Elevato tasso di scarto nella stampa a caldo dei pacchetti di sigarette; migliorare questo dispositivo può ridurlo efficacemente!
Attualmente nell’azienda dove lavoro, durante il processo di stampa 3D a caldo dei prodotti dei pacchetti di sigarette, spesso è necessario fermare la macchina a causa della pressione troppo alta o troppo bassa. La base di stampa deve essere estratta ripetutamente per regolare la pressione. Inoltre, quando si cerca la posizione in cui la pressione necessita di regolazione e il metodo di regolazione specifico, si consuma una certa quantità di tempo, che genera scarti di stampaggio a caldo. Inoltre, poiché gli operatori non possono individuare direttamente le aree di compensazione della pressione, devono cercare e arrestare ripetutamente la macchina per la regolazione. Durante questo processo, la temperatura di stampaggio cambia, producendo scarti di stampaggio a caldo, come mostrato nella Figura 1. I fattori di cui sopra influenzano direttamente l'efficienza produttiva e la resa del prodotto finito della produzione dei pacchetti di sigarette.
Figura 1 Scarti di stampa a caldo
Problemi con i metodi esistenti
L'attuale metodo di compensazione della pressione della stampa a caldo tridimensionale prevede principalmente il fissaggio diretto della carta di compensazione della pressione-sul retro dello stampo in resina ① nella Figura 2, quindi l'utilizzo della colla per fissarlo alla piastra di base per la stampa a caldo ②, ottenendo così la regolazione della pressione (pressatura) durante il processo di stampa a caldo. Se la pressione durante il processo di stampa a foglio non soddisfa i requisiti del processo, è necessario sollevare l'intero stampo in resina. Successivamente, confrontando l'effetto della stampa a caldo del prodotto con l'area di pressione da regolare, si trova la posizione corrispondente. Successivamente, la carta di compensazione della pressione- viene fissata sul retro dello stampo in resina ①-2 e incollata alla piastra di base per stampa a caldo ② per ottenere la compensazione della pressione.
Figura 2 Diagramma schematico del dispositivo di pressione di compensazione dello stampaggio tridimensionale originale
Durante questo processo, la posizione dello stampo con base in resina e della matrice di stampaggio può cambiare, quindi è necessario controllare e regolare ripetutamente la posizione, con conseguenti tempi di regolazione lunghi e una maggiore probabilità di difetti di stampaggio dovuti a un posizionamento impreciso. Allo stesso tempo, a causa di ripetute regolazioni, anche lo strato inferiore di carta può deformarsi e danneggiarsi, compromettendo l'effetto complessivo della stampa. La vista laterale del dispositivo di pressione di compensazione dello stampaggio tridimensionale originale è mostrata nella Figura 3.
Figura 3 Vista laterale del dispositivo di compensazione della pressione per stampa a caldo tridimensionale-originale
Inoltre, a causa delle differenze nelle competenze tecniche degli operatori, i tempi e l'efficacia della compensazione della pressione di stampa a caldo tridimensionale possono variare.
Analisi e Verifica di Fattibilità
Durante l'utilizzo del dispositivo di posizionamento originale, prendendo come esempio la piccola scatola del pacchetto di sigarette "Seven Wolves (Blue)", ci sono un totale di 36 dispositivi di posizionamento per timbratura per un prodotto da 18-pezzi. La regolazione della pressione richiede generalmente 7-9 ore o anche di più. Ogni regolazione può causare un disallineamento tra lo stampo inferiore in resina e la piastra base di stampaggio, richiedendo riposizionamento e regolazione, il che richiede molto tempo. Nel frattempo, durante il processo di stampaggio, la pressione di stampaggio influisce direttamente sulla qualità dello stampaggio. Se la pressione è troppo alta o troppo bassa, vengono prodotti francobolli difettosi, come vaiolature, stampaggio incompleto o perdita dell'oro-. Pertanto, è necessario arrestare la macchina per identificare le aree che necessitano di regolazione della pressione ed effettuare le regolazioni corrispondenti. L'area da timbrare di solito rappresenta una piccola percentuale della superficie complessiva del prodotto, il che significa che l'area di regolazione è piccola e cambia frequentemente, richiedendo una notevole pazienza per le ripetute regolazioni della pressione. Arresti ripetuti della macchina per stampa a caldo influiscono direttamente sulla temperatura dell'attrezzatura e, se la temperatura è troppo alta o troppo bassa, si verificherà una stampa difettosa. Pertanto, i materiali del dispositivo scelti devono essere resistenti al calore, stabili e non facilmente deformabili o danneggiabili durante ripetuti aggiustamenti e movimenti flessibili.
Analizzando i problemi sopra-menzionati, il team di progetto ha ottimizzato e aggiornato i materiali in resina originali e le prestazioni del prodotto. Si prevede di utilizzare un dispositivo di posizionamento del materiale in resina che consenta una rapida regolazione della pressione, che utilizza una struttura composita per fissare parte del materiale della struttura di posizionamento, trasformando l'area centrale in un meccanismo mobile o flessibile. La struttura complessiva si basa su una parte fissa come base, con una parte mobile incorporata al suo interno. Ciò consente la compensazione tridimensionale della pressione di stampa a caldo durante il processo di regolazione della pressione, abbreviando efficacemente i tempi di regolazione della pressione e riducendo gli sprechi di regolazione della macchina.
Inoltre, per risolvere il problema dell'identificazione ripetuta delle aree per le regolazioni della compensazione della pressione, il dispositivo deve incorporare le linee del modello di base del progetto di stampaggio. Sulla base di queste considerazioni, nella selezione complessiva dei materiali, oltre allo stampo fisso con fondo in resina, il team del progetto utilizza anche il cartone frequentemente utilizzato per l'imballaggio di sigarette come parte fissa di base (il design complessivo è principalmente trapezoidale per garantire la connessione tra strutture fisse e incorporate), prepara una certa quantità di carta da lucidi traslucida (con il contenuto da stampare stampato sulla sua superficie), nonché uno strato tampone in foglio di rame. Infine, questo costituisce un dispositivo integrato in grado di compensare rapidamente la pressione del processo di stampa a caldo tridimensionale-. Il diagramma di suddivisione del materiale e le viste prospettiche dell'applicazione effettiva sono mostrati nelle Figure 4 e 5.
图4 嵌入式快速补偿立体烫印工艺压力装置的材料分解图
Figura 5 Vista prospettica dell'effettiva applicazione del dispositivo di pressione tridimensionale del processo di stampa a caldo incorporato con compensazione rapida
Nelle Figure 4 e 5, il materiale ①, lo strato di base dello stampo in resina, ha una dimensione complessiva del telaio coerente con il cartone ④ o la carta di base da stampare. La sua funzione principale è garantire che il primo strato si leghi e si allinei completamente con lo strato di base, proteggendo i dispositivi incorporati e le proprietà dei materiali di ② e ③.
Il materiale ②, lo strato di carta da lucido, è assorbente e può assorbire l'umidità generata dal calore durante il processo di stampaggio garantendo allo stesso tempo che non si deformi o si danneggi. Allo stesso tempo, lo strato di materiale cartaceo deve essere stampato o disegnato secondo il modello sullo stampo in resina. A seconda dell'effetto di presentazione dell'area di stampaggio del prodotto, può individuare direttamente le aree in cui è necessaria la regolazione della pressione, riducendo i tempi di ricerca e regolazione, abbassando il tasso di scarto e migliorando l'efficienza produttiva.
Il materiale ③, il foglio di rame, ha una certa tenacità e può fungere da cuscinetto durante il processo di stampaggio. Protegge lo stampo in resina dalle screpolature e facilita la rimozione e l'inserimento dello strato di carta da lucido.
Il materiale ④, il cartone o la carta di base da timbrare, è progettato con ritagli. Le aree ritagliate corrispondono alle aree di aspetto dei materiali ② e ③, formando un design completo di slot incorporato con ④, mantenendo la posizione fissa senza spostarsi o deformarsi. L'adattabilità complessiva del materiale ④ soddisfa meglio i requisiti del processo di stampaggio. Dopo il primo-attacco basato sulla registrazione con la piastra di stampa, questo strato di materiale non viene più spostato o azionato durante le successive regolazioni della pressione e può essere fissato direttamente sulla piastra di base di stampa.
Efficacia effettiva del regime migliorato
Il dispositivo di posizionamento migliorato risolve innanzitutto il problema causato dal metodo convenzionale di compensazione della pressione, in cui il sollevamento complessivo dello stampo in resina porta a ripetute regolazioni e disallineamenti con la piastra di stampa, riducendo gli scarti dovuti allo stampaggio disallineato. In secondo luogo, la struttura incorporata, pur garantendo la stabilità complessiva dell'allineamento, consente di estrarre il foglio di rame e la carta da lucido per la corrispondente compensazione della pressione, riducendo il tempo necessario per regolare l'allineamento e individuare le aree che necessitano di regolazione della pressione. Inoltre, il design complessivo integrato, basato sulla selezione dei materiali, può ridurre al minimo la necessità di rifabbricare il dispositivo di posizionamento a causa dell'assorbimento d'acqua, migliorando l'utilizzo del dispositivo.
Il diagramma di smontaggio del dispositivo di pressione tridimensionale per stampa a caldo tridimensionale con compensazione rapida incorporato è mostrato nella Figura 6, con funzioni specifiche come segue: utilizzando un approccio incorporato e la struttura incorporata di diversi strati di materiale per un'estrazione flessibile-out (parte estraibile-espansa nella Figura 7), la struttura composita di carta da lucidi (con testo e immagini stampati) e foglio di rame può essere estratta direttamente in base alle esigenze di regolazione per le regolazioni corrispondenti, ottenendo facilità di funzionamento e uso ripetibile. Il diagramma di sintesi del dispositivo di pressione tridimensionale per stampa a caldo tridimensionale con compensazione rapida integrata è mostrato nella Figura 8.
Figura 6 Vista esplosa del dispositivo di pressione per il processo di stampa a caldo stereoscopico con compensazione rapida incorporata
Figura 7 Visualizzazione espansa della sezione-estraibile
Figura 8 Diagramma schematico del dispositivo di pressione del processo di stampa a caldo stereo con compensazione rapida incorporata
Nel processo di produzione vero e proprio, lo strato di materiale filmico a base di resina e la porzione di cartone costituiscono un'area trapezoidale fissa. Quando si tira la struttura composita della carta all'acido solforico e del foglio di rame, la compensazione della pressione sulla carta all'acido solforico può essere regolata in base alla qualità dell'area di stampa sul prodotto. Le caratteristiche del materiale come l'assorbimento dell'acqua della carta all'acido solforico e la tenacità del foglio di rame non si deformano o danneggiano facilmente durante l'estrazione ripetuta, proteggendo lo stampo a base di resina dalle crepe e massimizzando la stabilità dell'effetto complessivo del dispositivo di stampaggio. Inoltre, l'area trapezoidale fissa garantisce la precisione di posizionamento dell'intero dispositivo, prevenendo il disallineamento.
Dopo un periodo di funzionamento stabile, il nuovo dispositivo di posizionamento (come mostrato nella Figura 9) è stato applicato nel processo di produzione delle piccole scatole dei pacchetti di sigarette "Seven Wolves (Blue)" dell'azienda. Il dispositivo di posizionamento dimostra un effetto significativo, con un tempo di regolazione della pressione stabilizzato a 2-3 ore, che rappresenta una riduzione di circa il 71,43% rispetto al tempo precedente, raggiungendo l'obiettivo previsto e migliorando l'efficienza.
Figura 9 Diagramma schematico dell'installazione complessiva del dispositivo di pressione per stampa a caldo 3D con compensazione rapida incorporata
Inoltre, nell'applicazione pratica del dispositivo, poiché la pressione è stabile e il tempo di regolazione della pressione è ridotto, le variazioni di temperatura causate dallo spegnimento durante lo stampaggio a caldo sono ridotte al minimo e gli scarti dello stampaggio a caldo sono stati significativamente ridotti, migliorando la resa. La percentuale annuale di rifiuti stampati a caldo delle scatolette del pacchetto di sigarette "Septwolves (blu)" tra tutti i rifiuti è diminuita da un picco del 24,87% al 4,75% nel 2025, riducendo di fatto il tasso di rifiuti stampati a caldo.
La pratica di cui sopra dimostra che il dispositivo di pressione per stampa a caldo 3D con compensazione rapida incorporata presenta vantaggi quali struttura ragionevole, bassi costi di produzione e semplicità di installazione e funzionamento. Questo dispositivo può essere applicato anche ad altri scenari, mostrando un certo valore promozionale nel processo di stampa a caldo.