H T Mould China Limited
H T Mould China Limited
En el mercado de rápido crecimiento del té de frutas y las bebidas de frutas grandes, la eficiencia del empaque y la calidad de la apariencia afectan directamente la competitividad de la marca. Cuando la demanda diaria alcanza aproximadamente 54,500 piezas, mantener la calidad del moldeo para un producto de gran capacidad de 1000 ml y al mismo tiempo respaldar la producción con etiquetado en el molde (IML) y sin etiquetado se convierte en un desafío importante para el diseño de moldes y el proceso. Este artículo utiliza el molde de cubo de fruta 119-1000 como ejemplo para explicar la solución de 6 cavidades, el ciclo de 9,5 segundos sin etiquetado, el ciclo de 12 segundos con IML y los parámetros de producción clave y la experiencia de optimización detrás de la producción en masa real.
En los últimos años, el tamaño de las porciones de té de frutas y bebidas similares ha seguido aumentando, y los cubos de fruta de 1.000 ml (1 litro) se han convertido en un éxito de ventas para las marcas de bebidas de cadena. Este tipo de contenedor suele necesitar cumplir los siguientes requisitos:
Material PP altamente transparente o translúcido para mostrar partículas de fruta;
Gran volumen, pero el espesor de la pared debe ser uniforme para evitar marcas de contracción;
El etiquetado en molde es posible para mejorar el reconocimiento de la marca y reducir los procesos de etiquetado posteriores;
Alta producción diaria para igualar la operación de alta velocidad de la línea de llenado.
La capacidad de producción objetivo propuesta por el cliente es: producción continua las 24 horas, con una producción diaria de aproximadamente 54.500 piezas. Calculado en base a un molde de 6 cavidades, el ciclo teórico debe controlarse en 11 segundos (incluido el tiempo de acción). Después de la evaluación, finalmente se determinaron dos conjuntos de planes:
Producción sin etiquetado: el tiempo de ciclo objetivo es de 9,5 segundos;
Producción de etiquetado en molde: el tiempo de ciclo objetivo es de 12 segundos.
| Artículo | Parámetro |
|---|---|
| modelo de molde | Molde cubo de frutas 119-1000 |
| Número de cavidades de moldeo | 6 cavidades |
| Tamaño del molde | 650×1110×652 milímetros |
| Adecuado para máquinas de moldeo por inyección. | 400 toneladas (fuerza de sujeción) |
| Volumen de producto | 1000ml |
| Materiales principales | PP (temperatura de fusión 310 ℃) |
El diseño de 6 cavidades adopta una disposición de "2×3" para garantizar un área de proyección razonable del molde en la máquina 400T, al tiempo que deja espacio para que el robot recoja y etiquete.
Se adopta una solución de mezcla de boquilla corta de canal caliente + canal frío. El canal caliente se encarga de equilibrar la presión y temperatura de las 6 cavidades. La boquilla corta de canal frío reduce la longitud del cabezal de material y la proporción de material devuelto. Después del análisis y la optimización del flujo del molde, la diferencia en el tiempo de llenado de cada cavidad se controla dentro del 3%, lo que garantiza de manera efectiva la consistencia del peso de los seis barriles (±0,5 g).
| proyecto de enfriamiento | parámetro |
|---|---|
| Temperatura del agua de refrigeración | 18-22℃ |
| presión del agua de refrigeración | 0,5-0,6 MPa |
| diseño de vías navegables | Vía navegable conformable + vía navegable tipo partición |
Debido a la gran altura del barril de fruta (aproximadamente 160-180 mm), es difícil que el canal tradicional en línea recta enfríe eficientemente la parte media del barril. El diseño adopta canales de agua conformados en 3D, organiza canales de agua anulares a lo largo del contorno del cañón y combina particiones en espiral para mejorar el enfriamiento del fondo y la boca. La medición de temperatura real muestra que la diferencia de temperatura máxima del barril es ≤5 ℃ y el tiempo de enfriamiento representa aproximadamente el 50 % del ciclo total.
| proceso | tiempo |
|---|---|
| Sujeción y bloqueo del molde | 1,2 segundos |
| Inyección + mantenimiento de presión | 1,8 segundos |
| tiempo de enfriamiento | 4,5 segundos |
| Apertura del molde | 0,8 segundos |
| Expulsión del producto y retirada del robot. | 1,2 segundos |
| ciclo total | 9,5 segundos |
Cuando no está etiquetando, el robot solo se encarga de sacar el producto y no necesita esperar la acción de etiquetar. En este momento, la máquina de moldeo por inyección se mueve con fuerza, lo que requiere una expulsión suave del molde y una velocidad de recogida del robot ≥ 2,5 m/s.
Desafío clave: el ciclo de 9,5 segundos tiene requisitos de enfriamiento extremadamente altos. El material PP se inyecta a 310 °C y la superficie de la cavidad del molde debe bajarse rápidamente a aproximadamente 40-50 °C para desmoldar. Se logra una alta tasa de intercambio de calor a través de agua de refrigeración a 18 ℃ + un gran caudal (0,5-0,6 Mpa). Al mismo tiempo, es necesario evitar la deformación de la boca del cañón; por esta razón, se agrega un canal de enfriamiento anular reforzado a la boca del cañón.
| proceso | tiempo |
|---|---|
| Etiquetado antes del cierre del molde | 1,8 segundos |
| Sujeción y bloqueo del molde | 1,2 segundos |
| Inyección + mantenimiento de presión | 1,8 segundos |
| tiempo de enfriamiento | 5,5 segundos |
| Apertura del molde | 0,8 segundos |
| Quitar producto + etiqueta juntos | 0,9 segundos |
| ciclo total | 12,0 segundos |
Dificultades en el posicionamiento de las etiquetas: Las etiquetas de las 6 cavidades deben cubrir con precisión el área de marca del cuerpo del cañón y no pueden deformarse. La solución es diseñar pequeños orificios de adsorción al vacío en las posiciones correspondientes de la cavidad fija del molde. La etiqueta se succionará automáticamente después de colocarla. Durante el moldeo por inyección, la masa Temperatura del fundido de PPá con calor la etiqueta en la superficie.
| parámetro | valor establecido | efecto |
|---|---|---|
| Temperatura del barril | 310℃ | Asegure la fluidez de PP y llene una tina de 1000 ml. |
| Temperatura del molde (molde en movimiento) | 28-32℃ | Equilibra la cristalinidad y mejora la transparencia. |
| Temperatura del molde (molde fijo) | 35-40 ℃ (al etiquetar) | Propicio para la fusión de etiquetas. |
| Presión de inyección | 85-105 MPa | Llenado rápido para evitar marcas de soldadura. |
| Mantener la presión | 50-65 MPa, presión de mantenimiento 2,0 segundos | Evite las marcas de hundimiento, especialmente en áreas de paredes gruesas en la parte inferior |
| contrapresión | 8-12 MPa | Mejorar la uniformidad de la plastificación. |
| Temperatura del agua de refrigeración | 18-22℃ | Intercambio de calor estable |
| presión del agua de refrigeración | 0,55 MPa (recomendado) | Caudal garantizado ≥25L/min por circuito |
Nota especial: durante el etiquetado, debido a la resistencia térmica entre la etiqueta (generalmente PP o PET) y la masa fundida, es necesario aumentar la temperatura fija del molde a aproximadamente 38 °C y extender el enfriamiento durante 0,5 a 1 segundos; de lo contrario, el borde de la etiqueta es propenso a formar un "halo" o deformarse.
Registro de funcionamiento continuo durante 72 horas:
| modo de producción | periodo promedio | Producción diaria | Rendimiento | Mayor mal |
|---|---|---|---|---|
| Sin modo de etiquetado | 9,47 segundos | 55.200 piezas | 98.3% | Rastros de rebabas y manchas de material frío en la boca del cañón. |
| Modo de etiquetado en molde | 12,05 segundos | 43,200 | 96.8% | Desplazamiento de etiqueta, burbuja de etiqueta |
En conjunto, los clientes pueden cambiar de manera flexible según los requisitos del pedido: el té de frutas personalizado de alta gama adopta el modo de etiquetado, y los modelos promocionales ordinarios adoptan el modo sin etiquetado + etiqueta retráctil externa.
Beneficios económicos: Calculados en base a 300 días de producción al año y operación continua las 24 horas:
Producción anual sin etiquetado: 16,56 millones de piezas;
Producción anual de etiquetado: 12,96 millones de piezas.
Cada barril de etiquetado ahorra alrededor de 0,01 EUR en costos de mano de obra y materiales en comparación con el etiquetado posterior, y ahorra alrededor de 129.168,11 EUR al año, lo que cubre la inversión adicional en IML moldes.
| Fenómeno problemático | razón | solución |
|---|---|---|
| Hay marcas de soldadura evidentes en el cuerpo del cañón. | El flujo en 6 cámaras está desequilibrado y la velocidad de inyección es demasiado lenta. | Aumente la velocidad de inyección por encima de 80 mm/s y ajuste la temperatura del canal caliente de forma independiente. |
| Arrugas de etiquetas en el molde | Adsorción al vacío insuficiente, las etiquetas se humedecen | Orificios de vacío φ0,5 mm/6 por cavidad, humedad de almacenamiento <50 % |
| La boca del cañón es ovalada cuando se expulsa. | Enfriamiento desigual y fuerza de expulsión excesiva | Canal de agua de refrigeración optimizado, 8 pines eyectores de φ6 mm se dispersan y expulsan |
A través de un alto número de cavidades de 6 cavidades, enfriamiento conforme optimizado y control preciso de la sincronización, el molde de cubo de fruta 119-1000 ha logrado con éxito una producción estable de 9,5 segundos sin etiquetado y 12 segundos con etiquetado en el molde, con una producción diaria máxima de 55.200 piezas. Este caso prueba:
Los recipientes de gran volumen y paredes delgadas (1000 ml, espesor de pared de 0,8 a 1,2 mm) pueden lograr un ciclo de producción cercano al de los vasos pequeños a través de moldes de alta cavidad;
El etiquetado en molde aumenta el tiempo del ciclo en aproximadamente un 25 %, pero el costo general es menor y el valor agregado del producto aumenta;
El enfriamiento conformado + agua de enfriamiento a baja temperatura es la clave para una alta eficiencia. Controlar la temperatura del molde por debajo de 30°C puede acortar el tiempo de enfriamiento en más de un 15%.
En el futuro, con el aumento de la velocidad de los manipuladores automatizados (como los robots colaborativos de seis ejes) y la aplicación de sistemas de cambio rápido de molde, se espera que el ciclo de etiquetado se comprima a 10,5 segundos y el ciclo sin etiquetado sea de 8 segundos, lo que acercará el costo de producción de un cubo de fruta de 1000 ml al nivel de un vaso de 500 ml.
Este caso se aplicó con éxito a tres proveedores líderes de materiales de embalaje de té en China y se exportó al mercado del Sudeste Asiático, proporcionando una plantilla técnica reutilizable para el diseño de moldes de grandes cubos de té de frutas.
| proyecto | Sin etiquetado | Etiquetado en molde |
|---|---|---|
| ciclo | 9,5 segundos | 12,0 segundos |
| Producción diaria | 54.500 piezas | 43,200 |
| Temperatura del molde (molde fijo) | 30℃ | 38℃ |
| tiempo de enfriamiento | 4,5 segundos | 5,5 segundos |
| Rendimiento | 98.3% | 96.8% |
Nota: La producción real se ve afectada por la estabilidad de la máquina de moldeo por inyección, la temperatura ambiente y los lotes de materia prima. Se recomienda realizar un diseño de prueba DOE antes de la primera producción en masa.