Машина за производство на пластмасови чашизагрейте плосък лист PP, PS, PET или PLA, докато омекне. След това използва вакуум и сгъстен въздух върху 8-бара притискаща плоча във водно охлаждана форма. Люспите се охлаждат, за да придобият формата на чаша. След това чашата се изрязва от хартията в същия цикъл с помощта на калъп.
Машините не топят пластмаса и не използват леене под налягане. Стените на чашата идват от оригиналния лист и изтъняват там, където материалът се простира. нагревателната система, въздушното налягане и щанцоването влияят върху дебелината на стената, формата на ръба и скоростта на производство.
Станциите работят във фиксиран ред
Машина за производство на пластмасови чашипреминете през поредица от взаимозависими стъпки. Първо, захранващите ролки преместват плочата напред с една дължина на формата. След това нагревателят се премества на място и се нагрява за 8–20 секунди в зависимост от дебелината на плочата. След като нагревателят се премести назад, матрицата се затваря. Вакуумни и сгъстен въздух във формата на плочи и охлаждащи канали в алуминиевата форма го охлаждат. Пробийте стъклото от листа и то ще бъде събрано от лентов стекер или робот. Останалите люспи се изпращат в гранулатора за рециклиране.
Всяка стъпка трябва да бъде завършена преди следващата. Формата не може да бъде изключена, докато нагревателят не се движи и перфораторът не може да изреже чашите, докато не са достатъчно охладени, за да бъдат извадени. В резултат на това бавното нагряване или подреждане може да доведе до спиране на цялата производствена линия.
Безопасността на машината също е важна. Оценката на риска следва ISO 12100, електрическото оборудване следва IEC 60204-1, а контролите за безопасност са проектирани да отговарят на стандартите за производителност ISO 13849-1. Тези стандарти помагат на производителите да спазват правилата на ЕС за машини в Регламент (ЕС) 2023/1230.
LITAI Machinery използва система за управление на качеството ISO 9001, за да произвежда машините с помощта на накланяща се форма, серво задвижвани и хидравлични рамки. Тази машина има максимална дълбочина на формоване от 125–180 mm и ширина на листа 770 mm.
Топлината трябва да пада върху прозореца, а не температурата
включеномашина за производство на пластмасови чаши, плочите трябва да са с правилната температура, за да се разтеглят, без да се късат. Не трябва да се нагрява толкова, че да хлътне в нагревателя или да започне да се напуква. За PP диапазонът е около 150-165 градуса по Целзий. За HIPS около 120-140 градуса по Целзий. За аморфен PET, около 110-130 градуса. Температурите за PLA са около 90-C. PLA омеква при по-ниски температури, което ограничава температурата му на обработка. Неговата точка на омекване може да бъде измерена чрез тест на Vicat съгласно ISO 306 или чрез тест за температура на преход съгласно ASTM D3418.
Има два често срещани проблема, които засягат този температурен диапазон. Първо, листът провисна. Не е необходима опора, когато плочата е мека, така че 0,3 mm плоча провисва много по-бързо от 1,8 mm плоча. Ето защо нагревателите са разделени на различни зони, като нивата на топлина отгоре и отдолу се регулират. Дъното често остава хладно, за да се намали увисването.
Вторият проблем е промяната във времето за нагряване. Температурата и времето за цикъл на нагревателя трябва да се настройват едновременно. Ако машината използва дебел лист за поставяне на листа, повърхността може да се образува на мехури или да стане варовита.
Какво прави чашата форма
Обикновено и трите сили се използват заедно. Вакуумът сам по себе си може да доведе до разлика в налягането от около бар. Това е достатъчно за плитки чинии и къси широки чаши. Формоването под налягане използва различни методи. Сгъстен въздух от 4 до 8 бара избутва горещата плоча върху матрицата. Това прави джантите по-остри, долните ъгли по-стегнати и има по-малко ленти между близките пещери.
Plug Assist решава друг проблем. Нагретият щепсел натиска плочата надолу, преди въздушното налягане или вакуумът да завършат процеса на оформяне. Това позволява повече материал да бъде преместен в страничната стена, предотвратявайки издърпването на твърде много материал от основата.
Правилният метод зависи от съотношението на разтягане, което е дълбочината на чашата, разделена на диаметъра на горната част. Под 1 обикновено е достатъчен въздух или вакуум. Между 1 и 1,5 стоперът предотвратява неравномерна дебелина на стената.
| Метод на формиране | Налично налягане | Най-добро за: | Сделки с отстъпки |
|---|---|---|---|
| Само вакуум | Около 1 бар | плитка тава, широка къса чаша | Слаба дефиниция на джантата |
| Прахосмукачка с щепсел | 1 Baga Pre-Stretch | Дълбока чаша с коефициент на издърпване над 1,2 | Следи от щепсела, допълнителен контрол на температурата |
| Налягане с щепсел | 4–8 бара | Тънка чаша, плътно обрамчена | Цена на мухъл, дизайн на отдушник |
| Само натиск | 4–8 бара | Стените са равни и напрежението е умерено. | Тъкане между затворени кухини |
Подрязан калъп определя дали чашата се продава
Подрязването трансформира формата в завършен продукт. На повечето автоматизирани линии това се случва в същия цикъл. Докато чашата все още е във формата, стоманена линийка или перфоратор се придвижват надолу и изрязват всяка чаша от хартията. Това предотвратява движението на чашата между формоване и рязане.
Това помага да се поддържат размерите на джантата в рамките на ± 0,2 mm. Джантите се изрязват със същите инструменти, с които са оформени, така че няма допълнителни грешки между охлаждането и свиването на различните стъпки. Отделните преси за подрязване и офлайн рязане изискват допълнителна обработка и втори комплект приспособления. Те също могат да доведат до грешки при подравняване, избегнати от вътрешността на мухъла.
Перфораторът също задава формата на гнездене на чашата. Това е важно за производството и продажбите. Ако ръбът на чашата е твърде голям, чашите може да не се разделят добре в дозатора. Купувачите могат да обвинят чашите.
Скоростта не се извежда
Номиналната скорост намашина за производство на пластмасови чашие различен от действителния изход. Брошурите често показват скорост без производствено натоварване. Наклонената матрица може да се върти 48 пъти в минута. По-големите серво и хидравлични двигатели могат да изпълняват 30 -35 хода на формоване в минута. Цифрите показват колко бързо се движи машината, а не колко бързо загрява и охлажда всяка чаша.
Вземете истински пример. Форма от 730 × 320 mm може да произвежда чаши с диаметър 78 mm и стъпка 80 mm. Има девет уикета и четири ръна в 36 оувъра. Използвайки 0,6 mm PP, действителната скорост е 20 rpm и може да произведе 720 чаши в минута или около 43 000 чаши на час. Ако използвате скоростта на зареждане от 48 пъти в минута, същата форма ще изглежда произведена с 1728 чаши в минута. Това е 2,4 пъти действителната продукция.
Отоплението помага да се обясни празнината. Около 140g полипропилен преминава през машината на цикъл. Загряването от 25 градуса до 155 градуса със специфична топлина от около 1,9 kJ/kg · K изисква около 35 kJ. При 20 цикъла в минута това изисква 11–12 kW нетна енергия за изчисляване на лъчистите топлинни загуби.
Това също обяснява защо по-бързите смени на формата са по-полезни от по-високата номинална скорост. LITAI Machinery посочва време за смяна на формата до 20 минути на своите серво машини. Това спестява повече време на производствената линия, което я прави няколко размера чаши.
Дебелината на стените е мястото, където повечето чаши липсват
Дебелината на стената на термоформованата чаша A не е еднаква навсякъде. Често срещана грешка е да се мисли за дебелината на листа като дебелината на чашата. Материалът се простира от дъното нагоре до страничната стена, така че 0,6 mm лист може да бъде произведен в 0,5 mm чаша с mm ръб и 0,18 mm основа.
Три фактора влияят върху дебелината на стената. Коефициентът на опън определя дебелината на материала. Помощта при запушване и формоването под натиск помагат за затваряне на празнината между дебелината на горната и долната част, от около 3:1 до по-малко от 2:1. Температурата на формата също е важна. Топлите форми позволяват на листа да се разтегне по-дълго, преди да се охлади и спре. Но също така увеличава времето на цикъла.
Данните от изпитването на опън измерват ISO 527-3, за да помогнат на машинните оператори да настроят процеса на формоване. Класът на смолата сам по себе си не предоставя достатъчно информация. Ето защо LITAI Machinery дава толеранс на оформяне от ±0,2 mm, вместо да използва дебелината на листа като основна мярка.
За да намалите безопасно дебелината на листа, първо намерете най-тънката част на чашата. Нарежете чашата за проба на малки парчета и измерете дебелината на стените в различни точки.
Смолите променят машините, не само рецептите
Смяната на материалите не е просто въпрос на промяна на настройките на машината. PP се формова при висока температура и има широк диапазон на формоване. Освен това се справя добре с дълбоко рисуване и може да побере горещо съдържание. Ето защо често се смята за алтернатива на хартиените чаши.
HIPS е евтин вариант. Лесно се оформя и отпечатва, но може да наруши въздействието. PET се нуждаят от различни условия. Плочата трябва да е суха и температурният диапазон на формоване е тесен. За чаши, използвани с горещо съдържание, формите и циклите също трябва да имат предвид кристализацията, а не само омекването. ISO 11357-3 измерва поведението на топене и кристализация и помага да се определят правилните процеси.
PLA се образува добре при 90–120 градуса, но се деформира, когато се инжектира с гореща течност. За да намалите този риск, изберете правилния клас и дебелина на стената.
Машините, съвместими с PP, PS, PET, PVC и PLA, могат да имат нагреватели, вакуумна система и изпускателна система, покриващи тези материали. Но това не означава, че един набор от настройки ще работи за всички потребители. LITAI Machinery разгръща производствени линии за PP, PS, HIPS, PET, PVC и материали, смесени с царевично нишесте. Ето защо е важно да изберете както нагревателни зони, така и системи за подреждане.
Съответствието с експозицията на храна зависи и от съставките. Регламент (ЕО) №. 1935/2004 и Регламент (ЕС) №. 10/2011 на Комисията се прилагат за съответните материали за експозиция на храни в ЕС. В САЩ FDA 21 CFR 177.1520 включва определени олефинови полимери. Съответствието зависи от полимера и неговите добавки. Когато се използват различни материали, чашите, изработени от PP, отговарят на изискванията, но не ги изпълняват автоматично.
Често задавани въпроси
Тази машина направена ли е директно от смолни пелети?
Чашите са направени от таблетки. Завършете производствените линии с помощта на линия за екструдиране на листове или закупуване на ролки за листове. Частиците първо се обработват в тънки листове. След това толерансът на дебелината на листа влияе върху процеса на формоване.
Колко дълбоко може да влезе машина, за да оформи чаша?
Настоящите множество машини могат да формират чаши с дълбочина до 180 мм. Хидравликата обикновено е с дълбочина 125 мм. Основното ограничение не е само дълбочината на чашата. Процентите от лотарията също имат значение. Чаша с дълбочина 180 mm и диаметър 90 mm изисква подпомагане на запушалката, формоване под налягане и внимателен контрол на температурата на формата, за да запази дъното сигурно.
Защо основата на чашата е тънка, а ръбовете дебели?
Това се случва, защото листът се разтяга, докато се движи от центъра към страните. Материалът в долната част се разтяга преди изтъняване. Джантите запазват повече от първоначалната си дебелина, тъй като се удължават по-малко. Помощ при запушване, по-високо налягане на формоване и топла форма спомагат за преместването на повече материал към страничната стена. Но разликата в дебелината не може да бъде напълно елиминирана.
Какво да проверите по време на пробно пускане
Качеството на машината за пластмасови чаши зависи от качеството на материала, който използвате. Пуснете свои собствени таблици и измервания, вместо да разчитате на брошури. Изрежете чаша и измерете дебелината на джантите, средната и долната стена. Разликите между тези измервания са по-важни от средната дебелина. Измервайте непрекъснато диаметъра на ръба на 20 чаши, за да проверите действителния диапазон на размера. Времето е пълен цикъл, който включва отопление, охлаждане и подрязване, а не само времето, през което машината работи без натоварване. Претеглете остатъците след формоването и ги сравнете с теглото на готовата чаша. Една добре оборудвана машина може да произведе само малко количество отпадъци. Тествайте пробите при условията на ISO 291 и след това решете дали не отговарят на изискванията.
Източник на информация
ISO 12100: 2010 --Механична безопасност: общи принципи на проектиране, оценка на риска и намаляване на риска
ISO 13849-1 -Свързани с безопасността части на системата за управление, ниво на ефективност
IEC 60204-1 --Електрическо оборудване за индустриални машини
Регламент (ЕС) №. 2023/1230 -Продажба на машини на европейския пазар
ISO 9001: 2015 --управление на качеството, изисквания
ASTM D3418 -Определяне на температурите на преход на полимера чрез диференциална сканираща калориметрия
ISO 11357-3 температура на топене и кристализация и енталпия
ISO 306 -Температура на омекване по Вика за термопласти
ISO 527-3 - свойства на опън на филми и листове
ISO 291 -Стандартна атмосфера за регулиране и изпитване на пластмаси
Регламент (ЕО) №. 1935/2004 --Рамка за материали, влизащи в контакт с храни; Регламент на Комисията (ЕС) №. 10/2011 --Пластмасови материали в контакт с храни
US FDA 21 CFR 177.1520 -олефинови полимери
Директива 2019 / 904 -Намаляване на въздействието на определени пластмаси за еднократна употреба
