Kako delujejo oblikovalniki plastičnih skodelic?

Stroj za izdelavo plastičnih skodelicsegrevajte ravno ploščo PP, PS, PET ali PLA, dokler se ne zmehča. Nato uporablja vakuum in stisnjen zrak na 8-barski tlačni plošči v vodno hlajenem kalupu. Kosmiče ohladimo, da dobijo obliko skodelice. Skodelico nato v istem ciklu s pomočjo kalupa izrežemo iz papirja.

Stroji ne talijo plastike ali uporabljajo brizganje. Stene skodelice izvirajo iz originalne pločevine in postanejo tanjše tam, kjer se material razširi. ogrevalni sistem, zračni tlak in izsekavanje vplivajo na debelino stene, obliko roba in hitrost proizvodnje.

Postaje delujejo v določenem vrstnem redu

Stroj za izdelavo plastičnih skodelicdelo skozi niz medsebojno odvisnih korakov. Najprej podajalni valji premaknejo ploščo naprej za eno dolžino kalupa. Grelec se nato premakne na svoje mesto in segreva 8–20 sekund, odvisno od debeline plošče. Ko se grelec premakne nazaj, se matrica zapre. Hladijo ga plošče v obliki vakuuma in stisnjenega zraka ter hladilni kanali v aluminijastem kalupu. Steklo preluknjajte s pločevine in pobere ga tračni zlagalnik ali robot. Preostali kosmiči se pošljejo v granulator za recikliranje.

Vsak korak mora biti končan pred naslednjim. Kalupa ni mogoče izklopiti, dokler se grelec ne premakne, luknjač pa ne more rezati skodelic, dokler niso dovolj ohlajene, da jih je mogoče odstraniti. Posledično lahko počasno segrevanje ali zlaganje ustavi celotno proizvodno linijo.

Pomembna je tudi varnost stroja. Ocena tveganja sledi standardu ISO 12100, električna oprema sledi standardu IEC 60204-1, varnostne kontrole pa so zasnovane tako, da izpolnjujejo standarde delovanja ISO 13849-1. Ti standardi pomagajo proizvajalcem pri izpolnjevanju pravil EU o strojih iz Uredbe (EU) 2023/1230.

LITAI Machinery uporablja sistem vodenja kakovosti ISO 9001 za izdelavo strojev z nagibnim kalupom, servo pogonom in hidravličnimi okvirji. Ta stroj ima največjo globino oblikovanja 125–180 mm in širino pločevine 770 mm.

Toplota mora padati na okno, ne temperatura

Vklopljenostroj za izdelavo plastičnih skodelic, plošče morajo imeti pravo temperaturo, da se raztegnejo brez trganja. Ne sme se tako segreti, da se ugrezne v grelec ali začne pokati. Za PP je območje približno 150-165 stopinj Celzija. Za HIPS približno 120-140 stopinj Celzija. Za amorfni PET približno 110-130 stopinj. Temperature za PLA so približno 90-C. PLA se zmehča pri nižjih temperaturah, kar omejuje temperaturo njegove obdelave. Njegovo zmehčišče je mogoče izmeriti s testom Vicat po ISO 306 ali s preskusom prehodne temperature po ASTM D3418.

Na to temperaturno območje vplivata dve pogosti težavi. Prvič, rjuha se povesi. Ko je plošča mehka, podpora ni potrebna, zato se plošča debeline 0,3 mm povesi veliko hitreje kot plošča debeline 1,8 mm. Zato so grelniki razdeljeni na različna področja, pri čemer sta stopnji toplote zgoraj in spodaj prilagojeni. Dno pogosto ostane hladno, da se zmanjša povešanje.

Druga težava je sprememba časa ogrevanja. Temperaturo in čas cikla grelnika je treba nastaviti istočasno. Če naprava za nameščanje ponjave uporablja debelo ponjavo, se lahko na površini pojavijo mehurji ali postane kredasta.

Kaj naredi obliko skodelice

Običajno se vse tri sile uporabljajo skupaj. Sami vakuumi lahko povzročijo razliko v tlaku približno bar. To je dovolj za plitve krožnike in kratke široke skodelice. Tlačno oblikovanje uporablja različne metode. Stisnjen zrak od 4 do 8 barov potisne grelno ploščo na matrico. Zaradi tega so robovi ostrejši, spodnji vogali bolj zategnjeni, med bližnjimi jamami pa je manj tkanin.

Plug assist rešuje še en problem. Ogrevan čep potisne ploščo navzdol, preden zračni tlak ali vakuum zaključita proces oblikovanja. To omogoča, da se več materiala premakne v stransko steno, kar preprečuje, da bi se preveč materiala izvleklo iz podnožja.

Pravilna metoda je odvisna od razmerja raztezanja, ki je globina skodelice deljena s premerom vrha. Pod 1 je običajno dovolj zrak ali vakuum. Med 1 in 1,5 zamašek preprečuje neenakomerno debelino stene.

Metoda oblikovanja	Pritisk na voljo	Najboljše za:	Popusti s popusti
Samo vakuum	Približno 1 bar	plitev pladenj, široka kratka skodelica	Šibka definicija platišča
Sesalnik s pomočjo vtikača	1 Baga Pre-Stretch	Globoka skodelica z vlečnim razmerjem več kot 1,2	Oznake vtiča, dodatno nadzorovana temperatura
Tlak s pomožnim čepom	4–8 barov	Tanka skodelica, tesno obrobljena	Stroški plesni, oblikovanje zračnikov
Samo pritisk	4–8 barov	Stene so ravne, napetost pa zmerna.	Tkanje med zaprtimi votlinami

Obrezan kalup določa, ali je skodelica naprodaj

Z obrezovanjem se oblika spremeni v končni izdelek. Na večini avtomatiziranih linij se to zgodi v istem ciklu. Medtem ko je skodelica še v kalupu, se jekleno ravnilo ali strojni luknjač premakne navzdol in vsako skodelico odreže iz papirja. To preprečuje premikanje skodelice med oblikovanjem in rezanjem.

To pomaga ohranjati dimenzije platišča znotraj ± 0,2 mm. Platišča so izrezana z enakimi orodji, s katerimi so bila oblikovana, tako da ni dodatnih napak med hlajenjem in krčenjem različnih korakov. Ločene stiskalnice za obrezovanje in rezanje brez povezave zahtevajo dodatno rokovanje in drugi komplet vpenjal. Prav tako lahko povzročijo napake pri poravnavi, ki se jim izognejo notranjosti plesni.

Luknjač tudi nastavi obliko ugnezdenja skodelice. To je pomembno za proizvodnjo in prodajo. Če je rob skodelice nekoliko prevelik, se skodelice morda ne bodo čisto ločile v podajalniku. Kupci lahko krivijo skodelice.

Hitrost ni izhodna

Nazivna hitroststroj za izdelavo plastičnih skodelicse razlikuje od dejanskega rezultata. Brošure pogosto prikazujejo hitrost brez proizvodne obremenitve. Nagibna kocka se lahko zavrti 48-krat na minuto. Večji servo in hidravlični motorji lahko izvajajo 30 -35 gibov oblikovanja na minuto. Številke kažejo, kako hitro se naprava premika, ne pa, kako hitro segreje in ohladi posamezno skodelico.

Vzemite pravi primer. Kalup velikosti 730 × 320 mm lahko izdela skodelice premera 78 mm in razmika 80 mm. Ima devet vratnic in štiri teke v 36 overjih. Pri uporabi 0,6 mm PP je dejanska hitrost 20 vrt/min in lahko proizvede 720 skodelic na minuto ali približno 43.000 skodelic na uro. Če uporabljate hitrost obremenitve 48-krat na minuto, bo videti, da bo isti kalup proizveden 1.728 skodelic na minuto. To je 2,4-krat večja od dejanske proizvodnje.

Ogrevanje pomaga razložiti vrzel. Približno 140 g polipropilena gre skozi stroj na cikel. Ogrevanje s 25 stopinj na 155 stopinj s specifično toploto približno 1,9 kJ/kg · K zahteva približno 35 kJ. Pri 20 ciklih na minuto to zahteva 11–12 kW neto energije za izračun sevalne toplotne izgube.

To tudi pojasnjuje, zakaj so hitrejše menjave kalupa uporabnejše od višje nazivne hitrosti. LITAI Machinery navaja čas menjave kalupa do 20 minut na svojih servo strojih. To prihrani več časa na proizvodni liniji, zaradi česar je nekaj velikosti skodelic.

Debelina sten je tista, kjer večina skodelic manjka

Debelina stene termoformirane skodelice A ni povsod enaka. Pogosta napaka je, da si debelino pločevine predstavljamo kot debelino skodelice. Material se razteza od spodaj navzgor do stranske stene, tako da je mogoče iz 0,6 mm lista izdelati 0,5 mm skodelico z mm robom in 0,18 mm podnožjem.

Na debelino stene vplivajo trije dejavniki. Natezno razmerje določa debelino materiala. Pomoč pri čepih in oblikovanje s pritiskom pomagata zapolniti vrzel med zgornjo in spodnjo debelino, od približno 3:1 do manj kot 2:1. Pomembna je tudi temperatura plesni. Topli kalupi omogočajo, da se rjuha dlje raztegne, preden se ohladi in ustavi. Vendar pa tudi podaljša čas cikla.

Podatki o nateznih preskusih merijo ISO 527-3, da upravljavcem strojev pomagajo pri nastavitvi procesa oblikovanja. Samo kakovost smole ne zagotavlja dovolj informacij. Zato LITAI Machinery daje toleranco oblikovanja ±0,2 mm, namesto da bi uporabil debelino pločevine kot primarno merilo.

Za varno zmanjšanje debeline pločevine najprej poiščite najtanjši del skodelice. Posodo za vzorec razrežite na majhne koščke in izmerite debelino sten na različnih točkah.

Smole spreminjajo stroje, ne samo recepte

Spreminjanje materialov ni samo stvar spreminjanja nastavitev stroja. PP se oblikuje pri visoki temperaturi in ima širok razpon oblikovanja. Dobro prenaša tudi globoko slikanje in lahko sprejme vročo vsebino. Zato se pogosto obravnava kot alternativa papirnatim kozarcem.

HIPS je poceni možnost. Enostavno ga je oblikovati in tiskati, vendar lahko zmanjša učinek. PET potrebuje drugačne pogoje. Plošča mora biti suha in temperaturno območje oblikovanja je ozko. Pri skodelicah, ki se uporabljajo z vročo vsebino, morajo kalupi in cikli upoštevati tudi kristalizacijo, ne le mehčanje. ISO 11357-3 meri obnašanje pri taljenju in kristalizaciji ter pomaga pri določanju pravilnih procesov.

PLA se dobro oblikuje pri 90–120 stopinjah, vendar se ob vbrizganju vroče tekočine deformira. Da zmanjšate to tveganje, izberite pravi razred in debelino stene.

Stroji, združljivi s PP, PS, PET, PVC in PLA, imajo lahko grelnike, vakuumski sistem in izpustni sistem, ki pokriva te materiale. Vendar to ne pomeni, da bo en niz nastavitev deloval za vse uporabnike. LITAI Machinery postavlja proizvodne linije za PP, PS, HIPS, PET, PVC in materiale, mešane s koruznim škrobom. Zato je pomembno izbrati tako ogrevalne cone kot sisteme zlaganja.

Skladnost z izpostavljenostjo hrani je odvisna tudi od sestavin. Uredba (ES) št. . 1935/2004 in Uredba Komisije (EU) št. . 10/2011 veljata za ustrezne materiale za izpostavljenost hrani v EU. V ZDA FDA 21 CFR 177.1520 vključuje nekatere olefinske polimere. Skladnost je odvisna od polimera in njegovih dodatkov. Ko so uporabljeni različni materiali, skodelice iz PP izpolnjujejo zahteve, vendar jih ne izpolnjujejo samodejno.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali je ta stroj izdelan neposredno iz smolnih peletov?
Št. Skodelice so narejene iz tablet. Dokončajte proizvodne linije z linijo za iztiskanje pločevine ali z nakupom zvitkov pločevine. Delce najprej predelajo v tanke plošče. Nato toleranca debeline pločevine vpliva na proces oblikovanja.

Kako globoko lahko gre stroj, da oblikuje skodelico?
Trenutni več strojev lahko oblikuje skodelice do globine 180 mm. Hidravlika je običajno globoka 125 mm. Glavna omejitev ni le globina skodelice. Pomembni so tudi odstotki loterije. Skodelica z globino 180 mm in premerom 90 mm zahteva pomoč pri vtikanju, oblikovanje s pritiskom in skrbno kontrolo temperature kalupa, da ostane dno varno.

Zakaj je dno skodelice tanko, robovi pa debeli?
To se zgodi, ker se list razteza, ko se premika od sredine proti stranem. Material na dnu se pred redčenjem raztegne. Platišča ohranijo več svoje prvotne debeline, saj se manj raztezajo. Pomoč pri zamašku, višji tlak oblikovanja in topel kalup pomagajo premakniti več materiala na stransko steno. Toda razlike v debelini ni mogoče popolnoma odpraviti.

Kaj preveriti med testnim zagonom

Kakovost izdelovalca plastičnih skodelic je odvisna od kakovosti materiala, ki ga uporabljate. Izvedite lastne tabele in meritve, namesto da se zanašate na brošure. Izrežite skodelico in izmerite debelino robov, srednje in spodnje stene. Razlike med temi meritvami so pomembnejše od povprečne debeline. Nenehno merite premer roba 20 skodelic, da preverite dejanski obseg velikosti. Čas je celoten cikel, ki vključuje ogrevanje, hlajenje in obrezovanje, ne le čas, ko stroj deluje brez obremenitve. Stehtajte ostanke odpadkov po oblikovanju in jih primerjajte s težo končne skodelice. Dobro opremljen stroj lahko proizvede le majhno količino odpadkov. Testirajte vzorce pod pogoji ISO 291 in se nato odločite, ali ne izpolnjujejo zahtev.