Quelles sont les principales différences structurelles entre une machine de formage de seaux en papier et une machine de formage de bols en papier ? Introduction

À première vue, les seaux et les bols en papier ressemblent à de proches parents. Les deux sont fabriqués à partir de carton enduit de PE. Le tout scellé à chaud. Tous deux servent l’industrie de l’emballage alimentaire. Mais les machines qui les fabriquent ont des conceptions mécaniques très différentes. Comprendre ces différences structurelles est important pour que les fabricants puissent faire des choix d'équipement, les ingénieurs de production pour planifier plusieurs gammes de produits et les acheteurs d'emballages pour comprendre pourquoi les coûts d'outillage et les délais de livraison sont différents pour ces deux types de conteneurs.

Point de départ : la géométrie du conteneur définit la machine
Chaque différence structurelle entre une machine de moulage de fûts en papier et une machine de moulage de bols en papier provient d'une différence fondamentale dans le produit final : l'angle de conicité et la hauteur des parois.
le bol en papier est un récipient large et peu profond avec une pente douce (par opposition à un angle vertical de la paroi latérale). Son rapport hauteur/diamètre est faible, généralement de 0,4 : 1 à 0,7 : 1. Le vide qui forme la paroi latérale du bol est un ventilateur assez plat.
Le seau à papier, quant à lui, est un récipient haut et profond avec une paroi latérale presque droite. Son rapport de hauteur est généralement de 0,8 : 1 à 1,5 : 1 ou plus. Imaginez un grand seau en papier pour du poulet frit, du pop-corn ou de la glace en vrac. L'ébauche de flanc est une forme incurvée plus haute et plus nette. Le diamètre de la base est également beaucoup plus petit que l'ouverture.
Ces différences de forme affectent chaque pièce des deux types de machines.

1. Système d'alimentation et de découpe des blancs
Machine à bols en papier
Dans une machine de formage de bols en papier, l'ébauche de paroi latérale festonnée présente un arc large et une faible profondeur radiale. Les systèmes d'alimentation-qu'ils utilisent des ébauches empilées prédécoupées ou une matrice rotative en ligne-découpeuse- traitent les ébauches avec une largeur par rapport à leur hauteur. Choisissez et placez ou transférez par aspiration ces espaces le long d'un chemin principalement horizontal jusqu'à la station de moulage.
Machine de formage de seaux en papier
LeMachine de formage de seaux en papierdoit faire face à une profondeur radiale (hauteur) beaucoup plus grande du brut. La hauteur de l'arc du canon haut peut être 2 à 3 fois celle d'un bol du même diamètre. Cela met en avant une exigence plus élevée en matière de rigidité du flan pendant le processus de transport. Les flans plus grands se plient ou se plient plus facilement. Cela peut conduire à un mauvais alignement des noyaux de formage.
Pour résoudre ce problème, les machines de moulage de fûts sont généralement conçues pour inclure :

• Réseau de ventouses plus large pour prendre en charge toute la hauteur du blanc
• Canaux de transfert d'ébauches de guidage avec rail de guidage de support latéral
• Systèmes de positionnement de flans pilotés par servo-précision-de plus grande précision. Ceux-ci garantissent que les grands emballages vierges vont directement au mandrin.

Les systèmes de découpe rotatifs en ligne sur les machines à godets doivent également accepter des moules de découpe plus grands et des cycles de traction des matériaux plus longs.

2. Le mandrin de formage (Core Die)
Il s’agit de la différence structurelle la plus évidente entre les deux types de machines.
Mandrin de machine à bols en papier
Le mandrin en forme de bol-est un outil conique relativement trapu et à grand angle-. Étant donné que les parois latérales du bol sont plus courtes, le mandrin ne nécessite pas d'extension verticale significative. l'opération d'emballage -pliant les bords rugueux et les chauffant le long des coutures latérales les scellant-sont terminés sur une courte distance de déplacement vertical.
Le mandrin dans une machine en forme de bol-fonctionne généralement selon une séquence de moulage de haut en bas : le flan se trouve sous le mandrin, le mandrin descend jusqu'au flan et les ailes de l'emballage plient le flan autour du cône, scellant ainsi le mandrin avant qu'il ne rétrécisse.
Mandrin de machine de formage de seau à papier
Le mandrin de la machine de formage de seaux à papier est plus grand et plus étroit. Il est également plus résistant pour supporter des forces de flexion plus élevées liées à l'emballage d'un flan de carton haut et rigide autour d'une surface conique presque droite.
Les machines à godets sont généralement formées dans un ordre d'emballage ascendant-vers le haut ou transversal :

• Le flan s'enroule du bas du mandrin vers le haut. Ou flanquez-les tous les deux.
• La station de scellage des coutures latérales doit gérer toute la hauteur de couture. Les grands seaux peuvent mesurer entre 150 et 250 mm.
• Lors du processus de scellage, une force de serrage plus importante est nécessaire pour maintenir la billette à plat sur le mandrin. Les frais généraux repoussent fort.

De plus, le système d’indexation des mandrins d’une machine à godets doit conserver un alignement angulaire plus serré. Toute torsion au début de l'écharpe s'aggrave avec la hauteur de couture plus élevée.

3. Système de formation et d'insertion de base
Les deux types de machines doivent être placés dans un disque de base circulaire prédécoupé-et scellés au bas de la paroi latérale profilée. Mais le système d’insertion de la base varie considérablement en termes de forme et de temps.
Insertion de la base du bol en papier
Dans une machine à bol, le diamètre du disque de base est assez grand par rapport à la hauteur du récipient. La base est généralement pressée par le bas dans la coupelle de façonnage, tandis que la paroi latérale reste sur le mandrin. Un outil de bridage et de curling fait rouler la base de la paroi latérale vers l’intérieur sur le disque de base. Cela fait des serrures mécaniques. La chaleur ou l’énergie ultrasonique complètent le joint.
Parce que le bol est peu profond, l'insertion de la base a un chemin court. Il n'en faut pas beaucoup pour comprimer la base. Le système d'alimentation de base-généralement un magasin en forme de disque rotatif-avec un capteur sous vide-fonctionne à un taux de circulation élevé pour correspondre à la vitesse de formage rapide de la machine à bol.
Seau à papier formant l'insertion de la base de la machine
Sur une machine à mouler des fûts en papier, le disque de base est plus petit que la hauteur totale du récipient. Il est placé dans une cavité profonde d'un cylindre latéral formé. Cela nécessite un trajet plus long jusqu'à la base du poinçon pour pousser le disque à la profondeur appropriée sur la paroi latérale haute.
Les outils de base de curling et de formage de brides doivent être placés plus loin dans le conteneur. l'outil de roulement de bride-se présente également sous différentes formes. Il est conçu pour fonctionner dans un espace plus petit à la base d’un cylindre haut et étroit. Ceci est différent de la forme d’ouverture d’un bol peu profond.
La vitesse de fonctionnement du système d’insertion de la base du godet est généralement inférieure à celle du système de base du bol. Plus chaque voiture roule longtemps, plus la vitesse maximale est basse.

4. Station roulante à jante supérieure
Les bords supérieurs des bols et des seaux sont mécaniquement roulés vers l'extérieur pour créer une forme de lèvre arrondie et améliorée qui conserve sa forme et fournit un couvercle étanche.
Roulage de jante de machine à bol
Les bords des rouleaux utilisent un outil à bord assez court. L'outil entre en contact parfait avec le bord du bol en très peu de temps. Étant donné que le bol est plus large en hauteur, l'outil roulant peut être large ou bas.
Roulage des jantes de la machine à godets
Il est difficile de rouler le bord d'une machine à mouler des fûts de papier en raison de sa forme. Les bords du canon -, bien que de diamètre similaire à celui de nombreux bords de bols -, se trouvaient au sommet d'un cylindre haut et étroit. L'outil de roulement doit appuyer uniformément sur la jante sans plier la paroi latérale haute en dessous.
Les jantes des godets sont généralement roulées par des cylindres ou des bobines en rotation. Le canon façonné tournait contre le tambour formé. Cela donne un roulement constant des lèvres. Mais cela nécessite une station d’indexation rotative plus complexe que l’outil fixe plus simple utilisé dans la plupart des machines à bol.
La cage ou la douille supportant le tambour pendant le roulement de la jante doit correspondre au diamètre extérieur du tambour. Cela évite que le godet ne devienne elliptique sous la force du roulement.

5. Châssis de la machine et architecture d'entraînement
La combinaison de ces différences mécaniques conduit à des conceptions mécaniques nettement différentes :

Les exigences structurelles plus élevées du moulage en fût - rugosité plus élevée, base plus profonde, joints d'étanchéité plus longs - signifient généralement des vitesses de production maximales inférieures à celles du moulage en bol pour le même niveau de coût.

6. Différences entre les systèmes de thermoscellage
Les deux types de machines utilisent de l'air chaud ou des outils chauffants pour sceller les joints latéraux du carton recouvert de polyéthylène et les brides du substrat. Mais les réglages de thermoscellage sont différents :

• Joint de joint latéral : Les machines à godets doivent être chauffées et scellées pour des joints plus longs à chaque cycle. Les coutures plus longues nécessitent plus de temps d'arrêt (pour ralentir) ou une zone de chauffage plus longue avec plusieurs pièces chauffantes.
• Scellement du joint inférieur : des outils de scellement plus longs sont nécessaires pour la profondeur du canon. Ces outils doivent avoir un contrôle de température plus précis pour empêcher la surchauffe de la paroi latérale inférieure.
• Épaisseur du carton : le flan de fût est généralement plus lourd que le flan de fût plus lourd (320 à 450 g/m²). Cela nécessite plus de chaleur et des temps de contact scellés plus longs.

Conclusion
Le baril de papier, la structure de la machine de formage de seaux en papier et de la machine de moulage de bols en papier n'est pas petite. Ils proviennent d’exigences mécaniques très différentes selon la forme du conteneur. La combinaison de la hauteur du flan, de la profondeur du mandrin, de la plage d'insertion de la base, de la géométrie de la jante et de la longueur du joint donne à la machine la même finition de base, mais la conception détaillée varie pour presque chaque pièce.
Pour les fabricants d'emballages qui envisagent des appareils, le choix entre deux types de machines doit commencer par des spécifications de produit claires -taille du conteneur, hauteur des parois et rendement cible- plutôt qu'une préférence générale pour un type de machine. Les machines utilisées pour la production rapide de bols ne fonctionneront pas bien ou ne seront pas utilisées à moindre coût pour former des godets profonds. On pourrait dire la même chose de l'autre.
Comprendre ces différences aide les acheteurs à poser les bonnes questions. Cela les aide à estimer correctement les coûts d’outillage. Cela les aide également à éviter l’erreur coûteuse consistant à choisir la mauvaise plate-forme pour leur gamme de produits.

Références principales :

• ISO 15223-1 - Symboles et conventions pour la documentation des machines d'emballage
• TAPPI T 822 - Test d'écrasement en anneau pour le carton (rigidité en compression du matériau de base)
• FR 15593 - Exigences d'hygiène des machines d'emballage pour les applications en contact avec les aliments
• GB/T 27589-2011 - Contenants en papier à usage alimentaire (norme nationale chinoise - références dimensionnelles et matérielles)
• FDA 21 CFR Part 176 - Additifs alimentaires indirects : composants de papier et de carton (conformité au revêtement PE pour les emballages en contact avec les aliments)
• TAPPI T 410 - Grammage du papier et du carton (vérification des spécifications des matières premières)