Sarılmış sigara paketi malzemeleri israfa neden olur ve kıvrılmaya eğilimlidir-işte bu sorunu mükemmel şekilde çözmenin bir yolu!
Sigara paketi endüstrisinde ultra-yüksek-hızlı sigara paketleme makinelerinin tanıtımı ve yaygın kullanımıyla birlikte, sektörün ekipman talebi giderek artıyor. Şu anda makara-tipi ambalajların kullanımı artıyor, ancak fiili üretimde makara-tipi sigara malzemeleri yüksek tüketim ve atılan çekirdeklerde malzeme kalıntısı gibi sorunlarla karşı karşıyadır. Bu sadece üretim maliyetlerini arttırmakla kalmıyor, aynı zamanda tütün ambalajı şirketlerinin kalite iyileştirme ve maliyet düşürme hedefine de ters düşüyor. Şimdi en önemli soru, makara-tipi sigara paketleme malzemelerinin üretim ihtiyaçlarını hızlı bir şekilde karşılamasının, makine uyumluluğunun kısa sürede iyileştirilmesinin ve tüketimin azaltılmasının nasıl sağlanacağıdır.
Makara-Türü Malzemelerin Avantajları ve Dezavantajları
01/ Avantajları
(1) İyi süreklilik: Makara-tipi malzemeler sürekli olarak beslenebilir, bu da malzeme değişim sıklığını azaltır ve üretim verimliliğini artırır.
(2) Yüksek düzeyde otomasyon: Otomatik ekipmanlarla kullanımı kolaydır, otomatik üretime olanak tanır ve işçilik maliyetlerini düşürür.
(3) Yerden-tasarruf: Makara-tipi malzemeler depolama ve taşıma sırasında daha az yer kaplar.
02/ Dezavantajları
(1) Malzemelerin makinelerle uyumluluğu: Bazı malzemeler kıvrılabilir veya bükülebilir, bu da normal kullanımı etkileyebilir, sık sık ekipman arızalarına neden olabilir ve hatta ürün kalitesini etkileyerek malzeme israfına yol açabilir.
(2) Otomatik ekleme tespit sistemi sorunları: Malzemeler yüksek tespit sistemi hassasiyeti gerektirir. Yüksek hızlarda, ekleme zamanlaması hatalı olabilir, fazla malzeme kalabilir, israfa ve maliyetlerin artmasına neden olabilir.
İlgili faktörleri ele almak üzere, bobin-tipi sigara paketleme malzemelerinin uygulamasını optimize etmek ve incelemek üzere bir araştırma ekibi kurduk; bunların kutu paketleme makineleriyle uyumluluğunu geliştirmeyi ve enerji tasarrufu ve daha az tüketim sağlamayı amaçladık.
Ana Araştırma İçeriği
01/ Çoklu-eklemeli ürünlerde birden fazla bağlantının neden olduğu aşırı tüketim
Üretim sırasında, esas olarak çeşitli aşamalardaki proses kontrol sorunlarından dolayı çok fazla geri sarma bağlantısı meydana gelir.
(1) Mürekkep iyileştirmeleri
Ürün kusurlarından kaynaklanan gereksiz kesinti sürelerini azaltmak için kullanılan ana renkli mürekkebin kalitesini artırın. Baskı sırasında altın izleri ve çizgiler gibi kusurları azaltmak için altın mürekkebin inceliğini artırın. Kırmızı mürekkep eklerken, 400 gözenekli bir elekten filtreleyin ve baskı hattı kusurlarını azaltmak ve geri sarma bağlantılarının sayısını azaltmak için mürekkep viskozitesini sıkı bir şekilde kontrol edin.
(2) Sıcak damgalama prosesinde iyileştirmeler
Sıcak damgalama plakası iyileştirmeleri: Damgalamanın inceliğini sağlamak ve üretim sırasında plakanın çökmesinden kaynaklanan eksik çizgiler veya işaretler gibi sorunları çözmek için bakır alaşımından alaşımlı çelik gravür plakalarına geçiş.
Elektrofolyo kalitesinin iyileştirilmesi: Elektrofolyo bağlantılarının sayısını sıkı bir şekilde kontrol edin ve üretimin ortasındaki- malzeme değişim noktalarını azaltmak için elektrofolyonun uzunluğunu kağıt uzunluğuyla eşleştirin.
Üretim yönündeki tedarikçilerle iletişimin ardından sıcak damgalama plakalarını ve elektrofolyonun kalitesini optimize ederek makinenin aksama süresini ve üretilen bağlantı sayısını azalttık.
(3) Kusur uzunluğu bilgisi kontrolü için çevrimiçi algılama
Üretimin her aşamasında hatalı ürün çıkması kaçınılmazdır. Sonraki plaka uzunluğu hesaplaması için bu kusurlu ürünlerin aralıklarını doğru bir şekilde kaydetmek amacıyla, Şekil 1'de gösterildiği gibi üretim hattına bir çevrimiçi algılama sistemi ekledik.
Şekil 1 Çevrimiçi Denetim Sistemi
Yüksek-hassas sensörler ve görüntü tanıma teknolojisi kullanan sistem, üretim hattındaki ürünleri gerçek zamanlı olarak tarar ve denetler. Arızalı ürünler tespit edildiğinde sistem bunları anında kaydediyor ve algoritmalar kullanarak aralarındaki mesafeyi analiz ediyor. Ek olarak, bu verileri depolamak için Şekil 2'de gösterildiği gibi panel uzunluklarının daha sonra hesaplanması için temel desteği sağlayacak eksiksiz bir veritabanı sistemi kurmamız gerekiyor.
Şekil 2 Veritabanı Sistemi
(4) Dilme İşlemi Sırasında Ekleme Bilgilerinin Dijital Kontrolü
Dilme işlemi sırasında yalnızca kusurlu ürünleri çıkarmak değil, aynı zamanda iyi ürünlerin uzunluğunu gerçek zamanlı olarak tespit edip kaydetmek de önemlidir. Bu şekilde, tek bir rulo halinde birleştirilebilen ürünler bir araya getirilerek birden fazla birleştirmenin neden olduğu birleştirme sayısı azaltılabilir. Bu verileri işlemek ve en uygun birleştirme planını belirlemek için algoritmalar kullanılır.
Şekil 3'te gösterildiği gibi, yüksek-hassasiyetteki ölçüm ekipmanı, iyi ürünlerin uzunluğunu gerçek zamanlı olarak izler ve kaydeder. Daha sonra algoritmalar, en iyi birleştirme stratejisini bulmak için bu verileri işler. Amaç, ürün kalitesini sağlarken bağlantı sayısını en aza indirmektir. Ek olarak, eklemelerin kalitesinden ödün vermeden hızlı üretim yapabildiğimizden emin olmak için üretim hattı hızını kontrol etmemiz gerekiyor.
Şekil 3 Yüksek-Hassas Ölçüm Ekipmanı
Çeşitli yönlerde yapılan yukarıdaki iyileştirmelerle, rulo başına bağlantı sayısını orijinalde 2-3'ten sadece 1'e düşürdük. Bu yalnızca ürün kalitesini artırmakla kalmadı, aynı zamanda makine durmalarının sayısını ve rulo değişimlerinden kaynaklanan israfı da azalttı. Aynı zamanda daha az bağlantı noktası üretim maliyetlerini ve malzeme tüketimini de düşürdü.
02/ Malzeme Kıvrılmasından Kaynaklanan Fazla Malzeme Kalıntısı Sorununun İyileştirilmesi
Malzemenin kıvrılmasını etkileyen ana faktörler arasında ürünün nem içeriği ve sarma ve açma sırasındaki gerilim yer alır.
(1) Nem İçeriği Kontrolü
Nem içeriği, malzemenin makineye ne kadar iyi uyum sağladığını gösteren temel göstergelerden biridir. Kağıdın nem içeriği ne kadar yüksek olursa ürün o kadar yumuşak olur. Makinede-paketlenen sigaralar için, daha yüksek nem içeriği, malzemeyi daha uyumlu hale getirir ve kenarlardan yırtılma veya patlama olasılığını azaltır, ancak ürün daha kolay deforme olabilir. Öte yandan, daha düşük nem içeriği daha iyi düzlük sağlar ancak ürün daha serttir, kağıdın geri tepmesi artar, bu da yapışmanın zayıflamasına, kenarlarda yırtılmaya ve yüzeyde çatlaklara neden olabilir. Bu nedenle üretim ortamındaki sıcaklığın ve nemin kontrol edilmesi ve nispeten dengeli bir durumun muhafaza edilmesi için Şekil 4'te gösterildiği gibi otomatik bir nemlendirme sisteminin kurulması gerekmektedir.
Şekil 4 Otomatik Nemlendirme Sistemi
Haddelenmiş malzemelerin ve levha malzemelerin kontrolü farklıdır. Yerinde yapılan incelemede- bobin paketleme atölyesinde nem oranının %59,9 ve sıcaklığın 24,7 derece olduğu görüldü.
Denetim sonuçlarına dayanarak, bir iklim odasında farklı sıcaklık ve nem koşulları altında ürünlerde meydana gelen değişiklikleri simüle ettik ve bir deney planı oluşturduk. Deney sonuçları Tablo 1'de gösterilmektedir ve farklı sıcaklık ve nem deneylerinden önceki ve sonraki kıvrılma derecesi karşılaştırması Şekil 5'te gösterilmektedir. Sonuçlar, deneylere göre rulo yumuşak etiket malzemeleri için en uygun sıcaklık ve nemin 22 derece ve %60 nem olduğunu göstermektedir.
Şekil 5 Farklı sıcaklık ve nem seviyelerinde deney öncesi ve sonrası kıvrılma derecesinin karşılaştırılması
Tablo 1 Bir sıcaklık ve nem odasında simüle edilen farklı sıcaklık ve nem ortamlarında ürün değişiklikleri
(2) Rulo Sarma ve Çözme için Gerginlik Kontrolü
Kağıdın nem içeriğinin yanı sıra sarma ve açma sırasındaki gerginlik kontrolü de kıvrılmaya neden olan bir diğer önemli faktördür. Öznel olarak, sarılmış rulonun çekirdek çapı ne kadar küçük olursa, ürünün iç katmanlarının deformasyonu da o kadar büyük olur. Tersine, daha büyük çekirdek çapları daha az deformasyona neden olur. Ancak pratikte çekirdek çapı ne kadar küçük olursa, sarma için baskı işlemi sırasında o kadar fazla gerilime ihtiyaç duyulurken, rulo paketleme makinesinde açıldığında daha az gerilime ihtiyaç duyulur. Bunun tersine, daha büyük masura çapları, baskı sırasında daha az gerilim gerektirir ancak paketleme makinesinde açılırken daha fazla gerilim gerektirir, bu da ürünün kırılma riskini artırır.
Ek olarak, rulo başına ürün sayısı sabitlendiğinde, daha büyük çekirdek çapı, daha büyük bir dış çapla sonuçlanır, ancak paketleme makinesinin çözme ünitesinin bir yükseklik sınırı vardır ve aşırı büyük çekirdekleri barındıramaz. Ayrıca, bu üründe ilk olarak kağıt çekirdeklerin kullanıldığı göz önüne alındığında, bu çekirdeklerin hasar görmeye ve deformasyona yatkın olduğu ve tekrar kullanılamadığı için bir miktar atık oluşmasına neden olduğu görülmektedir.
Bu nedenle test için iki tür naylon çekirdek seçildi: Şekil 6'da gösterildiği gibi iç çapı 150 mm, duvar kalınlığı 10 mm ve dış çapı 160 mm olan ve iç çapı 150 mm, duvar kalınlığı 15 mm ve dış çapı 165 mm olan diğeri. Şekil 6'da gösterildiği gibi naylon çekirdek seçildi. Deforme olma olasılığı daha düşük olduğundan ve yeniden kullanılabildiğinden, bu da maliyetlerin azaltılmasına yardımcı oluyor.
Şekil 6, test için iki tip naylon çekirdeğin seçimini göstermektedir.
Ek olarak, haddeleme gerilimine ilişkin proses parametreleri de optimize edildi. Dilme ve haddeleme gerilimi 115–120N'den 100–105N'ye ayarlandı. Test sırasında üç gerilim ayarlama şeması vardı: 90–95N, 95–100N ve 100–105N. Bunların arasında, 90-95N için üç rulo etiket kağıdı göbeği gevşeme belirtileri gösterdi; 95–100N için bir rulo etiket kağıdında gevşeme belirtileri görüldü; 100–105N için herhangi bir gevşeme gözlenmedi. Bu nedenle haddelemenin 100–105N'de yapılmasına karar verildi. Etiket kağıdını makinede test ettikten sonra, etiket kağıdının göbek üzerindeki düzlüğü iyileşti ve kenarlarda kıvrılma veya göbeklerde gevşeme sorunu yaşanmadı.
Naylon çekirdeğin iç çapı 150 mm, duvar kalınlığı 10 mm ve dış çapı 160 mm'den iç çapı 150 mm, duvar kalınlığı 15 mm ve dış çapı 165 mm olacak şekilde ayarlayan makine testleri, göbek üzerindeki etiket kağıdının küçük tabakalar halinde kesilmesinden sonra kıvrılmanın temelde tutarlı olduğunu doğruladı. Duvar kalınlığı arttıkça malzeme birleştirme süresinin de buna göre artırılması gerekiyordu ancak kalan malzemede önemli bir değişiklik olmadı.
Buradan, iç çapı 150 mm, duvar kalınlığı 10 mm ve dış çapı 160 mm olan bir naylon çekirdeğin makineye uyarlanabilirliği karşılayabileceği sonucuna varılabilir.
Çözüm
Ürün optimizasyonu, kusur uzunluğunu çevrimiçi kontrol ederek ve dilme sırasında birleştirmeyi yöneterek birleştirme sayısını etkili bir şekilde azalttı ve haddelenmiş ürünlerin kullanılabilir miktarını doğrudan artırdı; çevre sıcaklığı ve nemin iyileştirilmesinin yanı sıra sarılı ruloların kıvrılması; kurak ve yağışlı mevsimlerdeki sıcaklık ve nem değişikliklerinin ürünler üzerindeki etkisine açıklık getirdi; yuvarlanma değişimlerindeki varyasyonu homojenleştirdi; ve bu faktörlerin neden olduğu değişkenliklere değinilmiştir. Naylon malzemenin yeniden kullanılabilirliği ve 10 mm et kalınlığına sahip göbeklerin üretim ihtiyaçlarını karşılamada kullanışlılığı doğrulandı.
Hassas üretim kontrolü ve gelişmiş sensör ve görüntü tanıma teknolojisi sayesinde, dilme algoritmalarının ve kontrol stratejilerinin optimize edilmesi, doğru kusur tespiti ve hassas uzunluk kontrolü elde edilmesini sağlar; bu yalnızca ürün kalitesini artırmakla kalmaz, aynı zamanda üretim maliyetlerini ve malzeme tüketimini de azaltır ve şirketin sürdürülebilir kalkınmasına güçlü bir destek sağlar.
Gelecekte, sürekli teknolojik gelişme ve şirket inovasyonu ve çabasıyla, haddelenmiş ürünlerin kullanım oranını daha etkili ve verimli bir şekilde artıracağız ve imalat sanayine daha fazla fayda ve değer getireceğiz.