Radna učinkovitost povećana za više od 300%! Novi uređaj za pregled kutija cigareta je ovako učinkovit!
Trenutno je ispitivanje učinkovitosti ljepila za gotova pakiranja cigareta potpuno ručno. Proces testiranja uključuje tri glavna koraka: pripremu materijala, spajanje papira i ocjenu skidanja, uključujući više od deset postupaka kao što su rezanje uzorka, nanošenje ljepila, prešanje, odmaranje, skidanje i procjena, a svi se u potpunosti oslanjaju na ručni rad. Ova tradicionalna metoda testiranja ima probleme kao što su netočne količine ljepila, neravnomjerno nanošenje, neporavnat papir i nedovoljno prešanje, što dovodi do dugog vremena testiranja, čestih ponovnih testiranja, visokog intenziteta rada, niske učinkovitosti i sigurnosnih rizika s nekom opremom za grijanje. Kako bi se riješili ti problemi, Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (u daljnjem tekstu "Changde Jinpeng") usvojio je pristup "zajedničkog proboja lanaca industrijskih poduzeća uzvodno i nizvodno". Učeći na-licu mjesta i zajedničkim inovacijama, uspješno su razvili uređaj za ispitivanje učinkovitosti ljepljivosti papira za pakiranje. Ovaj članak sustavno objašnjava pozadinu razvoja, tehnička rješenja, učinke implementacije i potencijalne primjene ovog uređaja, s ciljem pružanja reference za tehnološke inovacije u ispitivanju kvalitete u industriji.
Tehnička pozadina i analiza problema
01/ Tehnička konotacija učinka ljepila
Učinak ljepila odnosi se na, na temelju mehanizma kvara veze, simulaciju koraka spajanja u formiranju pakiranja cigareta, gdje se dva uzorka spajaju i zatim destruktivno odvajaju. Ako se vlakna papira razdvoje ljepilom, učinak ljepila smatra se kvalificiranim. Ovaj pokazatelj učinkovitosti izravno odražava kompatibilnost između ljepila i papirne podloge i ključni je parametar za osiguravanje stabilnosti strukture pakiranja.
02/ Tradicionalne metode ispitivanja i postojeći problemi
Trenutačno svi proizvodi za pakiranje kutija cigareta moraju proći testiranje učinkovitosti ljepila prije nego napuste tvornicu. Proces testiranja može se podijeliti u tri glavne faze: "priprema materijala", "spajanje papira" i "ocjena od-odljepljivanja." Poseban postupak uključuje: uzeti uzorak za testiranje iz vrećice za uzorke → izrezati ljepljivo područje uzorka na veličinu 20 mm × 50 mm → povući ljepilo štrcaljkom (kao što je prikazano na slici 1) → kapnuti ljepilo na naznačeno područje → ravnomjerno rasporediti ljepilo čistom kapaljkom → poravnati i pričvrstiti stražnju stranu papira sa zalijepljenim područjem → pritisnuti uređajem za toplinsko zavarivanje (kao što je prikazano na slici 2) → položiti ravno i ostaviti da odstoji 30 minuta → ručno potpuno odvojite dvije spojene površine → vizualno procijenite jesu li vlakna papira oštećena.
Slika 1 Ručno usisavanje gela
Slika 2 Preša za vruće brtvljenje
Nakon analize, gore navedeni potpuno ručni postupak rada ima sljedeće probleme:
(1) Niska učinkovitost: Pojedinačni testovi u laboratoriju traju predugo, a cijeli proces traje oko 35 minuta. Nakon zahtjeva za pregledom, dugo se čeka na povratnu informaciju, što ne može zadovoljiti-potrebe praćenja proizvodnje u stvarnom vremenu.
(2) Sigurnosne opasnosti: Neki koraci testiranja uključuju opremu za grijanje, a ručni rad nosi rizik od opeklina i električnih opasnosti.
(3) Nedovoljna točnost: Trenutne metode ispitivanja relativno su grube. Kontrola količine ljepila ovisi o iskustvu operatera, a ne može se jamčiti ujednačenost premaza, što dovodi do niske preciznosti podataka ispitivanja, što otežava podršku precizne kontrole kvalitete.
(4) Visoka stopa ponovnih pregleda: cijeli se postupak izvodi ručno, a ključni koraci (kao što su struganje ljepila, poravnavanje i prešanje) skloni su pogreškama, što uzrokuje neuspjeh eksperimenta. Stopa ponovne inspekcije je čak 50%, što ne samo da povećava opterećenje, već i gubi resurse za testiranje.
Ukratko, tradicionalne ručne metode testiranja više nisu prikladne za zahtjeve moderne industrije pakiranja cigareta za preciznom i učinkovitom kontrolom kvalitete. Postoji hitna potreba za razvojem standardiziranog, automatiziranog uređaja za testiranje kako bi se temeljno uklonile ljudske smetnje.
Rješenje i tehnički principi
01/ Ciljevi istraživanja i ukupni pristup
Kako bismo riješili gore navedena pitanja, naš projektni tim postavio je sljedeći razvojni cilj: razviti uređaj za ispitivanje učinkovitosti ljepila za pakiranje papira koji standardizira i automatizira proces testiranja, učinkovito kontrolira količinu i ujednačenost nanesenog ljepila, osigurava sigurno i čvrsto prešanje pri zagrijavanju i značajno poboljšava učinkovitost testiranja i pouzdanost podataka. Sveukupni tehnički pristup je integrirati funkcije kao što su struganje ljepila, prijenos, zagrijavanje i prešanje u jedan uređaj, pretvarajući raspršene ručne operacije u kontinuirani automatizirani proces; postići preciznu kontrolu ključnih procesnih parametara kroz preciznu mehaničku strukturu; i eliminirati ljudske čimbenike kroz standardizirane operativne postupke.
02/ Projektiranje konstrukcije uređaja
Razvijeni uređaj za ispitivanje učinkovitosti ljepila za ambalažni papir pripada području tehnologije lijepljenja ambalaže i uglavnom uključuje tri funkcionalna modula, kao što je prikazano na slici 3.
Slika 3 Uređaj za ispitivanje učinkovitosti ljepila za pakiranje papira (lijevo: shematski dijagram, desno: pravi uređaj)
(1) Baza: služi kao potporna platforma za cijeli uređaj, integrirajući instalaciju mehanizma za struganje, mehanizma za kotrljanje i mehanizma za laminiranje. Osigurava da je prostorno pozicioniranje svakog funkcionalnog modula precizno koordinirano, što omogućuje kontinuirane procese testiranja.
(2) Mehanizam za struganje: Koristi se za struganje viška ljepila iz korita četke za ljepilo u korito za prelijevanje i izravnavanje ljepila. Ovaj mehanizam ima precizni uređaj za podešavanje razmaka strugača za kontrolu debljine sloja ljepila unutar unaprijed postavljenog raspona, osiguravajući jednoliku i dosljednu debljinu.
(3) Mehanizam za kotrljanje: Koristi se za pritiskanje papira za pakiranje na sloj ljepila nakon struganja, prenoseći ljepilo na papir. Mehanizmom upravlja pogonska jedinica koja osigurava da valjak primjenjuje stalnu brzinu i pritisak, eliminirajući fluktuacije brzine i neravnomjeran pritisak uzrokovan ručnim kotrljanjem.
(4) Mehanizam laminacije: Koristi se u testovima ljepila za primjenu kontroliranog pritiska i vremena laminacije na papir koji je zalijepljen i prebačen u korito za laminaciju, simulirajući proces laminacije u stvarnoj proizvodnji tiska i pakiranja. Ovaj mehanizam uključuje električni grijaći modul za preciznu kontrolu temperature i vremena prešanja.
03/ Standardizirani proces testiranja
Na temelju razvijenog uređaja uspostavljen je sljedeći standardizirani postupak ispitivanja:
(1) Uzorkovanje: Treba uzorkovati najmanje 5 listova po seriji. Uzorci moraju biti ravni, neoštećeni, bez lijepljenja i zadovoljavati zahtjev veličine od najmanje 300 mm × 300 mm. Na svakom uzorku treba biti naznačen smjer zrna papira i prednja/stražnja strana, te mora biti zatvoren u vrećicu.
(2) Kondicioniranje temperature i vlažnosti: Uzorke treba kondicionirati prema uvjetima navedenim u GB/T 10739 kako bi se eliminirali utjecaji okoline na rezultate.
(3) Rezanje uzorka: izrežite uzorke na Uzorak 1 (98 mm × 42 mm) i Uzorak 2 (98 mm × 50 mm), pazeći da duža strana (98 mm) bude paralelna sa smjerom zrna radi dosljednosti sa smjerom sile tijekom stvarne proizvodnje.
(4) Ubrizgavanje ljepila: Koristite dozator ljepila za izvlačenje izmjerene količine testnog ljepila i ubrizgajte ga u spremnik točkastog ljepila modula za nanošenje ljepila.
(5) Struganje ljepila: strugač automatski struže višak ljepila oko spremnika za točkice u preljevno korito i izravnava ga, formirajući jednoličan sloj ljepila.
(6) Nanošenje ljepila: Stavite Uzorak 1 (98 mm × 42 mm) u modul za nanošenje ljepila s prednjom stranom papira prema gore. Pokrenite mehanizam za kotrljanje kako biste pritisnuli uzorak na poravnati sloj ljepila konstantnom brzinom i pritiskom, osiguravajući ravnomjeran prijenos ljepila.
(7) Prianjanje: Uklonite zalijepljeni Uzorak 1 i stavite ga u utor električnog grijaćeg modula modula za spajanje, stranom ljepila prema gore, poravnato s prednjom stranom Uzorka 2. Postavite temperaturu električnog grijaćeg modula i pokrenite vruć-uređaj za prešanje da pritisnete Uzorak 1 i Uzorak 2 zajedno.
(8) Ugradnja uzorka: Uzmite zalijepljeni uzorak iz uređaja za nanošenje ljepila. Umetnite jedan kraj Uzorka 2 u fiksni utor uređaja za ispitivanje ljuštenja, a drugi kraj Uzorka 1 pričvrstite trakcijom.
(9) Test ljuštenja: Kao što je prikazano na slici 4, koristite kut ljuštenja od 150 stupnjeva i brzinu testiranja od 600 mm/s s vučnom napravom. Snimite krivulju sile ljuštenja i odredite način kvara (kršenje vlakana papira ili kvar sučelja sloja ljepila).
Slika 4 Test ljuštenja kutije cigareta
04/ Ključna tehnološka otkrića
Ovaj uređaj je postigao tehnološki napredak u sljedeća tri područja:
(1) Integrirani dizajn: integracijom tri glavna funkcionalna modula-struganje, valjanje i laminiranje-u jednu bazu, standardizira cijeli proces u eksperimentima s izvedbom ljepila, uključujući nanošenje ljepila, izravnavanje sloja ljepila, prijenos ljepila i laminiranje, eliminirajući pogreške između koraka.
(2) Precizna kontrola parametara: Mehanizam za struganje osigurava jednoliku debljinu sloja ljepila (pogreška manja ili jednaka 0,01 mm); mehanizam za kotrljanje, kojeg pokreće servo sustav, kontrolira valjke za prijenos ljepila konstantnom brzinom i pritiskom, s točnošću brzine od ±0,1 mm/s i točnosti pritiska od ±0,5N; mehanizam za laminiranje može precizno prilagoditi tlak laminiranja (±1N), temperaturu (±1 stupanj) i vrijeme (±0,1s), točno simulirajući stvarne uvjete proizvodnje.
(3) Standardizirani rad: Sve operacije se postavljaju putem sučelja čovjek-stroj, a nakon pokretanja jednim-klikom, cijeli se proces automatski dovršava. Ovo u potpunosti eliminira nedostatke uzrokovane ručnim radom, kao što su netočna količina ljepila, neravnomjerno nanošenje, neporavnat papir ili nedovoljno prešanje, osiguravajući ponovljivost i usporedivost rezultata ispitivanja. Usporedba procesa testiranja prije-i-poslije prikazana je na slici 5.
Slika 5. Usporedba procesa inspekcije prije i nakon poboljšanja
Tehnička učinkovitost i analiza podataka
01/ Analiza poboljšanja učinkovitosti
Nakon više{0}}provjera i praktičnih testova, uređaj je postigao značajna poboljšanja u učinkovitosti pregleda. Ukupno vrijeme pregleda po prolazu smanjeno je s 2057 sekundi u tradicionalnim ručnim metodama na 442 sekunde, povećavajući radnu učinkovitost za 365,38%. Stopa uspješnosti za cijeli postupak inspekcije dosegla je 100%, a stopa ponovne-inspekcije pala je s 50% na 0, čime se uvelike smanjuje radni intenzitet osoblja za testiranje.
02/ Točnost i pouzdanost detekcije
Ocjena korisnika: "Ovaj uređaj je znanstveno i razumno dizajniran, jednostavan za rukovanje, vrlo precizan i vrlo stabilan. Učinkovito prevladava probleme kao što su kašnjenje u otkrivanju i pristranost podataka pronađene u prethodnim metodama ručne inspekcije, pružajući snažnu tehničku podršku našim naporima da ojačamo kontrolu kvalitete ljepila za papir za pakiranje."
03/ Sigurnosna poboljšanja
U tradicionalnom ručnom testiranju koriste se sredstva za zavarivanje i druga oprema za grijanje s opeklinama i rizicima električne sigurnosti. Ovaj uređaj integrira grijaći modul u zatvoreni kompozitni mehanizam, sa zaštitom toplinske izolacije i automatskom kontrolom temperature, tako da operateri ne moraju dodirivati komponente visoke-temperature, potpuno eliminirajući rizik od opeklina.
Društvene koristi i vrijednost primjene
01/ Izravne ekonomske koristi
Ovaj uređaj može učinkovito smanjiti stopu otpada i gubitaka pri preradi u proizvodnji ambalaže predviđanjem učinaka spajanja papira unaprijed. Prema procjenama, ako se ovaj uređaj promovira u cijeloj industriji, stopa otpada gotovog proizvoda uzrokovana problemima s ljepilom u tvrtkama za pakiranje ambalaže može se smanjiti s prosječnih 5,7% na ispod 2%. U isto vrijeme, poboljšana učinkovitost inspekcije može značajno uštedjeti troškove rada, smanjujući troškove rada po inspekciji za oko 80%.
02/ Uloga tehnološkog vodstva
Standardizirani rad ovog uređaja može mjeriti učinak lijepljenja različitih vrsta ljepila, učinkovito odabrati i prilagoditi formulacije ljepila za specijalizirani papir za pakiranje cigareta, tintu i procese laminacije, skratiti ciklus istraživanja i razvoja za odabir ljepila i poboljšanje formulacije, precizno riješiti praktične probleme kao što su odljepljivanje, savijanje, prelijevanje ljepila i prianjanje u proizvodnji kutija cigareta, te uspostaviti sustav ocjenjivanja kompatibilnosti ljepila i papira za kutije cigareta.
03/ Sinergija industrijskog lanca
Projekt usvaja model zajedničkog istraživanja u cijelom industrijskom lancu, integrirajući prethodno istraživanje i razvoj ljepila, srednji tisak i proizvodnju pakiranja cigareta i proizvođače ambalaže za cigarete s tehničkim, talentiranim i resursima opreme. Uništava informacijske i tehničke prepreke u svakoj fazi, tvoreći cijeli-lanac tehničkog optimizacijskog sustava od sirovina do gotovih proizvoda, usmjeravajući cjelokupnu industriju pakiranja cigareta prema većoj učinkovitosti, preciznosti i inteligenciji te povećavajući osnovnu konkurentnost industrije.
04/ Doprinos standardizaciji industrije
Ovaj projekt uspješno je razvio prvi uređaj za testiranje učinkovitosti ljepila za pakiranje papira u zemlji, postigavši prvi u industriji. Kako bi zadovoljio jedinstvene tehničke specifikacije koje zahtijevaju različita poduzeća i ispitne institucije unutar industrije, projektni tim je standardizirao rezultate istraživanja, promicao tehnička otkrića i poboljšanja kvalitete u kartonskim kutijama i sirovinama i pomoćnim materijalima (papiru) u ambalažnoj i tiskarskoj industriji te poboljšao koordiniranu raspodjelu i inovacijske sposobnosti poduzeća uzvodno i nizvodno.
U budućnosti, istraživački tim nastavit će optimizirati razinu inteligencije uređaja, razvijati automatski sustav prosuđivanja temeljen na strojnom vidu, postići potpuno bespomoćni rad testiranja učinkovitosti ljepila i istražiti proširenje primjene uređaja na druge materijale za pakiranje (kao što su plastika i metalne folije) za ispitivanje učinkovitosti prianjanja, dajući veći doprinos tehnološkim inovacijama u inspekciji kvalitete u industriji pakiranja.