Eficiența muncii sporită cu peste 300%! Noul dispozitiv de inspecție a pachetelor de țigări este atât de eficient!
În prezent, testarea performanței adezivului pentru ambalajul finit al țigărilor este complet manuală. Procesul de testare include trei pași principali: pregătirea materialului, lipirea hârtiei și evaluarea decolării-, implicând mai mult de zece proceduri, cum ar fi tăierea probei, aplicarea lipiciului, presarea, odihna, decojirea și evaluarea, toate care se bazează în totalitate pe lucru manual. Această metodă tradițională de testare are probleme precum cantități inexacte de adeziv, aplicare neuniformă, hârtie nealiniată și presare insuficientă, ceea ce duce la timpi lungi de testare, retestări frecvente, intensitate mare a muncii, eficiență scăzută și riscuri de siguranță cu anumite echipamente de încălzire. Pentru a rezolva aceste probleme, Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (denumită în continuare „Changde Jinpeng”) a adoptat o abordare „descoperire comună a întreprinderilor din lanțul industrial din amonte și din aval”. Învățând-la fața locului și inovând împreună, au dezvoltat cu succes un dispozitiv pentru testarea performanței adezive a hârtiei de ambalaj. Acest articol explică în mod sistematic fundalul dezvoltării, soluțiile tehnice, efectele implementării și potențialele aplicații ale acestui dispozitiv, urmărind să ofere o referință pentru inovația tehnologică în testarea calității în industrie.
Context tehnic și analiza problemelor
01/ Conotația tehnică a performanței adezivului
Performanța adezivului se referă la, pe baza mecanismului de defectare a legăturii, simularea etapei de lipire în formarea ambalajului țigărilor, în care două mostre sunt lipite și apoi decojite în mod distructiv. Dacă fibrele de hârtie sunt desprinse de lipici, performanța adezivului este considerată calificată. Acest indicator de performanță reflectă în mod direct compatibilitatea dintre adeziv și suportul de hârtie și este un parametru cheie pentru asigurarea stabilității structurii ambalajului.
02/ Metode tradiționale de testare și probleme existente
În prezent, toate produsele de ambalare a cutiei de țigări trebuie să fie supuse testării performanței adezivului înainte de a părăsi fabrica. Procesul de testare poate fi împărțit în trei etape principale: „pregătirea materialului”, „lipirea hârtiei” și „evaluarea dezlipirii-”. Procedura specifică include: prelevarea eșantionului de testat din punga de probă → tăiați zona adezivă a eșantionului la o dimensiune de 20 mm×50 mm → trageți lipici cu o seringă (după cum se arată în figura 1) → aruncați lipiciul pe zona desemnată → întindeți lipiciul uniform cu un picurător curat → aliniați și atașați spatele hârtiei cu zona lipită → apăsați cu un dispozitiv de etanșare (astfel în imagine) → timp de 30 de minute → dezlipiți manual cele două suprafețe lipite complet → evaluați vizual dacă fibrele de hârtie sunt deteriorate.
Figura 1 Aspirarea manuală a gelului
Figura 2 Presă de etanșare la cald
După analiză, procesul de operare complet manual de mai sus are următoarele probleme:
(1) Eficiență scăzută: testele individuale în laborator durează prea mult, procesul complet durând aproximativ 35 de minute. După o solicitare de inspecție, există o lungă așteptare pentru feedback, care nu poate satisface nevoile-de monitorizare a producției în timp real.
(2) Pericole de siguranță: Unii pași de testare implică echipamente de încălzire, iar operarea manuală implică riscuri de arsuri și pericole electrice.
(3) Precizie insuficientă: metodele actuale de testare sunt relativ aspre. Controlul cantității de lipici se bazează pe experiența operatorului, iar uniformitatea acoperirii nu poate fi garantată, ceea ce duce la o precizie scăzută a datelor de testare, ceea ce face dificilă susținerea unui control rafinat al calității.
(4) Rată ridicată de reinspecție: întregul proces este efectuat manual, iar pașii cheie (cum ar fi răzuirea adezivului, alinierea și presarea) sunt predispuși la erori, provocând eșecul experimentului. Rata de reinspecție este de până la 50%, ceea ce nu numai că crește volumul de lucru, dar și risipă resursele de testare.
Pe scurt, metodele tradiționale de testare manuală nu mai sunt potrivite pentru cerințele industriei moderne a pachetelor de țigări pentru un control al calității precis și eficient. Există o nevoie urgentă de a dezvolta un dispozitiv de testare automatizat, standardizat, pentru a elimina în mod fundamental interferențele umane.
Soluție și principii tehnice
01/ Obiectivele cercetării și abordarea generală
Pentru a rezolva problemele de mai sus, echipa noastră de proiect a stabilit următorul obiectiv de dezvoltare: să dezvolte un dispozitiv de testare a performanței adezivului din hârtie de ambalare care să standardizeze și să automatizeze procesul de testare, să controleze eficient cantitatea și uniformitatea adezivului aplicat, să asigure o presare încălzită sigură și fermă și să îmbunătățească semnificativ eficiența testării și fiabilitatea datelor. Abordarea tehnică generală este de a integra funcții precum răzuirea lipiciului, transferul, încălzirea și presarea într-un singur dispozitiv, transformând operațiunile manuale dispersate într-un proces automatizat continuu; obține un control precis al parametrilor cheie ai procesului printr-o structură mecanică precisă; și eliminarea factorilor umani prin proceduri de operare standardizate.
02/ Proiectare structurală a dispozitivului
Dispozitivul de testare a performanței adezivului pentru hârtie de ambalare dezvoltat aparține domeniului tehnologiei de lipire a ambalajelor și include în principal trei module funcționale, așa cum se arată în Figura 3.
Figura 3 Dispozitiv de testare a performanței adezivului pentru hârtie de ambalare (stânga: diagramă schematică, dreapta: dispozitiv real)
(1) Baza: Servește ca platformă de susținere pentru întregul dispozitiv, integrând instalarea mecanismului de răzuire, a mecanismului de rulare și a mecanismului de laminare. Acesta asigură că poziționarea spațială a fiecărui modul funcțional este coordonată cu precizie, permițând procese continue de testare.
(2) Mecanism de răzuire: Folosit pentru a răzui excesul de lipici din jgheabul periei de lipici în jgheabul de preaplin și pentru a nivela lipiciul. Acest mecanism dispune de un dispozitiv precis de ajustare a spațiului de raclere pentru a controla grosimea stratului de lipici într-un interval prestabilit, asigurând o grosime uniformă și consecventă.
(3) Mecanism de rulare: Folosit pentru a presa hârtia de ambalare pe stratul de lipici după răzuire, transferând lipiciul pe hârtie. Mecanismul este controlat de o unitate de antrenare care asigură că rola aplică viteză și presiune constantă, eliminând fluctuațiile de viteză și presiunea neuniformă cauzate de rularea manuală.
(4) Mecanism de laminare: Folosit în testele adezive pentru a aplica presiune și timp de laminare controlate hârtiei care a fost lipită și transferată în jgheabul de laminare, simulând procesul de laminare în producția reală de imprimare și ambalare. Acest mecanism include un modul electric de încălzire pentru a controla cu precizie temperatura și timpul de presare.
03/ Proces de testare standardizat
Pe baza dispozitivului dezvoltat, a fost stabilit următorul proces standard de testare:
(1) Eșantionare: trebuie prelevate cel puțin 5 foi per lot. Probele trebuie să fie plate, nedeteriorate, fără lipire și să îndeplinească cerințele de dimensiune de cel puțin 300 mm × 300 mm. Fiecare probă trebuie să indice direcția cerealelor hârtiei și părțile din față/spate și să fie sigilată într-o pungă.
(2) Condiționarea temperaturii și umidității: Probele trebuie condiționate în condițiile specificate în GB/T 10739 pentru a elimina influențele mediului asupra rezultatelor.
(3) Tăierea eșantionului: Tăiați mostrele în Proba 1 (98mm × 42mm) și Proba 2 (98mm × 50mm), asigurându-vă că partea lungă (98mm) este paralelă cu direcția boabelor pentru coerență cu direcția forței în timpul producției reale.
(4) Injecție de clei: Folosiți un dozator de clei pentru a extrage o cantitate măsurată de clei de testare și injectați-o în rezervorul de clei cu puncte al modulului de aplicare a cleiului.
(5) Razuire cu lipici: racleta razuie automat excesul de lipici din jurul rezervorului de puncte in jgheabul de preaplin si il niveleaza, formand un strat de lipici uniform.
(6) Aplicarea lipiciului: Așezați Proba 1 (98 mm × 42 mm) în modulul de aplicare a lipiciului, cu partea din față a hârtiei în sus. Porniți mecanismul de rulare pentru a apăsa proba pe stratul de lipici nivelat la viteză și presiune constante, asigurând un transfer uniform de lipici.
(7) Aderență: Îndepărtați Proba 1 lipită și așezați-o în canelura modulului de încălzire electrică a modulului de lipire, cu partea de lipire în sus, aliniată cu partea frontală a Eșantionului 2. Setați temperatura modulului de încălzire electrică și porniți dispozitivul de presare la cald pentru a apăsa Proba 1 și Proba 2 împreună.
(8) Instalarea eșantionului: Luați proba lipită din dispozitivul de aplicare a lipiciului. Introduceți un capăt al Eșantionului 2 în fanta fixă a testerului de exfoliere și fixați celălalt capăt al Eșantionului 1 cu dispozitivul de tracțiune.
(9) Test de exfoliere: După cum se arată în Figura 4, utilizați un unghi de exfoliere de 150 de grade și o viteză de testare de 600 mm/s cu dispozitivul de tracțiune. Înregistrați curba forței de exfoliere și determinați modul de defecțiune (defecțiunea fibrei de hârtie sau defecțiunea interfeței stratului de lipici).
Figura 4 Testul de exfoliere a pachetului de țigări
04/ Descoperiri tehnologice cheie
Acest dispozitiv a realizat progrese tehnologice în următoarele trei domenii:
(1) Design integrat: prin integrarea celor trei module funcționale principale-răzuirea, rularea și laminarea cu lipici-într-o singură bază, standardizează întregul proces în experimentele de performanță a adezivului, inclusiv aplicarea adezivului, nivelarea stratului adeziv, transferul adezivului și laminarea, eliminând erorile dintre pași.
(2) Control precis al parametrilor: mecanismul de răzuire asigură că stratul de adeziv este uniform în grosime (eroare mai mică sau egală cu 0,01 mm); mecanismul de rulare, acționat de un sistem servo, controlează rolele pentru a transfera adezivul la o viteză și presiune constantă, cu precizie de viteză de ±0,1mm/s și precizie de presiune de ±0,5N; mecanismul de laminare poate ajusta cu precizie presiunea de laminare (± 1 N), temperatura (± 1 grad) și timpul (± 0,1 s), simulând cu exactitate condițiile reale de producție.
(3) Funcționare standardizată: toate operațiunile sunt setate printr-o interfață umană-mașină, iar după un-clic de pornire, întregul proces este finalizat automat. Acest lucru elimină complet defectele cauzate de operarea manuală, cum ar fi cantitatea inexactă de lipici, aplicarea neuniformă, hârtia nealiniată sau presarea insuficientă, asigurând repetabilitatea și comparabilitatea rezultatelor testului. Comparația dintre procesul de testare înainte-și-după este prezentată în Figura 5.
Figura 5 Comparația proceselor de inspecție înainte și după îmbunătățire
Eficacitatea tehnică și analiza datelor
01/ Analiza îmbunătățirii eficienței
După mai multe validări practice-și teste practice, dispozitivul a obținut îmbunătățiri semnificative ale eficienței inspecției. Timpul total de inspecție per trecere a fost redus de la 2057 secunde în metodele manuale tradiționale la 442 secunde, crescând eficiența muncii cu 365,38%. Rata de succes pentru întregul proces de inspecție a atins 100%, iar rata de re-inspecție a scăzut de la 50% la 0, reducând foarte mult intensitatea muncii personalului de testare.
02/ Precizia și fiabilitatea detectării
Evaluarea clientului: „Acest dispozitiv este proiectat științific și rezonabil, ușor de utilizat, foarte precis și extrem de stabil. Depășește în mod eficient probleme precum întârzierea de detectare și distorsiunea datelor găsite în metodele anterioare de inspecție manuală, oferind un sprijin tehnic puternic pentru eforturile noastre de a consolida controlul calității adezivului hârtiei de ambalare.”
03/ Îmbunătățiri de securitate
Testarea manuală tradițională utilizează dispozitive de etanșare termică și alte echipamente de încălzire cu arsuri și riscuri de siguranță electrică. Acest dispozitiv integrează modulul de încălzire într-un mecanism compozit închis, cu protecție termică și control automat al temperaturii, astfel încât operatorii nu trebuie să atingă componentele cu temperatură ridicată-, eliminând complet riscul de arsuri.
Beneficii sociale și valoarea aplicației
01/ Beneficii economice directe
Acest dispozitiv poate reduce în mod eficient rata pierderilor de deșeuri și reprelucrare în producția de ambalaje, prezicând în prealabil efectele de lipire a hârtiei. Potrivit estimărilor, dacă acest dispozitiv este promovat în întreaga industrie, rata deșeurilor de produs finit cauzată de problemele de adeziv în companiile de ambalare poate fi redusă de la o medie de 5,7% la sub 2%. În același timp, eficiența îmbunătățită a inspecției poate economisi o cantitate semnificativă de costuri cu forța de muncă, reducând costurile cu forța de muncă per inspecție cu aproximativ 80%.
02/ Rolul de conducere tehnologic
Funcționarea standardizată a acestui dispozitiv poate măsura performanța de lipire a diferitelor tipuri de adeziv, poate selecta și adapta eficient formulările de adeziv pentru hârtie, cerneală și procese de laminare specializate pentru pachete de țigări, poate scurta ciclul de cercetare și dezvoltare pentru selecția adezivului și îmbunătățirea formulării, poate rezolva cu precizie probleme practice cum ar fi delipirea, deformarea, debordarea adezivului și aderența la producția de țigări și compatibilitatea sistemelor de evaluare a pachetului de țigări. împachetați hârtie.
03/ Sinergia lanțului industrial
Proiectul adoptă un model de cercetare comun de-a lungul lanțului industrial, integrând cercetarea și dezvoltarea cu lipici în amonte, imprimarea și producția de pachete de țigări midstream și producătorii de ambalaje de țigări din aval cu resurse tehnice, talentate și de echipamente. Îndepărtează barierele de informare și tehnice în fiecare etapă, formând un sistem complet de optimizare tehnică-de la materii prime la produse finite, conducând industria pachetelor de țigări către o mai mare eficiență, precizie și inteligență și sporind competitivitatea de bază a industriei.
04/ Contribuția la standardizarea industriei
Acest proiect a dezvoltat cu succes primul dispozitiv de testare a performanței adezivului pentru hârtie de ambalare din țară, realizând o premieră în industrie. Pentru a îndeplini specificațiile tehnice unificate cerute de diferitele întreprinderi și instituții de testare din industrie, echipa de proiect a standardizat rezultatele cercetării, a promovat progrese tehnice și îmbunătățiri ale calității în cutiile pliabile și materii prime și auxiliare (hârtie) în industria de ambalare și imprimare și a îmbunătățit capacitățile coordonate de alocare și inovare ale întreprinderilor din amonte și din aval.
În viitor, echipa de cercetare va continua să optimizeze nivelul de inteligență al dispozitivului, să dezvolte un sistem de judecată automat bazat pe viziunea artificială, să realizeze operarea completă fără echipaj a testării performanței adezivului și să exploreze extinderea aplicației dispozitivului la alte materiale de ambalare (cum ar fi materialele plastice și foliile metalice) pentru testarea performanței adeziunii, contribuind mai mult la inovația tehnologică în inspecția calității în industria ambalajelor.