Pitanje zvuči jednostavno, ali odgovor ovisi o fizici, o kojoj većina ljudi koji kupuju novine nikad ne govore. ARavni stroj za oblikovanje štapića od papiraima istu osnovnu ideju kao stroj za oblikovanje zakrivljene papirnate šipke. Svi oni koriste spiralnu traku za omatanje i ljepilo za spajanje pod napetošću. Zatim su ga rezali dugo. Ali oblik staze oblikovanja mijenja gotovo svaki mjerljivi detalj proizvodnje. To uključuje širenje napetosti zavojnice, ravnomjernost debljine stjenke, pristup trnu i maksimalnu linearnu brzinu koju stroj može održati prije nego što papirna cijev izgubi čvrstoću oblika.
Evo pogleda što svaka postavka stvarno radi s papirom, gdje najbolje funkcionira i koji vas poslovi tjeraju da odaberete vrstu, a ne samo jednu.
Što "ravno" i "savijeno" zapravo opisuju
U proizvodnji papirnatih šipki, naziv se odnosi na sjedeći položaj kalupne šipke u odnosu na put uvlačenja papirnate trake.
Na stroju s gusjenicama, dovodna šipka je ravna ili gotovo ravna. Na jednom kraju vrpce nalazio se smotuljak. Omotava se oko šipke u obliku spirale pod kontroliranom napetosti. Oblikovana cijev zatim izlazi u istoj ravnoj liniji na udaljenom kraju. Cijelo područje oblikovanja - od trake do reza - slijedi ravnu liniju.
Na stroju sa zakrivljenom stazom (zakrivljeni ili pod kutom-vodilice), traka za dovod i os šipke su pod fiksnim kutom. Obično je 30-60 stupnjeva. Dakle, traka mora promijeniti smjer kako se približava točki uvijanja. Formirana cijev se kotrlja pod kutom u odnosu na dovod.
Razlika u obliku zvuči malo. Ali ima i veliki utjecaj.
Vijugava napetost: Gdje se fizika razilazi
Napetost namotaja je najvažniji problem kod oblikovanja spiralne papirnate cijevi. Ako je napetost preniska, cijev će se srušiti. Ako je previsok, unutarnji slojevi papira cepaju se i preklapaju. Šipka za lizalicu ili slamku, obično 4-8 mm u promjeru, ima ciljani raspon napetosti od oko 2-8 N za 60 oko 2-8 N. gsm papirna traka. ISO 9073-3:2020 daje metodu rastezanja papirnatih traka u ovom rasponu debljine.
U postavci ravne-linije, vrpca putuje ravnom linijom do točke namotavanja. Napetost se mijenja-od težine zavojnice do debljine trake ili zakretnog momenta motora-ide ravno do točke namatanja, bez promjene oblika između. Veza između napetosti kočnice na valjku za otpuštanje i napetosti na šipki je gotovo linearna i lako je predvidjeti. Ova predvidljivost omogućuje stroju za oblikovanje ravnih papirnih štapića da radi stabilnim brzinama linije od 150–400 m/min bez stalnih oscilacija napetosti. Ali morate prilagoditi prava otpuštanja kočnice (Soroka, 2009).
U stroju za savijanje traka se mora saviti oko dijela vodilice prije nego što dođe do šipke. Ovo povećava učinak trenja-kolesne osovine. Napetost u točki namotaja jednaka je e ^ (mu) napetosti dodavanja. Ovdje je mion broj točaka trenja na površini tračnice, radijus kuta (Eytelwein capstan equation, citirano u Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004). Napetost 45?? vodilica je oko 1,11 puta viša kod miona=0.15 (premazana vodilica naspram papira od 70 gsm). Ovaj učinak je mali kada je stroj stabilan, ali postaje veći kada ubrzava i usporava. Tada inercija mijenja pravi mion na kratko vrijeme. Ova vrsta kvara gotovo se nikad ne događa u ravno-proizvodnji kada su sve ostale postavke iste.
Geometrija trna i ujednačenost-debljine stijenke
Šipka određuje veličinu unutarnje rupe gotovog štapa. Na stroju s gusjenicama, šipka je duga, statična čelična šipka (ili šuplja cijev za hlađenje vode u brzoj liniji). Proteže se cijelim područjem zavoja i obično 600–1200 mm. Papir se formira i pada sa slobodnog kraja šipke.
Budući da je šipka ravna, a vijugava staza ravna linija, kut nagiba zavojnice-kut pod kojim traka okružuje šipku-ostaje isti kroz cijelu dužinu oblikovanja. Ujednačen korak znači ujednačenu širinu preklapanja sloja. To daje stabilnu debljinu stijenke. TAPPI T411 mjerenje debljine gotove cijevi u ravno-proizvodnji obično pokazuje varijaciju ispod 3% u duljini cijevi.
U stroju za savijanje, promjena smjera tračnice čini pristupni kut vanjskog sloja malo neravnomjernijim od kuta unutarnjeg sloja. Ova neravnina je minimalna-obično postoji razlika od 1-3 stupnja u stvarnom kutu omota između proksimalnih i distalnih rubova trake-ali čini primjetnu razliku u širini preklapanja oko kruga cijevi. Za štapiće za lizalice ili štapiće od vate važna je zaobljenost poprečnog presjeka (lizalica mora biti prikladna za kalupe ili glave za štapiće), kao i varijacije u debljini opsega stjenke. Za papirnate slamke skrivene unutar proizvoda, to nije važno.
Pristup trnu i vrijeme promjene
Svaki stroj za kalupljenje koji radi s drugim promjerom šipke morat će zamijeniti šipku. To je velika stvar kada su straightovi postavljeni u stvarnom svijetu.
Na linearnom stroju povlačite šipku ravno s jednog kraja područja za namatanje. Posao ne zahtijeva predah od mentorstva. Ne treba ga ponovno -provlačiti kroz savijene vodilice, niti ga treba ponovno-okretati. Obučeni radnik mijenja motku u ravnoj liniji za 8-15 minuta. TAPPI T556 daje opći broj vremena instalacije za strojeve za cijevi, ali stvarno vrijeme varira ovisno o vrsti stroja.
U stroju za savijanje, šipka je fiksirana pod određenim kutom u odnosu na količinu hrane. Da biste ga uklonili, prvo morate očistiti sklop vodilice. Da biste ga vratili, morate ponovno postaviti kut pod kojim se vodilica savija kako bi odgovarao novom promjeru šipke. To je zato što optimalni oblik savijanja varira s promjerom cijevi. Vrijeme izmjene za savijača je 20-45 minuta za pomoćnika. Dodatno vrijeme zastoja od 15 do 30 minuta po smjeni dodaje se na proizvodnim mjestima gdje se promjer promjera mijenja svakodnevno, kao što su mješovite narudžbe za stabljike promjera od 6 mm do 12 mm.
Brzina i izlazni kapacitet
Strojevi za oblikovanje ravnih papirnih šipki s jednom glavom zavojnice obično rade u kalupnim cijevima od 150–400 m/min. To omogućuje rezanje oko 2500–8000 gotovih štapića na duljini od 60 mm u minuti. Brzi, glomazni modeli s dvije ili četiri paralelne šipke na okviru mogu premašiti 15 000 komada u minuti.
Strojevi za savijanje, zbog ograničenja napetosti vitla kao što smo ranije spomenuli, općenito su ocijenjeni na 80–250 m/min. Problem napetosti pri velikoj brzini određuje njihovu stvarnu granicu. Taj jaz u brzini ključni je poslovni čimbenik za vrlo velik broj osnovnih proizvoda slamki-kao što su poslovi ugostiteljstva koji naručuju desetke milijuna slamki.
Za posao s debelim-zidovima (potrebno je 3 do 5 slojeva za debljinu stijenke od 0,6 mm), prednost u brzini izravne ugradnje mnogo je manja. Za više-slojno namatanje potrebno je više stanica za ulaganje papira. Na uređaju za ravnanje svaki novi komad trake zahtijeva dulju površinu za oblikovanje. Time stroj postaje veći. U stroju za savijanje veća je vjerojatnost da će se manji oblici prilagoditi većem kutu ulaska u manje prostore. Za-industrijske papirnate cijevi debelih stijenki-umjesto štapića-obično je poželjna opcija namotavanje vijugave staze. To je zato što su prostorna ograničenja važnija od zahtjeva za brzinom (Twede i Selke, 2005.).
Odsječni-mehanizam i kraj-kvaliteta lica
Obje vrste strojeva koriste jednu od dvije metode skraćivanja. Jedan je rotirajući disk koji se koristi za rezanje pokretnih cijevi. Drugi je tračni alat, koji prati duljinu cijevi tijekom rezanja. Kvaliteta kraja-kvadratnost reza i postoji li poderotina-uvelike ovisi o oštrini oštrice i omjeru brzine. Nije važno je li staza ravna ili zakrivljena.
To je prava razlika. Jedinica za skraćivanje nalazi se na kraju putanje cijevi na dijafragmi. To olakšava dodavanje druge stanice za rezanje tako da obje duljine budu istovremeno. Na savijaču cijev izlazi pod kutom. Stoga, kako biste liniji dodali drugu stanicu za rezanje, morate dodati ravni dio cijevi između namatanja i rezanja.
Za poslove koji zahtijevaju precizne inverzije ili dijagonale-kao što su medicinske mlaznice, osovine za pamučne štapiće i miješalice za kavu-možete dodati sekundarnu stanicu za skošenje na udaljenom kraju oba uređaja. U ovom koraku niti jedna vrsta nema prednosti-na temelju oblika.
Usklađivanje aplikacija: koji format kamo pripada
Pravi tip stroja proizlazi iz onoga što trebate napraviti, a ne iz općih preferencija.
Ravni vlakovi normalan su izbor za:
- Papirnate slamke (promjer 4–12 mm, velika porcija)
- Lizalice i čokoladice (3–6 mm, pogrešna veličina, moraju odgovarati kalupu)
- Drška pamučnog štapića (2,5–3,5 mm, okruglost je važna za ugradnju glave štapića)
- Medicinski aplikatori (ravna-šipka za izvlačenje, jednostavan oblik za čišćenje olakšava proizvodnju u čistim sobama)
Strojevi sa zakrivljenom{0}}stazom bolji su za:
- Debele{0}}papirnate cijevi kada je malo prostora
- Niska do srednja proizvodnja s malo promjena promjera
- Poslovi gdje fleksibilni izlazni kut cijevi olakšava spajanje na veću proizvodnu liniju
Srednje{0}}poslovi-kao što je 100 milijuna do 300 milijuna slamčica od 6 do 8 milimetara godišnje-ne čine razliku. Za njih će poslužiti bilo koja vrsta. Sljedeći izbori su koliko dobro radnici poznaju stroj, jesu li dijelovi lako dostupni i koliko stroj košta.
Napomena o primjeni ljepila
Oba modela koriste dekstrin-na bazi vode ili PVA ljepilo na područjima gdje se trake preklapaju. Sustav ljepila ne ovisi o obliku kovrče, ali vrijeme sušenja ljepila ovisi o obliku kovrče. Pri 350 mph, kalupna cijev napušta područje namotaja za oko 0,1 do 0,2 sekunde. Ako ljepilo nije dovoljno stvrdnuto da spriječi otvaranje cijevi na tom mjestu, cijev će puknuti na pili. Ovaj problem možete riješiti kontroliranjem debljine ljepila (obično 2000 do 20 mps, ISO 2555 stupnjeva C) i temperature linije. U-zakrivljenim strojevima niske brzine, što dulje cijev ostaje na šipki, ljepilo ima više vremena za sušenje. Ovo je prava prednost za sporo sušenje ljepila u hladnim okruženjima.
Sažetak
Izbor ravno{0}}stroja za kalupljenje štapića i stroja za kalupljenje savijenog papira nije uvijek bolji. Stroj za oblikovanje ravnih papirnih štapića ima veći učinak, ujednačeniju debljinu stjenke, bržu promjenu brzine šipke i stabilniju napetost namatanja u cijelom rasponu brzine. Ove su prednosti ključne za masovnu-proizvodnju slamki i čokoladica. Curvedpath je postavljen da vam pruži manju veličinu i nižu vršnu napetost u prtljažniku. To je važno za cijevi s debelim-stjenkama, rad s malim-količinama i kompaktne rasporede proizvodnih podova.
Za sve radnje koje dolaze u kontakt s hranom koje zahtijevaju malu pogrešku promjera i visok učinak, ravno{0}}je inženjerski standard. Za sve ostalo, oblik zgrade može biti konačna riječ.
Reference
- ISO 9073-3:2020.Tekstil - Metode ispitivanja za netkani materijal - Dio 3: Određivanje vlačne čvrstoće i istezanja. ISO.
- TAPPI T411 om-15.Debljina (kaliper) papira, kartona i kombiniranog kartona. TAPPI.
- TAPPI T556 pm-12.Postupci za utvrđivanje prikladnosti opreme za proizvodnju papira za različite vrste papira. TAPPI.
- ISO 2555:2018.Plastika - Smole u tekućem stanju ili kao emulzije ili disperzije - Određivanje prividne viskoznosti metodom Brookfieldovog testa. ISO.
- Hamrock, BJ, Schmid, SR i Jacobson, BO (2004).Osnove podmazivanja tekućim filmom(2. izdanje). Marcel Dekker. (Capstan jednadžba, Poglavlje 12.)
- Soroka, W. (2009).Osnove tehnologije pakiranja(4. izdanje). Institut stručnjaka za pakiranje.
- Twede, D. i Selke, S. (2005).Kartoni, sanduci i valoviti karton: Priručnik za tehnologiju pakiranja od papira i drva. DEStech Publikacije.
- Paine, FA (1991).Priručnik za korisnike pakiranja. Blackie Academic.
- Hanlon, JF, Kelsey, RJ & Forcinio, HE (1998).Handbook of Package Engineering(3. izdanje). CRC Press.
- Robertson, GL (2013).Pakiranje hrane: principi i praksa(3. izdanje). CRC Press.
- ISO 534:2011.Papir i karton - Određivanje debljine, gustoće i specifičnog volumena. ISO.
- ASTM D2290-19.Standardna metoda ispitivanja prividne vlačne čvrstoće u obliku obruča plastične ili armirane plastične cijevi metodom podijeljenog diska. (Navedeno za metodologiju naprezanja obruča primjenjivu na ispitivanje strukture papirnatih cijevi.) ASTM International.