H T Mould China Limited
H T Mould China Limited
Auf dem schnell wachsenden Markt für Früchtetee und Fruchteimergetränke wirken sich die Produktionseffizienz und das Erscheinungsbild von Verpackungsbehältern direkt auf die Wettbewerbsfähigkeit der Marke aus. Angesichts einer täglichen Großmengennachfrage von ca. 54.500 Stück ist die Sicherstellung der Formqualität von 1.000-ml-Produkten mit großem Fassungsvermögen unter Berücksichtigung der beiden Produktionsmodi In-Mold-Labeling (IML) und Nicht-Labeling zu einer zentralen Herausforderung im Formenbau und in der Spritzgusstechnologie geworden. In diesem Artikel wird als Beispiel die Fruchteimerform 119-1000 verwendet, um den technischen Umsetzungspfad der 6-Kavitäten-Struktur, des 9,5-Sekunden-Zyklus (ohne Etikettierung) und des 12-Sekunden-Zyklus (In-Mold-Etikettierung) im Detail zu analysieren und die wichtigsten Parameter und Optimierungserfahrungen in der tatsächlichen Produktion zu teilen.
In den letzten Jahren wurde die Kapazität von Früchtetee und Früchteteegetränken kontinuierlich erweitert, und 1000 ml (1 Liter) große Fässer sind zur „Vertriebsverantwortung“ der Teegetränkekettenketten geworden. Dieser Eimertyp muss normalerweise die folgenden Anforderungen erfüllen:
Hochtransparentes oder durchscheinendes PP-Material, das Fruchtpartikel sichtbar macht;
Großes Volumen, aber die Wandstärke muss gleichmäßig sein, um Einfallstellen zu vermeiden;
kann in der Form etikettiert werden, um den Wiedererkennungswert der Marke zu erhöhen und nachfolgende Etikettierungsprozesse zu reduzieren;
Hohe Tagesleistung passend zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Abfülllinie.
Die vom Kunden vorgeschlagene Zielproduktionskapazität beträgt: 24-Stunden-Dauerproduktion mit einer Tagesproduktion von ca. 54.500 Stück. Berechnet auf der Grundlage eines 6-fach-Werkzeugs muss der theoretische Zyklus innerhalb von 11 Sekunden (einschließlich Einwirkzeit) gesteuert werden. Nach der Auswertung wurden schließlich zwei Pläne festgelegt:
Unbeschriftete Produktion: Zielzyklus 9,5 Sekunden;
In-Mold-Labeling-Produktion: Die angestrebte Zykluszeit beträgt 12 Sekunden.
| Projekt | Parameter |
|---|---|
| Formmodell | 119-1000 Obsteimerform |
| Anzahl der Formkavitäten | 6 Hohlraum |
| Formgröße | 650×1110×652 mm |
| An Spritzgießmaschine angepasst | 400 Tonnen (Spannkraft) |
| Produktvolumen | 1000ml |
| Hauptmaterialien | PP (Schmelztemperatur 310℃) |
Das 6-Kavitäten-Layout verwendet eine „2×3“-Anordnung, um sicherzustellen, dass die Projektionsfläche der Form auf der 400T-Maschine angemessen ist und gleichzeitig Platz für den Roboter zum Aufnehmen und Beschriften bleibt.
verwendet eine Mischlösung aus Heißkanal- und Kaltkanal-Kurzdüse. Der Heißkanal ist für den Druck- und Temperaturausgleich der 6 Kavitäten verantwortlich. Die Kaltkanal-Kurzdüse reduziert die Länge des Materialkopfes und den Anteil des zurückgeführten Materials. Nach der Formflussanalyse und -optimierung wird der Unterschied in der Füllzeit jeder Kavität auf 3 % kontrolliert, wodurch die Gewichtskonstanz der sechs Zylinder (±0,5 g) effektiv sichergestellt wird.
| Kühlprojekt | Parameter |
|---|---|
| Kühlwassertemperatur | 18-22℃ |
| Kühlwasserdruck | 0,5-0,6 MPa |
| Wasserstraßendesign | Anpassbare Wasserstraße + Trennwandtyp Wasserstraße |
Aufgrund der hohen Höhe des Obstfasses (ca. 160–180 mm) ist es für den traditionellen geradlinigen Wasserweg schwierig, den mittleren Teil des Fasses effizient zu kühlen. Das Design verwendet 3D-konforme Wasserkanäle, ordnet ringförmige Wasserkanäle entlang der Kontur des Zylinders an und kombiniert spiralförmige Trennwände, um die Boden- und Mündungskühlung zu verbessern. Die tatsächliche Temperaturmessung zeigt, dass der maximale Temperaturunterschied des Fasses ≤5℃ beträgt und die Abkühlzeit etwa 50 % des Gesamtzyklus ausmacht.
| Prozess | Zeit |
|---|---|
| Schließen und Verriegeln der Form | 1,2 Sekunden |
| Einspritzung + Druckhaltung | 1,8 Sekunden |
| Abkühlzeit | 4,5 Sekunden |
| Formöffnung | 0,8 Sekunden |
| Produktauswurf und Roboterentnahme | 1,2 Sekunden |
| Gesamtzyklus | 9,5 Sekunden |
Wenn keine Etikettierung erfolgt, ist der Roboter nur für die Entnahme des Produkts verantwortlich, ohne auf die Etikettierungsaktion zu warten. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Spritzgießmaschine eng, was einen reibungslosen Formauswurf und eine Roboteraufnahmegeschwindigkeit von ≥ 2,5 m/s erfordert.
Hauptherausforderung: Der 9,5-Sekunden-Zyklus erfordert eine extrem hohe Kühlung. Das PP-Material wird bei 310 °C eingespritzt und die Oberfläche des Formhohlraums muss zum Entformen schnell auf etwa 40–50 °C abgesenkt werden. Eine hohe Wärmeaustauschrate wird durch 18℃ Kühlwasser + große Durchflussrate (0,5–0,6 MPa) erreicht. Gleichzeitig ist es notwendig, eine Verformung der Laufmündung zu vermeiden – aus diesem Grund wird der Laufmündung ein verstärkter ringförmiger Kühlkanal hinzugefügt.
| Prozess | Zeit |
|---|---|
| Etikettierung vor dem Schließen der Form | 1,8 Sekunden |
| Schließen und Verriegeln der Form | 1,2 Sekunden |
| Einspritzung + Druckhaltung | 1,8 Sekunden |
| Abkühlzeit | 5,5 Sekunden |
| Formöffnung | 0,8 Sekunden |
| Nehmen Sie das Produkt und das Etikett zusammen heraus | 0,9 Sekunden |
| Gesamtzyklus | 12,0 Sekunden |
Schwierigkeiten bei der Etikettenpositionierung: Die Etiketten der 6 Kavitäten müssen den Markenbereich des Fasskörpers genau abdecken und dürfen nicht verzogen werden. Die Lösung besteht darin, kleine Vakuumadsorptionslöcher an den entsprechenden Positionen des festen Formhohlraums zu entwerfen. Das Etikett wird nach dem Anbringen automatisch angesaugt. Beim Spritzgießen schmilzt die PP-Schmelze das Etikett auf der Oberfläche durch Hitze auf.
| Parameter | Wert einstellen | Funktion |
|---|---|---|
| Fasstemperatur | 310℃ | PP-Fließfähigkeit sicherstellen, 1000-ml-Behälter füllen |
| Formtemperatur (bewegte Form) | 28-32℃ | Kristallinität ausgleichen und Transparenz verbessern |
| Formtemperatur (feste Form) | 35-40℃ (beim Etikettieren) | Erleichtert die Etikettenfusion |
| Einspritzdruck | 85-105 MPa | Schnelles Füllen zur Vermeidung von Schweißspuren |
| Haltedruck | 50-65 MPa, Haltedruck 2,0 Sekunden | Verhindern Sie Einfallstellen, insbesondere in dickwandigen Bereichen am Boden |
| Gegendruck | 8-12 MPa | Verbesserung der Plastifizierungsgleichmäßigkeit |
| Kühlwassertemperatur | 18-22℃ | Stabiler Wärmeaustausch |
| Kühlwasserdruck | 0,55 Mpa (empfohlen) | Garantierte Durchflussrate ≥25 l/min pro Kreislauf |
Besonderer Hinweis: Aufgrund des thermischen Widerstands zwischen dem Etikett (normalerweise PP oder PET) und der Schmelze während des Etikettierens ist es notwendig, die feste Formtemperatur auf etwa 38 °C zu erhöhen und die Abkühlung um 0,5–1 Sekunde zu verlängern, da sonst der Rand des Etiketts anfällig für „Lichthöfe“ oder Verformungen ist.
72 Stunden Dauerbetriebsaufzeichnung:
| Produktionsmodus | Durchschnittlicher Zeitraum | Tagesausgabe | Ertrag | Hauptfehler |
|---|---|---|---|---|
| Kein Beschriftungsmodus | 9,47 Sekunden | 55.200 Stück | 98,3 % | Kleinere Grate und kalte Materialflecken an der Laufmündung |
| In-Mold-Labeling-Modus | 12,05 Sekunden | 43.200 Stück | 96,8 % | Label-Offset, Label-Blase |
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kunden je nach Bestellbedarf flexibel wechseln können: High-End-kundenspezifischer Früchtetee übernimmt den Etikettierungsmodus und gewöhnliche Werbeartikel verwenden das Nicht-Etikettieren + externe Schrumpfetiketten.
Wirtschaftlicher Nutzen: Berechnet auf Basis von 300 Produktionstagen pro Jahr und 24-Stunden-Dauerbetrieb:
Unbeschriftete Jahresproduktion: 16,56 Millionen Stück;
Jährliche Etikettierleistung: 12,96 Millionen Stück.
Jeder etikettierte Eimer spart im Vergleich zur nachträglichen Etikettierung etwa 0,010 EUR an Arbeits- und Materialkosten und spart pro Jahr rund 129.168 EUR, wodurch die zusätzliche Investition in IML-Formen abgedeckt wird.
| Problem | Grund | Lösung |
|---|---|---|
| Auf dem Lauf sind offensichtliche Schweißspuren zu sehen | Die Strömung in Kavität 6 ist unausgeglichen und die Einspritzgeschwindigkeit ist zu langsam | Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit auf über 80 mm/s und passen Sie die Heißkanaltemperatur unabhängig an |
| Faltenbildung beim In-Mold-Etikett | Unzureichende Vakuumadsorption, das Etikett ist feucht | Vakuumlöcher φ0,5 mm/6 pro Hohlraum, Luftfeuchtigkeit <50 % Lagerung |
| Die Laufmündung ist im ausgeworfenen Zustand oval | Ungleichmäßige Kühlung, übermäßige Auswurfkraft | Optimieren Sie den Kühlwasserkanal, 8 φ6-mm-Auswerferstifte sind zum Auswerfen verteilt |
119-1000 Fruchteimerform hat erfolgreich eine stabile Produktion von 9,5 Sekunden ohne Etikettierung und 12 Sekunden mit In-Mold-Etikettierung durch 6 Kavitäten mit hoher Kavitätenanzahl, optimierter konformer Kühlung und präziser Zeitsteuerung erreicht, mit einer maximalen Tagesproduktion von 55.200 Stück. Dieser Fall zeigt:
Großvolumige dünnwandige Behälter (1000 ml, Wandstärke 0,8–1,2 mm) können durch Formen mit hoher Kavität einen Produktionszyklus erreichen, der dem von kleinen Bechern nahe kommt;
In-Mold-Labeling erhöht die Zykluszeit um etwa 25 %, aber die Gesamtkosten sind geringer und der Mehrwert des Produkts wird erhöht;
Konforme Kühlung + Kühlwasser mit niedriger Temperatur ist der Schlüssel zu hoher Effizienz. Durch die Regelung der Formtemperatur unter 30 °C kann die Abkühlzeit um mehr als 15 % verkürzt werden.
In Zukunft wird mit der zunehmenden Geschwindigkeit automatisierter Manipulatoren (z. B. sechsachsiger kollaborativer Roboter) und dem Einsatz schneller Formenwechselsysteme erwartet, dass der Etikettierzyklus auf 10,5 Sekunden verkürzt wird und der Nicht-Etikettierungszyklus innerhalb von 8 Sekunden abläuft, wodurch die Produktionskosten eines 1000-ml-Obsteimers näher an das Niveau eines 500-ml-Bechers heranrücken.
Dieser Fall wurde erfolgreich bei drei inländischen führenden Anbietern von Teeverpackungsmaterialien angewendet und auf den südostasiatischen Markt exportiert, wodurch eine wiederverwendbare technische Vorlage für das Formendesign großer Früchteteeeimer bereitgestellt wurde.
| Projekt | Nicht gekennzeichnet | In-Mold-Labeling |
|---|---|---|
| Zyklus | 9,5 Sekunden | 12,0 Sekunden |
| Tagesausgabe | 54.500 Stück | 43.200 Stück |
| Formtemperatur (feste Form) | 30℃ | 38℃ |
| Abkühlzeit | 4,5 Sekunden | 5,5 Sekunden |
| Ertrag | 98,3 % | 96,8 % |
Hinweis: Die tatsächliche Leistung wird von der Stabilität der Spritzgießmaschine, der Umgebungstemperatur und den Rohstoffchargen beeinflusst. Es wird empfohlen, vor der ersten Massenproduktion einen DOE-Testentwurf durchzuführen.