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H T Mould China LimitedH T Mould China LimitedNel mercato in rapida crescita del tè alla frutta e delle bevande alla frutta, l'efficienza produttiva e la qualità estetica dei contenitori di imballaggio influiscono direttamente sulla competitività del marchio. Di fronte a una domanda giornaliera di grandi volumi di circa 54.500 pezzi, come garantire la qualità di stampaggio di prodotti di grande capacità da 1.000 ml tenendo conto delle due modalità di produzione IML (In-Mold Labelling) e non-labeling è diventata una sfida fondamentale nella progettazione degli stampi e nella tecnologia di stampaggio a iniezione. Questo articolo prende come esempio lo stampo per secchielli da frutta 119-1000 per analizzare in dettaglio il percorso di implementazione tecnica della struttura a 6 cavità, ciclo di 9,5 secondi (senza etichettatura) e ciclo di 12 secondi (etichettatura nello stampo) e condividere i parametri chiave e l'esperienza di ottimizzazione nella produzione effettiva.
Negli ultimi anni, la capacità del tè alla frutta e delle bevande al tè alla frutta è stata continuamente aggiornata e i grandi barili da 1000 ml (1 litro) sono diventati il "volume delle vendite" delle marche di tè della catena. Questo tipo di secchio solitamente deve soddisfare i seguenti requisiti:
Materiale PP altamente trasparente o traslucido per visualizzare le particelle di frutta;
Grande volume, ma lo spessore della parete deve essere uniforme per evitare segni di ritiro;
L'etichettatura nello stampo è possibile per migliorare il riconoscimento del marchio e ridurre i successivi processi di etichettatura;
Elevata produzione giornaliera per adattarsi al funzionamento ad alta velocità della linea di riempimento.
L'obiettivo di capacità produttiva proposto dal cliente è: produzione continua 24 ore su 24, con una produzione giornaliera di circa 54.500 pezzi. Calcolato sulla base di uno stampo a 6 cavità, il ciclo teorico deve essere controllato entro 11 secondi (compreso il tempo di azione). Dopo la valutazione, sono state infine determinate due serie di piani:
Produzione senza etichettatura: il tempo di ciclo target è di 9,5 secondi;
Produzione di etichette nello stampo: il tempo di ciclo target è di 12 secondi.
| Progetto | parametri |
|---|---|
| Modello di stampo | Stampo per secchielli da frutta 119-1000 |
| Numero di cavità di stampaggio | 6 cavità |
| Dimensioni dello stampo | 650×1110×652 mm |
| Adatto per macchine per stampaggio ad iniezione | 400 tonnellate (forza di serraggio) |
| Volume del prodotto | 1000 ml |
| Materiali principali | PP (temperatura di fusione 310 ℃) |
Il layout a 6 cavità adotta una disposizione “2×3” per garantire una ragionevole area di proiezione dello stampo sulla macchina 400T, lasciando spazio al robot per la presa e l'etichettatura.
Viene adottata una soluzione di miscelazione canale caldo + ugello corto canale freddo. Il canale caldo è responsabile del bilanciamento della pressione e della temperatura delle 6 cavità. L'ugello corto del canale freddo riduce la lunghezza della testa del materiale e la percentuale di materiale restituito. Dopo l'analisi e l'ottimizzazione del flusso dello stampo, la differenza nel tempo di riempimento di ciascuna cavità viene controllata entro il 3%, garantendo in modo efficace la consistenza del peso dei sei fusti (± 0,5 g).
| progetto di raffreddamento | parametri |
|---|---|
| Temperatura dell'acqua di raffreddamento | 18-22℃ |
| pressione dell'acqua di raffreddamento | 0,5-0,6MPa |
| progettazione delle vie navigabili | Via navigabile conformabile + via navigabile di tipo divisorio |
A causa dell'elevata altezza del barile da frutta (circa 160-180 mm), è difficile per il tradizionale corso d'acqua in linea retta raffreddare efficacemente la parte centrale del barile. Il design adotta canali d'acqua conformi 3D, dispone canali d'acqua anulari lungo il contorno della canna e combina partizioni a spirale per migliorare il raffreddamento del fondo e della bocca. La misurazione effettiva della temperatura mostra che la differenza di temperatura massima del cilindro è ≤5 ℃ e il tempo di raffreddamento rappresenta circa il 50% del ciclo totale.
| processo | tempo |
|---|---|
| Bloccaggio e bloccaggio dello stampo | 1,2 secondi |
| Iniezione + mantenimento della pressione | 1,8 secondi |
| Tempo di raffreddamento | 4,5 secondi |
| Apertura dello stampo | 0,8 secondi |
| Espulsione prodotto e rimozione robot | 1,2 secondi |
| ciclo totale | 9,5 secondi |
Quando non esegue l'etichettatura, il robot è responsabile solo del prelievo del prodotto e non è necessario attendere l'azione di etichettatura. In questo momento, la macchina per lo stampaggio a iniezione si muove con precisione, richiedendo un'espulsione regolare dello stampo e una velocità di prelievo del robot ≥ 2,5 m/s.
Sfida chiave: il ciclo di 9,5 secondi ha requisiti di raffreddamento estremamente elevati. Il materiale PP viene iniettato a 310°C e la superficie della cavità dello stampo deve essere rapidamente abbassata a circa 40-50°C per la sformatura. L'elevato tasso di scambio termico si ottiene attraverso l'acqua di raffreddamento a 18 ℃ + una portata elevata (0,5-0,6 MPa). Allo stesso tempo, è necessario evitare la deformazione dell'imboccatura della canna: per questo motivo viene aggiunto un canale di raffreddamento anulare rinforzato all'imboccatura della canna.
| processo | tempo |
|---|---|
| Etichettatura prima della chiusura dello stampo | 1,8 secondi |
| Bloccaggio e bloccaggio dello stampo | 1,2 secondi |
| Iniezione + mantenimento della pressione | 1,8 secondi |
| Tempo di raffreddamento | 5,5 secondi |
| Apertura dello stampo | 0,8 secondi |
| Rimuovere prodotto + etichetta insieme | 0,9 secondi |
| ciclo totale | 12,0 secondi |
Difficoltà nel posizionamento delle etichette: Le etichette delle 6 cavità devono coprire accuratamente l'area del marchio del corpo canna e non possono essere deformate. La soluzione è progettare piccoli fori di assorbimento del vuoto nelle posizioni corrispondenti della cavità fissa dello stampo. L'etichetta verrà risucchiata automaticamente dopo essere stata posizionata. Durante lo stampaggio a iniezione, il PP fuso scioglierà a caldo l'etichetta sulla superficie.
| parametri | impostare il valore | funzione |
|---|---|---|
| Temperatura della botte | 310℃ | Garantire la fluidità del PP e riempire una vasca da 1000 ml |
| Temperatura dello stampo (stampo in movimento) | 28-32℃ | Bilancia la cristallinità e migliora la trasparenza |
| Temperatura dello stampo (stampo fisso) | 35-40℃ (durante l'etichettatura) | Favorevole alla fusione delle etichette |
| Pressione di iniezione | 85-105MPa | Riempimento rapido per evitare segni di saldatura |
| Mantenendo la pressione | 50-65 MPa, mantenendo la pressione per 2,0 secondi | Prevenire i segni di affondamento, soprattutto nelle aree con pareti spesse sul fondo |
| contropressione | 8-12 MPa | Migliorare l'uniformità della plastificazione |
| Temperatura dell'acqua di raffreddamento | 18-22℃ | Scambio termico stabile |
| pressione dell'acqua di raffreddamento | 0,55 MPa (consigliato) | Portata garantita ≥25L/min per circuito |
Nota speciale: durante l'etichettatura, a causa della resistenza termica tra l'etichetta (solitamente PP o PET) e il materiale fuso, è necessario aumentare la temperatura fissa dello stampo a circa 38°C e prolungare il raffreddamento per 0,5-1 secondi, altrimenti il bordo dell'etichetta tende ad "alone" o deformazioni.
Registrazione del funzionamento continuo per 72 ore:
| modalità di produzione | periodo medio | Produzione giornaliera | Rendimento | Peggiore cattivo |
|---|---|---|---|---|
| Nessuna modalità di etichettatura | 9,47 secondi | 55.200 pezzi | 98.3% | Tracce di bave e macchie di materiale freddo sulla bocca della canna |
| Modalità di etichettatura nello stampo | 12,05 secondi | 43.200 | 96.8% | Offset etichetta, bolla etichetta |
Nel loro insieme, i clienti possono cambiare in modo flessibile in base ai requisiti dell'ordine: il tè alla frutta personalizzato di fascia alta adotta la modalità di etichettatura, mentre i modelli promozionali ordinari adottano l'etichetta senza etichettatura + termoretraibile esterna.
Benefici economici: Calcolati sulla base di 300 giorni di produzione all'anno e funzionamento continuo 24 ore su 24:
Produzione annua senza etichettatura: 16,56 milioni di pezzi;
Produzione annua di etichette: 12,96 milioni di pezzi.
Rispetto alla post-etichettatura, ciascun cilindro di etichettatura consente di risparmiare circa 0,01 EUR in costi di manodopera e materiale e di risparmiare circa 129.168 EUR in un anno, coprendo l'investimento aggiuntivo in stampi IML.
| Fenomeno problematico | Motivo | soluzione |
|---|---|---|
| Sono presenti evidenti segni di saldatura sul corpo della canna | Il flusso nelle 6 camere è sbilanciato e la velocità di iniezione è troppo lenta. | Aumentare la velocità di iniezione oltre gli 80 mm/s e regolare la temperatura del canale caldo in modo indipendente |
| Stropicciamento dell'etichetta nello stampo | Aspirazione del vuoto insufficiente, le etichette diventano umide | Fori del vuoto φ0,5 mm/6 per cavità, umidità di stoccaggio <50% |
| La bocca della canna è ovale quando viene espulsa | Raffreddamento irregolare e forza di espulsione eccessiva | Canale dell'acqua di raffreddamento ottimizzato, 8 perni di espulsione da φ6 mm vengono dispersi ed espulsi |
Grazie all'elevato numero di cavità a 6 cavità, al raffreddamento conformato ottimizzato e al controllo preciso dei tempi, lo stampo per secchielli per frutta 119-1000 ha raggiunto con successo una produzione stabile di 9,5 secondi senza etichettatura e 12 secondi con etichettatura nello stampo, con una produzione giornaliera massima di 55.200 pezzi. Questo caso dimostra:
I contenitori a pareti sottili di grandi volumi (1000 ml, spessore delle pareti 0,8-1,2 mm) possono raggiungere un ciclo produttivo vicino a quello delle tazzine attraverso stampi ad alta cavità;
L’etichettatura in-mold aumenta il tempo ciclo di circa il 25%, ma il costo complessivo è inferiore e aumenta il valore aggiunto del prodotto;
Il raffreddamento conforme + acqua di raffreddamento a bassa temperatura è la chiave per un'elevata efficienza. Il controllo della temperatura dello stampo al di sotto di 30°C può ridurre il tempo di raffreddamento di oltre il 15%.
In futuro, con l'aumento della velocità dei manipolatori automatizzati (come i robot collaborativi a sei assi) e l'applicazione di sistemi di cambio rapido dello stampo, si prevede che il ciclo di etichettatura sarà compresso a 10,5 secondi e il ciclo di non etichettatura sarà entro 8 secondi, avvicinando il costo di produzione di un secchio di frutta da 1000 ml al livello di una tazza da 500 ml.
Questo caso è stato applicato con successo a tre principali fornitori di materiali per l'imballaggio del tè in Cina ed esportato nel mercato del sud-est asiatico, fornendo un modello tecnico riutilizzabile per la progettazione di stampi di grandi secchi di tè alla frutta.
| Progetto | Nessuna etichettatura | Etichettatura nello stampo |
|---|---|---|
| ciclo | 9,5 secondi | 12,0 secondi |
| Produzione giornaliera | 54.500 pezzi | 43.200 |
| Temperatura dello stampo (stampo fisso) | 30℃ | 38℃ |
| Tempo di raffreddamento | 4,5 secondi | 5,5 secondi |
| Rendimento | 98.3% | 96.8% |
Nota: la produzione effettiva è influenzata dalla stabilità della macchina per lo stampaggio a iniezione, dalla temperatura ambiente e dai lotti di materie prime. Si consiglia di condurre la progettazione del test DOE prima della prima produzione di massa.