Нови уређај за откривање паковања цигарета

Тренутно је тестирање перформанси лепка за готова паковање цигарета потпуно ручно. Процес тестирања обухвата три главна корака: припрему материјала, лепљење папира и процену{1}}одлепљивања, укључујући више од десет процедура као што су сечење узорка, наношење лепка, пресовање, мировање, гуљење и процена, од којих се сви у потпуности ослањају на ручни рад. Ова традиционална метода тестирања има проблеме као што су нетачне количине лепка, неравномерно наношење, погрешно поравнат папир и недовољно притискање, што доводи до дугог времена тестирања, честих поновних тестирања, високог интензитета рада, ниске ефикасности и безбедносних ризика са неком опремом за грејање. Да би решио ове проблеме, Цхангде Јинпенг Принтинг Цо., Лтд. (у даљем тексту „Цхангде Јинпенг“) је усвојио приступ „заједничког пробоја предузећа узводно и низводно у индустријским ланцима“. Учећи на-сајту и заједно иновирајући, успешно су развили уређај за тестирање перформанси лепљења папира за паковање. Овај чланак систематски објашњава позадину развоја, техничка решења, ефекте имплементације и потенцијалне примене овог уређаја, са циљем да пружи референцу за технолошке иновације у тестирању квалитета у индустрији.

Техничка позадина и анализа проблема

01/ Техничка конотација перформанси лепка

Перформансе лепка се односе на, на основу механизма прекида везивања, симулацију корака везивања у формирању амбалаже цигарета, где се два узорка спајају, а затим деструктивно одвајају. Ако се папирна влакна раздвоје лепком, учинак лепка се сматра квалификованим. Овај индикатор учинка директно одражава компатибилност између лепка и папирне подлоге и кључни је параметар за осигурање стабилности структуре паковања.

02/ Традиционалне методе испитивања и постојећи проблеми

Тренутно, сви производи за паковање кутија за цигарете морају бити подвргнути тестирању перформанси лепка пре него што напусте фабрику. Процес тестирања се може поделити у три главне фазе: „припрема материјала“, „лепљење папира“ и „процена-одлепљивања“. Специфична процедура укључује: узмите узорак за тестирање из врећице за узорке → исеците лепљиву површину узорка на величину 20 мм × 50 мм → увуците лепак шприцем (као што је приказано на слици 1) → нанесите лепак на назначено подручје → равномерно распоредите лепак чистом капаљком → поравнајте и причврстите полеђину папира са залепљеном површином → пустите да се загрејте на слици (као што је приказано) 30 минута → ручно одвојите две спојене површине у потпуности → визуелно процените да ли су папирна влакна оштећена.

Слика 1 Ручно усисавање гела

Слика 2 Преса за вруће заптивање

Након анализе, горе наведени потпуно ручни процес има следеће проблеме:

(1) Ниска ефикасност: Појединачни тестови у лабораторији трају предуго, док цео процес траје око 35 минута. После захтева за инспекцију, дуго се чека на повратне информације, што не може да задовољи потребе за праћењем производње у реалном{3}}времену.

(2) Безбедносне опасности: Неки кораци испитивања укључују опрему за грејање, а ручни рад носи ризик од опекотина и електричних опасности.

(3) Недовољна тачност: Тренутне методе испитивања су релативно грубе. Контрола количине лепка се ослања на искуство оператера, а уједначеност премаза се не може гарантовати, што доводи до ниске прецизности у подацима теста, што отежава подршку префињене контроле квалитета.

(4) Висока стопа поновне инспекције: Цео процес се изводи ручно, а кључни кораци (попут стругања лепка, поравнања и притискања) су склони грешкама, што доводи до неуспеха експеримента. Стопа поновне инспекције је чак 50%, што не само да повећава оптерећење, већ и троши ресурсе за тестирање.

Укратко, традиционалне методе ручног тестирања више нису прикладне за захтеве модерне индустрије паковања цигарета за прецизном и ефикасном контролом квалитета. Постоји хитна потреба за развојем стандардизованог, аутоматизованог уређаја за тестирање како би се суштински елиминисало људско мешање.

Решење и технички принципи

01/ Циљеви истраживања и општи приступ

Да би решио горенаведена питања, наш пројектни тим је поставио следећи развојни циљ: да развије уређај за тестирање перформанси лепка за паковање папира који стандардизује и аутоматизује процес тестирања, ефикасно контролише количину и уједначеност примењеног лепка, обезбеђује безбедно и чврсто загрејано пресовање и значајно побољшава ефикасност тестирања и поузданост података. Општи технички приступ је да се интегришу функције као што су стругање лепка, преношење, грејање и пресовање у један уређај, претварајући разбацане ручне операције у континуирани аутоматизовани процес; постићи прецизну контролу кључних параметара процеса кроз прецизну механичку структуру; и елиминисати људске факторе кроз стандардизоване оперативне процедуре.

02/ Пројектовање конструкције уређаја

Развијени уређај за испитивање перформанси лепка за амбалажу припада области технологије лепљења амбалаже и углавном укључује три функционална модула, као што је приказано на слици 3.

Слика 3 Уређај за тестирање перформанси лепка за папир за паковање (лево: шематски дијаграм, десно: прави уређај)

(1) База: Служи као носећа платформа за цео уређај, интегришући инсталацију механизма за стругање, механизма за котрљање и механизма за ламинирање. Осигурава да је просторно позиционирање сваког функционалног модула прецизно координирано, омогућавајући континуиране процесе тестирања.

(2) Механизам за стругање: Користи се за стругање вишка лепка из корита четкице за лепак у корито за преливање и изравнавање лепка. Овај механизам има прецизан уређај за подешавање зазора стругача за контролу дебљине слоја лепка унутар унапред подешеног опсега, обезбеђујући уједначену и конзистентну дебљину.

(3) Механизам за ваљање: Користи се за притискање папира за паковање на слој лепка након стругања, преносећи лепак на папир. Механизмом управља погонска јединица која обезбеђује да ваљак примењује константну брзину и притисак, елиминишући флуктуације брзине и неуједначен притисак изазван ручним котрљањем.

(4) Механизам ламинирања: Користи се у тестовима лепка за примену контролисаног притиска и времена ламинације на папир који је залепљен и пребачен у корито за ламинирање, симулирајући процес ламинације у стварној производњи штампе и амбалаже. Овај механизам укључује електрични грејни модул за прецизну контролу температуре и времена пресовања.

03/ Стандардизовани процес испитивања

На основу развијеног уређаја успостављен је следећи стандардизовани процес тестирања:

(1) Узорковање: Најмање 5 листова треба узорковати по серији. Узорци треба да буду равни, неоштећени, без лепљења и да испуњавају захтев за величину од најмање 300 мм × 300 мм. Сваки узорак треба да показује смер зрна папира и предњу/задњу страну и да буде запечаћен у врећици.

(2) Кондиционирање температуре и влаге: Узорке треба кондиционирати под условима наведеним у ГБ/Т 10739 како би се елиминисали утицаји околине на резултате.

(3) Сечење узорка: Исеците узорке на узорак 1 (98 мм × 42 мм) и узорак 2 (98 мм × 50 мм), обезбеђујући да је дуга страна (98 мм) паралелна са смером зрна ради доследности са смером силе током стварне производње.

(4) Убризгавање лепка: Користите дозатор лепка да извучете измерену количину тест лепка и убризгате га у резервоар за тачкицасти лепак модула за наношење лепка.

(5) Стругање лепка: Стругач аутоматски струже вишак лепка око резервоара са тачкама у преливно корито и изравнава га, формирајући уједначен слој лепка.

(6) Примена лепка: Поставите узорак 1 (98 мм × 42 мм) у модул за наношење лепка са предњом страном папира нагоре. Покрените механизам за ваљање да притиснете узорак на изравнани слој лепка константном брзином и притиском, обезбеђујући равномеран пренос лепка.

(7) Адхезија: Уклоните залепљени узорак 1 и ставите га у жлеб модула за електрично грејање на модулу за везивање, страном лепка нагоре, поравнато са предњом страном узорка 2. Подесите температуру модула електричног грејања и покрените уређај за врућу{3}}притис да бисте заједно притиснули узорак 1 и узорак 2.

(8) Инсталација узорка: Узмите спојени узорак са уређаја за наношење лепка. Уметните један крај Узорка 2 у фиксни отвор тестера за гуљење и стегните други крај Узорка 1 помоћу вучног држача.

(9) Тест љуштења: Као што је приказано на слици 4, користите угао љуштења од 150 степени и брзину испитивања од 600 мм/с са вучним уређајем. Забележите криву силе љуштења и одредите режим квара (квар папирних влакана или квар интерфејса слоја лепка).

Слика 4 Тест љуштења паковања цигарета

04/ Кључни технолошки пробој

Овај уређај је постигао технолошки напредак у следеће три области:

(1) Интегрисани дизајн: Интегрисањем три главна функционална модула-стругање лепка, ваљање и ламинирање-у једну основу, он стандардизује цео процес у експериментима перформанси лепка, укључујући наношење лепка, изравнавање слоја лепка, преношење лепка и ламинирање, елиминисање грешака између корака.

(2) Прецизна контрола параметара: Механизам за стругање осигурава да је слој лепка уједначен у дебљини (грешка мања или једнака 0,01 мм); механизам за ваљање, који покреће серво систем, контролише ваљке да преносе лепак константном брзином и притиском, са прецизношћу брзине од ±0,1 мм/с и прецизношћу притиска од ±0,5Н; механизам за ламинирање може прецизно подесити притисак ламинирања (±1Н), температуру (±1 степен) и време (±0,1с), прецизно симулирајући стварне услове производње.

(3) Стандардизовани рад: Све операције се постављају преко људског-машинског интерфејса и након покретања једног-клика, цео процес се аутоматски завршава. Ово у потпуности елиминише недостатке узроковане ручним радом, као што су непрецизна количина лепка, неравномерно наношење, погрешно поравнат папир или недовољно притискање, обезбеђујући поновљивост и упоредивост резултата испитивања. Поређење процеса пре-и-после тестирања је приказано на слици 5.

Слика 5 Поређење процеса инспекције пре и после побољшања



Техничка ефикасност и анализа података



01/ Анализа побољшања ефикасности



После вишеструких практичних{0}}провера и практичних тестова, уређај је постигао значајна побољшања у ефикасности инспекције. Укупно време инспекције по пролазу смањено је са 2057 секунди у традиционалним ручним методама на 442 секунде, повећавајући радну ефикасност за 365,38%. Стопа успеха за цео процес инспекције је достигла 100%, а стопа поновне{7}}провере је пала са 50% на 0, што је у великој мери смањило интензитет рада особља за тестирање.



02/ Тачност и поузданост детекције



Процена купаца: „Овај уређај је научно и разумно дизајниран, једноставан за руковање, веома прецизан и веома стабилан. Ефикасно превазилази проблеме као што су кашњење у откривању и пристрасност података пронађена у претходним методама ручне инспекције, пружајући снажну техничку подршку нашим напорима да ојачамо контролу квалитета лепка за папир за паковање.“



03/ Сигурносна побољшања



Традиционално ручно тестирање користи топлотне заптиваче и другу опрему за грејање са опасностима од опекотина и електричне безбедности. Овај уређај интегрише грејни модул у затворени композитни механизам, који карактерише заштита топлотне изолације и аутоматска контрола температуре, тако да оператери не морају да додирују високо{1}}компоненте, чиме се у потпуности елиминише ризик од опекотина.



Социјална давања и вредност апликације



01/ Директне економске користи



Овај уређај може ефикасно да смањи стопу отпада и губитака у преради у производњи амбалаже предвиђањем ефеката лепљења папира унапред. Према проценама, ако се овај уређај промовише у целој индустрији, стопа отпадака готовог производа узрокована проблемима лепљења у компанијама за паковање амбалаже може се смањити са просечних 5,7% на испод 2%. Истовремено, побољшана ефикасност инспекције може уштедети значајну количину трошкова рада, смањујући трошкове рада по инспекцији за око 80%.



02/ Технолошка лидерска улога



Стандардизовани рад овог уређаја може мерити перформансе лепљења различитих типова лепка, ефикасно одабрати и прилагодити формулације лепка за специјализовани папир за паковање цигарета, мастило и процесе ламинације, скратити циклус истраживања и развоја за избор лепка и побољшања формулације, прецизно решити практична питања као што су одлепљивање, савијање, преливање лепка и приањање у систему за производњу паковања цигарета и оцењивање система лепљења цигарета. паковање папира.



03/ Синергија индустријског ланца



Пројекат усваја заједнички модел истраживања у читавом индустријском ланцу, интегришући узводно истраживање и развој лепка, штампање и производњу паковања цигарета средњег тока и низводне произвођаче паковања цигарета са техничким ресурсима, талентима и опремом. Он разбија информацијске и техничке баријере у свакој фази, формирајући комплетан-ланац техничког система оптимизације од сировина до готових производа, подстичући целокупну индустрију паковања цигарета ка већој ефикасности, прецизности и интелигенцији и унапређујући основну конкурентност индустрије.



04/ Допринос индустријској стандардизацији



Овај пројекат је успешно развио први у земљи уређај за тестирање перформанси лепка за паковање папира, чиме је постао први у индустрији. Да би испунио обједињене техничке спецификације које захтевају различита предузећа и институције за испитивање у оквиру индустрије, пројектни тим је стандардизовао резултате истраживања, промовисао техничка открића и побољшања квалитета у преклопним картонима и сировинама и помоћним материјалима (папиру) у индустрији амбалаже и штампе, и побољшао координисане алокације и могућности иновација предузећа узводно и низводно.



У будућности, истраживачки тим ће наставити да оптимизује ниво интелигенције уређаја, развија систем аутоматског просуђивања заснованог на машинском виду, постиже потпуно беспилотну операцију тестирања перформанси лепка и истражује проширење примене уређаја на друге материјале за паковање (као што су пластика и металне фолије) за тестирање перформанси пријањања, дајући већи допринос у индустрији квалитета у технолошкој инспекцији.