İş verimliliği %300'ün üzerinde arttı! Yeni sigara paketi inceleme cihazı bu kadar verimli!

Şubat 2025'te, Parti Sekreteri ve Devlet Tütün Tekel İdaresi Direktörü ve Çin Ulusal Tütün Şirketi Genel Müdürü Zhang Jianmin, Hunan Tobacco'da yapılan bir inceleme sırasında 'reform ve yeniliği daha da derinleştirmenin, yüksek-kaliteli geliştirme ve modernizasyona yeni bir ivme kazandırmanın ve dijital geliştirme yeteneklerini sürekli geliştirirken teknolojik yenilik yoluyla endüstriyel yeniliği teşvik etmenin' altını çizdi. Bu direktif sigara paketleme endüstrisindeki teknolojik yeniliğin yolunu işaret etmektedir. 'Yapışkan performansı', sigara paketi makinesinin uyarlanabilirliğinin önemli bir göstergesidir; çünkü yapışkan tabakanın gücü, sigara paketlerinin depolama, taşıma ve satış boyunca yapısal stabilitesini doğrudan belirler. Çin Paketleme Federasyonu Tütün Paketleme Komitesi tarafından 2024 yılında yapılan bir ankete göre, yerli sigara paketlerinin tutkal sorunları nedeniyle ortalama hurda oranı %5,7'dir; bazı küçük ve orta- ölçekli işletmelerde bu oran %15'i aşmaktadır ve bu da yıllık 200 milyon yuan'ın üzerinde doğrudan ekonomik kayba yol açmaktadır.

Şu anda, bitmiş sigara paketlerinin yapışkan performansının test edilmesi tamamen manuel olarak yapılmaktadır. Test süreci üç ana adımdan oluşur: malzeme hazırlama, kağıdın yapıştırılması ve soyulma değerlendirmesi-; numunelerin kesilmesi, yapıştırıcı uygulanması, presleme, sabitleme, soyma ve değerlendirme gibi ondan fazla işlemi kapsar ve tamamı tamamen manuel çalışmaya bağlıdır. Bu geleneksel yöntemin hatalı tutkal miktarları, eşit olmayan uygulama, yanlış hizalanmış kağıt ve yetersiz presleme gibi sorunları vardır; bu da uzun test sürelerine, tekrarlanan denemelere, yüksek iş yoğunluğuna ve düşük verime yol açar. Bazı ısıtma ekipmanları da güvenlik riskleri oluşturur. Bu sorunları çözmek için, Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (bundan sonra 'Changde Jinpeng' olarak anılacaktır), yerinde kıyaslama ve işbirliğine dayalı inovasyon yoluyla bir ambalaj kağıdı yapışkan performansı test cihazını başarıyla geliştirerek, 'üst ve alt sektör kuruluşlarının ortak çabası' yaklaşımını benimsedi. Bu makale, sektördeki teknolojik yeniliklerin kalite testi için bir referans sağlamayı amaçlayan cihazın arka planını, teknik planını, uygulama sonuçlarını ve tanıtım değerini sistematik olarak açıklamaktadır.

Teknik Altyapı ve Sorun Analizi

01/ Yapıştırıcı Performansının Teknik Anlamı

Yapışkan performansı, sigara paketi oluşumundaki yapışkan presleme adımını simüle eden, yapışkan arıza mekanizmasına dayalı prosesi ifade eder. İki numune birbirine bağlanır ve daha sonra yıkıcı bir şekilde soyulur. Kağıt lifleri yapıştırıcı tarafından ayrılırsa yapışma performansı nitelikli kabul edilir. Bu performans göstergesi, yapıştırıcı ile kağıt alt tabaka arasındaki uyumluluğu doğrudan yansıtır ve ambalaj yapısının stabilitesini sağlamak için önemli bir parametredir.

02/ Geleneksel Test Yöntemleri ve Sorunları

Şu anda tüm sigara kutularının fabrikadan çıkmadan önce yapışkan performans testine tabi tutulması gerekmektedir. Test süreci üç ana aşamaya ayrılabilir: 'malzeme hazırlama', 'kağıda yapışma' ve 'soyulması-değerlendirmesi.' Spesifik işlem adımları şunları içerir: numune torbasından test edilecek numuneyi alın → numunenin yapışkan alanını 20 mm × 50 mm'ye kesin → bir şırınga ile tutkal çekin (Şekil 1'de gösterildiği gibi) → tutkalı yapışkan alana damlatın → temiz bir damlalık kullanarak tutkalı eşit şekilde yayın → kağıdı yapıştırılan alanla hizalayın → bir sızdırmazlık cihazı kullanarak ısıyla bastırın (Şekil 2'de gösterildiği gibi) → 30 dakika yatay olarak bekletin → iki bağlı yüzeyi manuel olarak tamamen birbirinden ayırın → görmek için görsel olarak inceleyin Kağıt lifleri hasar görmüşse.

Şekil 1 Jelin Manuel Emilmesi

Şekil 2 Isı Yalıtım Presi

Analizden sonra, yukarıdaki tamamen manuel işlem sürecinde aşağıdaki sorunlar ortaya çıkar:

(1) Düşük verimlilik: Laboratuvardaki tek testler çok uzun sürüyor ve tüm süreç yaklaşık 35 dakika sürüyor. İnceleme talebinden sonra, geri bildirim için uzun bir bekleme süresi söz konusudur ve bu durum, gerçek-zamanlı üretim izleme ihtiyaçlarını karşılayamaz.

(2) Güvenlik tehlikeleri: Bazı test adımları ısıtma ekipmanını içerir ve manuel çalıştırma yanıklar ve elektrik tehlikeleri gibi riskler taşır.

(3) Yetersiz doğruluk: Mevcut test yöntemleri nispeten kabadır. Tutkal miktarı kontrolü operatör deneyimine dayanır ve kaplamanın tekdüzeliği garanti edilemez, bu da test verilerinde düşük hassasiyete yol açarak gelişmiş kalite kontrolünün desteklenmesini zorlaştırır.

(4) Yüksek yeniden inceleme oranı: Tüm süreç manuel olarak gerçekleştirilir ve önemli adımlar (tutkalın kazınması, hizalama ve presleme gibi) hatalara eğilimlidir ve deneyin başarısız olmasına neden olur. Yeniden inceleme oranı %50'ye kadar çıkmaktadır; bu yalnızca iş yükünü artırmakla kalmaz, aynı zamanda test kaynaklarının israfına da neden olur.

Özetle, geleneksel manuel test yöntemleri artık modern sigara paketi endüstrisinin hassas ve etkili kalite kontrol gereksinimlerine uygun değildir. İnsan müdahalesini temelden ortadan kaldırmak için standartlaştırılmış, otomatikleştirilmiş bir test cihazının geliştirilmesine acil ihtiyaç vardır.

Çözüm ve Teknik Prensipler

01/ Araştırma Hedefleri ve Genel Yaklaşım

Yukarıdaki sorunları ele almak için proje ekibimiz aşağıdaki geliştirme hedefini belirledi: test sürecini standartlaştıran ve otomatikleştiren, uygulanan tutkalın miktarını ve tekdüzeliğini etkili bir şekilde kontrol eden, güvenli ve sağlam ısıtmalı presleme sağlayan ve test verimliliğini ve veri güvenilirliğini önemli ölçüde artıran bir ambalaj kağıdı yapışkan performansı test cihazı geliştirmek. Genel teknik yaklaşım, tutkal kazıma, aktarma, ısıtma ve presleme gibi işlevleri tek bir cihazda entegre ederek dağınık manuel işlemleri sürekli otomatik bir sürece dönüştürmektir; hassas bir mekanik yapı aracılığıyla temel proses parametrelerinin hassas kontrolünü elde edin; ve standartlaştırılmış çalışma prosedürleri aracılığıyla insan faktörlerini ortadan kaldırın.

02/ Cihaz Yapısal Tasarımı

Geliştirilen ambalaj kağıdı yapışkan performans test cihazı, ambalaj yapıştırma teknolojisi alanına aittir ve Şekil 3'te gösterildiği gibi temel olarak üç fonksiyonel modül içerir.

Şekil 3 Ambalaj Kağıdı Yapışkan Performansı Test Cihazı (sol: şematik diyagram, sağ: gerçek cihaz)

(1) Taban: Kazıma mekanizmasının, yuvarlanma mekanizmasının ve laminasyon mekanizmasının kurulumunu entegre ederek cihazın tamamı için destekleyici platform görevi görür. Her fonksiyonel modülün mekansal konumlandırmasının hassas bir şekilde koordine edilmesini sağlayarak sürekli test süreçlerine olanak tanır.

(2) Kazıma mekanizması: Tutkal fırçası oluğundaki fazla tutkalı taşma oluğuna kazımak ve tutkalı düzleştirmek için kullanılır. Bu mekanizma, tutkal tabakası kalınlığını önceden belirlenmiş bir aralıkta kontrol etmek için hassas bir kazıyıcı boşluk ayarlama cihazına sahiptir ve eşit ve tutarlı kalınlık sağlar.

(3) Yuvarlama mekanizması: Ambalaj kağıdını kazıdıktan sonra tutkal tabakasının üzerine bastırmak ve tutkalı kağıda aktarmak için kullanılır. Mekanizma, silindirin tutkalı sabit bir hız ve basınçta uygulamasını sağlayan bir tahrik ünitesi tarafından kontrol edilir ve manuel yuvarlamadan kaynaklanan hız dalgalanması veya eşit olmayan basınç gibi sorunları ortadan kaldırır.

(4) Laminasyon mekanizması: Gerçek baskı ve ambalaj üretiminde laminasyon sürecini simüle ederek, laminasyon oluğuna yerleştirilen yapıştırılmış ambalaj kağıdına kontrollü basınç ve zamanlama uygulamak için yapışkan testleri sırasında kullanılır. Bu mekanizma, presleme sıcaklığını ve süresini hassas bir şekilde kontrol etmek için bir elektrikli ısıtma modülü içerir.

03/ Standartlaştırılmış Test Süreci

Geliştirilen cihaza dayanarak aşağıdaki standartlaştırılmış test süreci oluşturulmuştur:

(1) Örnekleme: Parti başına en az 5 sayfadan örnek alınmalıdır. Numuneler düz, hasarsız, yapışmayan ve en az 300 mm x 300 mm boyut şartını karşılamalıdır. Her numune kağıdın damar yönünü ve ön/arka taraflarını belirtmeli ve bir torbaya konularak kapatılmalıdır.

(2) Sıcaklık ve nem koşullandırma: Sonuçlar üzerindeki çevresel etkileri ortadan kaldırmak için numuneler GB/T 10739'da belirtilen koşullar altında koşullandırılmalıdır.

(3) Numune kesme: Numuneleri Numune 1 (98 mm × 42 mm) ve Numune 2 (98 mm × 50 mm) halinde kesin ve üretim stres yönü ile tutarlılık sağlamak için uzun tarafın (98 mm) tane yönüne paralel olmasını sağlayın.

(4) Tutkal uygulaması: Sabit miktarda tutkal almak için bir tutkal çıkarıcı kullanın ve bunu yapışkan örneği hazırlama modülünün nokta tutkal haznesine enjekte edin.

(5) Kazıma: Kazıyıcı, fazla tutkalı nokta rezervuarının etrafından taşma oluğuna otomatik olarak hareket ettirir ve eşit kalınlıkta bir katman oluşturarak tutkalı düzleştirir.

(6) Tutkal aktarımı: Numune 1'i (98 mm × 42 mm) ön tarafı yukarı bakacak şekilde yapışkan modüle yerleştirin. Numuneyi düzleştirilmiş tutkal tabakası üzerine sabit bir hız ve basınçta bastırmak için silindir mekanizmasını çalıştırın ve düzgün tutkal aktarımı sağlayın.

(7) Laminasyon: Numune 1'i tutkalla çıkarın ve yapıştırılmış tarafı yukarı bakacak ve Numune 2'nin ön tarafıyla aynı hizada olacak şekilde laminasyon fonksiyonunun elektrikli ısıtma modülü yuvasına yerleştirin. Elektrikli ısıtma modülü sıcaklığını ayarlayın ve Numune 1 ile Numune 2'yi birlikte bastırmak için sıcak-pres cihazını başlatın.

(8) Numune kurulumu: Lamine numuneyi yapışkan cihazdan alın, Numune 2'nin bir ucunu soyma test cihazının sabit yuvasına yerleştirin ve Numune 1'in diğer ucunu çekiş fikstürüyle sıkıştırın.

(9) Soyulma testi: Şekil 4'te gösterildiği gibi, çekiş fikstürüyle 150 derecelik bir soyulma açısı ve 600 mm/sn'lik bir test hızı kullanın. Soyma kuvveti eğrisini kaydedin ve arıza modunu belirleyin (kağıt elyaf arızası veya tutkal arayüzü arızası).

Şekil 4 Sigara Paketi Soyulma Testi

04/ Temel Teknoloji Atılımları

Bu cihaz aşağıdaki üç alanda teknolojik atılımlar gerçekleştirmiştir:

(1) Entegre Tasarım: Üç ana işlevsel modülü (tutkal kazıma, yuvarlama ve lamine etme-) tek bir tabanda entegre ederek, yapıştırıcı uygulama, yapışkan tabakayı düzleştirme, tutkal aktarma ve laminasyon dahil olmak üzere yapıştırıcı performans deneylerindeki tüm süreci standartlaştırır ve adımlar arasındaki hataları ortadan kaldırır.

(2) Hassas Parametre Kontrolü: Kazıma mekanizması, yapışkan tabakanın kalınlığının eşit olmasını sağlar (hata 0,01 mm'den az veya ona eşit); Bir servo sistem tarafından tahrik edilen yuvarlanma mekanizması, ±0,1 mm/s hız doğruluğu ve ±0,5 N basınç doğruluğu ile yapıştırıcının sabit bir hız ve basınçta aktarılması için silindirleri kontrol eder; Laminasyon mekanizması, gerçek üretim koşullarını doğru bir şekilde simüle ederek laminasyon basıncını (±1N), sıcaklığı (±1 derece) ve süreyi (±0,1s) hassas bir şekilde ayarlayabilir.

(3) Standartlaştırılmış İşlem: Tüm işlemler bir insan-makine arayüzü aracılığıyla ayarlanır ve tek-tıklamayla başlatıldıktan sonra tüm süreç otomatik olarak tamamlanır. Bu, yanlış tutkal miktarı, eşit olmayan uygulama, yanlış hizalanmış kağıt veya yetersiz presleme gibi manuel işlemden kaynaklanan kusurları tamamen ortadan kaldırarak test sonuçlarının tekrarlanabilirliğini ve karşılaştırılabilirliğini sağlar. Test öncesi-ve-sonrası karşılaştırması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5 İyileştirme öncesi ve sonrası tespit sürecinin karşılaştırılması

Teknik Etkiler ve Veri Analizi

01/ Verimlilik Arttırma Analizi

Çok sayıda bilgisayar-tabanlı doğrulama ve gerçek testten sonra bu cihaz, algılama verimliliğinde önemli gelişmeler elde etti. Tek bir tespit için toplam süre, geleneksel manuel yöntemlerde 2057 saniyeden 442 saniyeye düştü; bu da iş verimliliğinde %365,38'lik bir artışı temsil ediyor. Tüm tespit sürecinin başarı oranı %100'e ulaştı ve yeniden inceleme oranı %50'den 0'a düşerek-operatörlerin iş yoğunluğu büyük ölçüde azaldı.

02/ Tespit Doğruluğu ve Güvenilirliği

Müşteri geri bildirimi: "Bu cihazın tasarımı bilimsel ve makul, kullanımı kolay, son derece hassas ve kararlıdır. Önceki manuel test yöntemlerinde bulunan gecikmelerin ve veri sapmalarının etkin bir şekilde üstesinden gelerek, ambalaj kağıdının yapışkan kalitesi üzerindeki kontrolümüzü geliştirmek için güçlü teknik destek sağlar."

03/ Güvenlik İyileştirmeleri

Geleneksel manuel testlerde, yanık ve elektrik tehlikesi riski taşıyan, ısıyla kapatıcılar gibi ısıtma ekipmanları kullanılır. Bu cihaz, ısı yalıtımı ve otomatik sıcaklık kontrolü kullanarak ısıtma modülünü kapalı bir kompozit yapıya entegre eder. Operatörlerin yüksek sıcaklıktaki- parçalara dokunmasına gerek yoktur, bu da yanma riskini tamamen ortadan kaldırır.

Sosyal Faydalar ve Uygulama Değeri

01/ Doğrudan Ekonomik Faydalar

Kağıdın yapışma performansını önceden tahmin eden bu cihaz, ambalaj üretiminde israfı ve yeniden çalışmayı etkili bir şekilde azaltır. Endüstri genelinde yaygın olarak uygulandığı takdirde, bitmiş sigara paketlerinin yapışkan sorunlardan kaynaklanan hurda oranının ortalama %5,7'den %2'nin altına düşürülebileceği tahmin edilmektedir. Aynı zamanda, geliştirilmiş tespit verimliliği, işçilik maliyetlerinden önemli ölçüde tasarruf sağlayabilir ve tespit başına işçilik maliyetlerini yaklaşık %80 oranında azaltabilir.

02/ Teknolojik Liderlik

Bu cihazın standartlaştırılmış çalışması, farklı tutkal türlerinin yapışkan performansını ölçebilir ve sigara paketi kağıdı, mürekkepler ve kaplama işlemlerine uygun formülasyonları verimli bir şekilde tarayabilir. Bu, sigara paketi üretiminde katmanlara ayrılma, soyulma, tutkal taşması ve yapışma gibi pratik sorunları doğru bir şekilde ele alarak tutkal seçimi ve formül iyileştirmeye yönelik Ar-Ge döngüsünü kısaltır ve tutkal ile sigara paketi kağıdı arasında bir uyumluluk değerlendirme sistemi oluşturur.

03/ Endüstri Zinciri Sinerjisi

Proje, endüstri zincirinin yukarı ve aşağı yönünde ortak bir yaklaşım benimseyerek, yukarı yöndeki yapıştırıcı Ar-Ge'sinin, orta düzeydeki sigara paketi baskısının ve alt yöndeki sigara ambalajı üretim işletmelerinin teknik, yetenek ve ekipman kaynaklarını entegre ediyor. Bu, her bağlantı arasındaki bilgi ve teknoloji engellerini ortadan kaldırır, ham maddelerden bitmiş ürünlere kadar-tam bir zincir teknik optimizasyon sistemi oluşturur, sigara paketleme endüstrisini daha yüksek verimlilik, hassasiyet ve zekaya doğru teşvik eder ve endüstrinin temel rekabet gücünü artırır.

04/ Endüstri Standardizasyonuna Katkı

Bu proje, ambalaj kağıdının yapışkan performansını test etmek için Çin'in ilk cihazını başarıyla geliştirerek sektörde bir ilki gerçekleştirdi. Proje ekibi, farklı şirketlerin ve test kurumlarının ihtiyaç duyduğu birleşik teknik spesifikasyonları karşılamak için araştırma sonuçlarını standartlaştırdı, ambalaj ve baskı endüstrisinde karton kutu ve ham maddelerin (kağıt) teknik ilerlemesini ve kalitesinin iyileştirilmesini teşvik etti ve yukarı ve aşağı yöndeki işletmelerde kaynak koordinasyonu ve inovasyon yeteneklerini geliştirdi.

Gelecekte araştırma ekibi, cihazın zekasını optimize etmeye devam edecek, makine görüşüne dayalı otomatik bir değerlendirme sistemi geliştirecek, yapışkan performansının tamamen insansız olarak algılanmasını sağlayacak ve cihazın diğer ambalaj malzemelerinin (plastik ve metal folyo gibi) yapışkan özelliklerini test etmek için uygulamalarını keşfederek ambalaj kalitesi test teknolojisindeki yeniliğe daha büyük katkı sağlayacak.