Високий відсоток браку при гарячому штампуванні сигаретної пачки; вдосконалення цього пристрою може ефективно зменшити його!
На даний момент у компанії, де я працюю, під час 3D-процесу гарячого тиснення пачок сигарет машину часто потрібно зупинити через занадто високий або низький тиск. Основу для штампування потрібно кілька разів витягнути, щоб відрегулювати тиск. Крім того, під час пошуку положення, де тиск потребує регулювання, і конкретного методу регулювання витрачається певна кількість часу, що генерує брухт гарячого штампування. Крім того, оскільки оператори не можуть безпосередньо визначити місцезнаходження зон компенсації тиску, їм потрібно постійно шукати та зупиняти машину для регулювання. Під час цього процесу температура штампування змінюється, в результаті чого утворюється брухт гарячого штампування, як показано на малюнку 1. Вищезазначені фактори безпосередньо впливають на ефективність виробництва та вихід готового продукту при виробництві сигаретних пачок.
Рисунок 1 Відходи тиснення фольгою
Проблеми з існуючими методами
Поточний метод тривимірної компенсації тиску для тиснення фольгою в основному передбачає безпосереднє прикріплення-компенсаційного паперу до задньої частини полімерної форми ① на малюнку 2, а потім за допомогою клею прикріпити його до базової пластини для тиснення фольгою ②, таким чином досягаючи регулювання тиску (пресування) під час процесу тиснення фольгою. Якщо тиск під час процесу тиснення фольгою не відповідає вимогам процесу, необхідно підняти всю форму зі смоли. Потім, відповідно до порівняння ефекту тиснення фольгою виробу з областю тиску, яка потребує регулювання, визначається відповідне положення. Далі папір-компенсації тиску прикріплюється до задньої частини полімерної форми ①-2 і приклеюється до основної пластини ② для тиснення фольгою для досягнення компенсації тиску.
Рисунок 2. Принципова діаграма оригінального три{1}}вимірного пристрою компенсації тиску штампування
Під час цього процесу положення форми на основі смоли та матриці для штампування може змінюватися, тому необхідно неодноразово перевіряти та регулювати положення, що призводить до тривалого часу налаштування та збільшення ймовірності дефектів штампування через неточне позиціонування. У той же час через повторне коригування папір нижнього шару також може деформуватися та пошкоджуватися, що впливає на загальний ефект тиснення. Вигляд збоку оригінального три{2}}вимірного пристрою компенсації тиску штампування показано на малюнку 3.
Рисунок 3 Вид збоку оригінального три{1}}вимірного пристрою компенсації тиску для гарячого тиснення
Крім того, через різницю в технічних навичках операторів час і ефективність тривимірної компенсації тиску гарячого тиснення можуть відрізнятися.
Техніко-економічний аналіз та перевірка
Під час використання оригінального позиціонуючого пристрою, беручи за приклад невелику коробку сигаретної пачки "Seven Wolves (Blue)", існує загалом 36 позиціонуючих пристроїв для штампування для продукту з 18-штук. Регулювання тиску зазвичай займає 7-9 годин або навіть більше. Будь-яке регулювання може призвести до зсуву між полимерною нижньою формою та основною пластиною для штампування, що потребує зміни положення та регулювання, що забирає-час. Тим часом під час процесу штампування тиск штампування безпосередньо впливає на якість штампування. Якщо тиск надто високий або надто низький, утворяться дефектні штампи, такі як виїмки, неповне штампування або відліт золота. Тому необхідна зупинка машини, щоб визначити ділянки, які потребують регулювання тиску, і виконати відповідні налаштування. Область штампування зазвичай становить невелику частку від загальної поверхні продукту, тобто зона регулювання невелика і часто змінюється, що вимагає значного терпіння для повторного регулювання тиску. Повторні зупинки машини гарячого тиснення безпосередньо впливають на температуру обладнання, і якщо температура занадто висока або занадто низька, виникне дефектне штампування. Тому вибрані матеріали пристрою повинні бути термостійкими, стабільними і не піддаватися легкої деформації або пошкодженню під час повторних гнучких регулювань і рухів.
Аналізуючи-згадані вище проблеми, команда проекту оптимізувала та модернізувала оригінальні полімерні матеріали та продуктивність продукту. Планується використовувати пристрій позиціонування полімерного матеріалу, який дозволяє швидко регулювати тиск, який використовує композитну структуру для фіксації частини матеріалу позиціонуючої конструкції, одночасно змінюючи основну область на рухомий або гнучкий механізм. Загальна конструкція базується на нерухомій частині як основі з вбудованою в неї рухомою частиною. Це дозволяє-компенсувати тиск тривимірного гарячого штампування під час процесу регулювання тиску, ефективно скорочуючи час регулювання тиску та зменшуючи витрати машини на регулювання.
Крім того, щоб вирішити проблему повторного визначення зон для регулювання компенсації тиску, пристрій повинен включати основні лінії шаблону дизайну штампування. Виходячи з цих міркувань, у загальному виборі матеріалу, окрім фіксованої нижньої форми зі смоли, команда проекту також використовує часто використовуваний картон для пакування сигарет як базову фіксовану частину (загальна конструкція в основному трапецієподібна, щоб забезпечити з’єднання між фіксованою та вбудованою структурами), готує певну кількість напівпрозорого кальки (з вмістом, який буде відштамповано на її поверхні), а також буфер для мідного листа. шар. Нарешті, це утворює вбудований пристрій, здатний швидко компенсувати три-тривимірний тиск у процесі гарячого тиснення. Діаграма розподілу матеріалів і перспективи фактичного застосування показані на малюнках 4 і 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
Рисунок 5 Перспективний вигляд фактичного застосування вбудованого тривимірного пристрою швидкої компенсації для процесу гарячого штампування
На малюнках 4 і 5 матеріал ①, основний шар полімерної форми, має загальний розмір каркаса, що відповідає ④ картону або основного паперу, який буде штампуватися. Його основна функція полягає в тому, щоб забезпечити повне з’єднання першого шару та його вирівнювання з базовим шаром, захищаючи вбудовані пристрої та властивості матеріалів ② і ③.
Матеріал ②, шар кальки, є абсорбентом і може поглинати вологу, що утворюється від тепла під час процесу штампування, гарантуючи, що він не деформується та не пошкоджується. У той же час шар матеріалу кальки потрібно надрукувати або намалювати відповідно до візерунка на полімерній формі. Залежно від ефекту презентації зони штампування продукту, він може безпосередньо визначати зони, де потрібне регулювання тиску, скорочуючи час пошуку та налаштування, знижуючи рівень браку та покращуючи ефективність виробництва.
Матеріал ③, мідний лист, має певну міцність і може діяти як буфер під час процесу штампування. Він захищає смоляну форму від розтріскування та полегшує видалення та вставлення шару кальки.
Матеріал ④, картон або папір-основа для штампування, має вирізи. Області вирізів відповідають областям зовнішнього вигляду матеріалів ② і ③, утворюючи повну вбудовану конструкцію слота з ④, зберігаючи фіксоване положення без зміщення або деформації. Загальна адаптивність матеріалу ④ краще відповідає вимогам процесу штампування. Після першого -прикріплення на підставі реєстрації за допомогою пластини для штампування цей шар матеріалу більше не переміщується та не працює під час наступних регулювань тиску та може бути безпосередньо закріплений на пластині для штампування.
Фактична ефективність вдосконаленої схеми
Удосконалений пристрій позиціонування спочатку вирішує проблему, спричинену звичайним методом компенсації тиску, коли повне підняття полімерної форми призводить до повторних налаштувань і зміщення зі штампувальною пластиною, зменшуючи брак через неправильне штампування. По-друге, вбудована структура, забезпечуючи загальну стабільність вирівнювання, дозволяє витягувати мідний лист і кальку для відповідної компенсації тиску, скорочуючи час, необхідний для налаштування вирівнювання та визначення місць, які потребують регулювання тиску. Крім того, загальна вбудована конструкція, заснована на виборі матеріалу, може мінімізувати потребу у переробці пристрою позиціонування через водопоглинання, покращуючи використання пристрою.
Схема розбирання вбудованого тривимірного пристрою для гарячого тиснення зі швидкою компенсацією показана на малюнку 6 із такими конкретними функціями: використання вбудованого підходу та вбудованої структури різних шарів матеріалу для гнучкого витягування-назовні (вису-частина розгорнута на малюнку 7), комбінована структура кальки (зі штампованим текстом і зображеннями) та міді аркуш можна безпосередньо витягнути відповідно до потреб налаштування для відповідних налаштувань, що забезпечує легкість роботи та багаторазове використання. Діаграма синтезу вбудованого тривимірного пристрою для гарячого штампування зі швидкою компенсацією показана на малюнку 8.
Рисунок 6 Деталізований вигляд пристрою тиску для вбудованого процесу швидкої компенсації стереоскопічного гарячого штампування
Рисунок 7 Розгорнутий вигляд-розділу
Малюнок 8. Принципова діаграма вбудованого пристрою тиску в процесі гарячого штампування зі стереосистемою швидкої компенсації
У фактичному процесі виробництва шар плівкового матеріалу на основі смоли та картонна частина утворюють фіксовану трапецієподібну область. Під час витягування композиційної структури паперу з сірчаною кислотою та мідного листа компенсацію тиску на папері з сірчаною кислотою можна регулювати відповідно до якості ділянки тиснення на продукті. Такі характеристики матеріалу, як водопоглинання сірчаної кислоти паперу та міцність мідного листа, не легко деформуються або пошкоджуються під час багаторазового витягування, захищаючи форму на полімерній основі від розтріскування, одночасно збільшуючи стабільність загального ефекту штампувального пристрою. Крім того, фіксована трапецієподібна зона забезпечує точність позиціонування всього пристрою, запобігаючи зсуву.
Після періоду стабільної роботи новий пристрій позиціонування (як показано на малюнку 9) був застосований у процесі виробництва маленьких коробок сигарет «Seven Wolves (Blue)» компанії. Пристрій позиціонування демонструє значний ефект, коли час регулювання тиску стабілізувався на рівні 2–3 годин, що становить скорочення приблизно на 71,43% порівняно з попереднім часом, досягаючи очікуваної мети та покращуючи ефективність.
Рисунок 9. Схематична діаграма загальної установки вбудованого пристрою швидкої компенсації 3D гарячого штампування
Крім того, у практичному застосуванні пристрою, оскільки тиск є стабільним і час регулювання тиску скорочується, зміни температури, спричинені зупинкою під час гарячого штампування, мінімізовані, а відходи гарячого штампування значно зменшені, покращуючи продуктивність. Річна частка відходів гарячого тиснення маленьких коробок сигарет «Septwolves (Blue)» серед усіх відходів зменшилася з піку в 24,87% до 4,75% у 2025 році, фактично зменшивши рівень відходів гарячого тиснення.
Вищенаведена практика демонструє, що вбудований пристрій тиску 3D гарячого штампування зі швидкою компенсацією має такі переваги, як розумна структура, низька вартість виробництва, а також проста установка та експлуатація. Цей пристрій також можна застосовувати в інших сценаріях, демонструючи певну рекламну цінність у процесі гарячого тиснення.