات علامات الطباعة الكهروضوئية- المثبتة قبل أن تكتشف محطة الختم علامات التسجيل المطبوعة على شبكة الفيلم. يستخدم نظام محرك المؤازرة هذه العلامات لمزامنة موضع القطع بالنسبة للنموذج المطبوع، مع الحفاظ على التسجيل في حدود ±1.0 مم في معظم عمليات التشغيل.
ما هو وقت التغيير النموذجي بين أحجام الأكياس؟بالنسبة لتغييرات العرض الميكانيكية (إعادة وضع مقسم المسار، تعديل عرض شريط الختم)، خطط لمدة 30-60 دقيقة. عادةً ما تكمل الأجهزة التي تعمل بمحرك مؤازر- والتي تتطلب فقط تغييرات في المعلمات على واجهة HMI تغيير الحجم خلال 10-20 دقيقة.
مراجع
دليل تكنولوجيا وهندسة التغليف، الإصدار الرابع - أفلام التغليف المرنة: الخصائص والختم وخصائص الحاجز
مجلة الأفلام والألواح البلاستيكية - "الختم الحراري لأغشية البولي أوليفين: درجة الحرارة-الضغط-التفاعلات المستقرة في إنتاج الأكياس الصناعية"
عالم التغليف المرن - "إنتاج الأكياس-المزدوجة: اقتصاديات الإنتاجية والاعتبارات التشغيلية"
مراجعة أنظمة التغليف الصناعية - "الفهرسة-المعتمدة على المؤازرة في-معدات صنع الأكياس والأكياس عالية السرعة"
جمعية مهندسي البلاستيك (SPE) - أرشيف الأوراق الفنية: عمليات بثق وتحويل الأفلام، قسم تكنولوجيا الختم
