Alta tasa de desperdicio en el estampado en caliente de paquetes de cigarrillos; ¡Mejorar este dispositivo puede reducirlo efectivamente!
Actualmente, en la empresa donde trabajo, durante el proceso de estampado en caliente 3D de paquetes de cigarrillos, a menudo es necesario detener la máquina debido a que la presión es demasiado alta o demasiado baja. La base de estampado debe retirarse repetidamente para ajustar la presión. Además, al buscar la posición donde es necesario ajustar la presión y el método de ajuste específico, se consume una cierta cantidad de tiempo, lo que genera desechos de estampado en caliente. Además, debido a que los operadores no pueden ubicar directamente las áreas de compensación de presión, necesitan buscar y detener repetidamente la máquina para realizar ajustes. Durante este proceso, la temperatura de estampado cambia, lo que resulta en desechos de estampado en caliente, como se muestra en la Figura 1. Los factores anteriores afectan directamente la eficiencia de producción y el rendimiento del producto terminado en la producción de paquetes de cigarrillos.
Figura 1 Residuos de estampado de láminas
Problemas con los métodos existentes
El método actual de compensación de presión de estampado de lámina tridimensional- implica principalmente colocar directamente el papel de compensación de presión-en la parte posterior del molde de resina ① en la Figura 2, y luego usar pegamento para unirlo a la placa base de estampado de lámina ②, logrando así el ajuste de presión (prensado) durante el proceso de estampado de lámina. Si la presión durante el proceso de estampado de lámina no cumple con los requisitos del proceso, es necesario levantar todo el molde de resina. Luego, de acuerdo con una comparación del efecto de estampado del producto con el área de presión que necesita ajuste, se encuentra la posición correspondiente. A continuación, se coloca el papel de compensación de presión-en la parte posterior del molde de resina ①-2 y se pega a la placa base de estampado de lámina ② para lograr la compensación de presión.
Figura 2 Diagrama esquemático del dispositivo de presión de compensación de estampado tridimensional-original
Durante este proceso, la posición del molde base de resina y el troquel de estampado pueden cambiar, por lo que es necesario verificar y ajustar la posición repetidamente, lo que resulta en un tiempo de ajuste prolongado y una mayor probabilidad de defectos de estampado debido a un posicionamiento incorrecto. Al mismo tiempo, debido a los ajustes repetidos, la capa inferior del papel también puede deformarse y dañarse, lo que afecta el efecto general de estampado. La vista lateral del dispositivo de presión de compensación de estampado tridimensional-original se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Vista lateral del dispositivo de compensación de presión de estampado en caliente tridimensional-original
Además, debido a las diferencias en las habilidades técnicas de los operadores, el tiempo y la efectividad de la compensación de presión de estampado en caliente tridimensional-pueden variar.
Análisis y verificación de viabilidad
Durante el uso del dispositivo de posicionamiento original, tomando como ejemplo la caja pequeña del paquete de cigarrillos "Siete Lobos (Azul)", hay un total de 36 dispositivos de posicionamiento de estampado para un producto de 18-piezas. Ajustar la presión generalmente lleva entre 7 y 9 horas o incluso más. Cada ajuste puede provocar una desalineación entre el molde inferior de resina y la placa base de estampado, lo que requiere reposicionamiento y ajuste, lo que lleva mucho tiempo-. Mientras tanto, durante el proceso de estampado, la presión de estampado afecta directamente la calidad del estampado. Si la presión es demasiado alta o demasiado baja, se producen sellos defectuosos, como picaduras en el estampado, estampado incompleto o salida de oro. Por lo tanto, se requiere detener la máquina para identificar áreas que necesitan ajuste de presión y realizar los ajustes correspondientes. El área a estampar suele representar una pequeña proporción de la superficie total del producto, lo que significa que el área de ajuste es pequeña y cambia con frecuencia, lo que requiere una paciencia considerable para los ajustes repetidos de presión. Las paradas repetidas de la máquina de estampación en caliente afectan directamente la temperatura del equipo, y si la temperatura es demasiado alta o demasiado baja, se producirá un estampado defectuoso. Por lo tanto, los materiales del dispositivo elegidos deben ser resistentes al calor, estables y no deformarse ni dañarse fácilmente durante repetidos ajustes y movimientos flexibles.
Al analizar los problemas-mencionados anteriormente, el equipo del proyecto optimizó y mejoró los materiales de resina originales y el rendimiento del producto. Está previsto utilizar un dispositivo de posicionamiento de material de resina que permita un ajuste rápido de la presión, que utiliza una estructura compuesta para fijar parte del material de la estructura de posicionamiento, mientras cambia el área central en un mecanismo móvil o flexible. La estructura general se basa en una parte fija como base, con una parte móvil incrustada en su interior. Esto permite una compensación tridimensional-de la presión de estampado en caliente durante el proceso de ajuste de presión, lo que acorta efectivamente el tiempo de ajuste de presión y reduce el desperdicio de ajuste de la máquina.
Además, para resolver el problema de identificar repetidamente áreas para ajustes de compensación de presión, el dispositivo necesita incorporar líneas de patrón básicas del diseño de estampado. Con base en estas consideraciones, en la selección general del material, además del molde inferior de resina fijo, el equipo del proyecto también utiliza cartón de uso frecuente para paquetes de cigarrillos como parte fija de base (el diseño general es principalmente trapezoidal para garantizar la conexión entre las estructuras fijas e incrustadas), prepara una cierta cantidad de papel de calco translúcido (con el contenido a estampar impreso en su superficie), así como una capa amortiguadora de lámina de cobre. Finalmente, esto forma un dispositivo integrado capaz de compensar rápidamente la presión tridimensional del proceso de estampado en caliente. El diagrama de desglose del material y las vistas en perspectiva de la aplicación real se muestran en las Figuras 4 y 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 en perspectiva de la aplicación real del dispositivo de presión del proceso de estampado en caliente tridimensional integrado de compensación rápida-
En las Figuras 4 y 5, el material ①, la capa base del molde de resina, tiene un tamaño de marco general consistente con el cartón ④ o el papel base a estampar. Su función principal es garantizar que la primera capa se una y se alinee completamente con la capa base, protegiendo los dispositivos integrados y las propiedades del material de ② y ③.
El material ②, la capa de papel de calco, es absorbente y puede absorber la humedad generada por el calor durante el proceso de estampado, garantizando al mismo tiempo que no se deforme ni se dañe. Al mismo tiempo, la capa de material de papel de calco debe imprimirse o dibujarse de acuerdo con el patrón en el molde de resina. Dependiendo del efecto de presentación del área de estampado del producto, puede ubicar directamente las áreas donde se necesita ajuste de presión, reduciendo el tiempo de búsqueda y ajuste, disminuyendo las tasas de desperdicio y mejorando la eficiencia de producción.
El material ③, la lámina de cobre, tiene cierta dureza y puede actuar como amortiguador durante el proceso de estampado. Protege el molde de resina contra grietas y facilita la extracción e inserción de la capa de papel de calco.
El material ④, el cartón o papel base a estampar, está diseñado con recortes. Las áreas recortadas corresponden a las áreas de apariencia de los materiales ② y ③, formando un diseño de ranura incrustado completo con ④, manteniendo la posición fija sin moverse ni deformarse. La adaptabilidad general del material ④ se adapta mejor a los requisitos del proceso de estampado. Después de la primera-unión basada en el registro con la placa de estampado, esta capa de material ya no se mueve ni se opera durante los ajustes de presión posteriores y se puede fijar directamente en la placa base de estampado.
Efectividad real del esquema mejorado
El dispositivo de posicionamiento mejorado primero resuelve el problema causado por el método de compensación de presión convencional, donde levantar el molde de resina en general provoca ajustes repetidos y desalineación con la placa de estampado, lo que reduce el desperdicio debido al estampado desalineado. En segundo lugar, la estructura integrada, al tiempo que garantiza la estabilidad general de la alineación, permite retirar la lámina de cobre y el papel de calco para compensar la presión correspondiente, lo que reduce el tiempo necesario para ajustar la alineación y localizar las áreas que necesitan ajuste de presión. Además, el diseño integrado general, basado en la selección de materiales, puede minimizar la necesidad de remanufacturar el dispositivo de posicionamiento debido a la absorción de agua, mejorando la utilización del dispositivo.
El diagrama de desmontaje del dispositivo integrado de presión de estampado en caliente tridimensional-de compensación rápida se muestra en la Figura 6, con las siguientes funciones específicas: usando un enfoque integrado y la estructura integrada de diferentes capas de material para una extracción flexible-(parte extraíble-ampliada en la Figura 7), la estructura compuesta de papel de calco (con texto e imágenes estampados) y lámina de cobre se puede extraer directamente de acuerdo con las necesidades de ajuste para los ajustes correspondientes, logrando facilidad de operación y uso repetible. El diagrama de síntesis del dispositivo de presión de estampado en caliente tridimensional - de compensación rápida integrado se muestra en la Figura 8.
Figura 6 Vista despiezada del dispositivo de presión para el proceso de estampado en caliente estereoscópico de compensación rápida integrado
Figura 7 Vista ampliada de la sección-extraíble
Figura 8 Diagrama esquemático del dispositivo de presión del proceso de estampado en caliente estéreo de compensación rápida integrado
En el proceso de producción real, la capa de material de película a base de resina y la porción de cartón constituyen un área trapezoidal fija. Al extraer la estructura compuesta del papel de ácido sulfúrico y la lámina de cobre, la compensación de presión en el papel de ácido sulfúrico se puede ajustar de acuerdo con la calidad del área de estampado del producto. Las características del material, como la absorbencia de agua del papel de ácido sulfúrico y la dureza de la lámina de cobre, no se deforman ni dañan fácilmente al tirar repetidamente, lo que protege el molde de base de resina contra grietas y maximiza la estabilidad del efecto general del dispositivo de estampado. Además, el área trapezoidal fija garantiza la precisión posicional de todo el dispositivo, evitando la desalineación.
Después de un período de operación estable, el nuevo dispositivo de posicionamiento (como se muestra en la Figura 9) se aplicó en el proceso de producción de las cajas pequeñas de paquetes de cigarrillos "Siete Lobos (Azul)" de la compañía. El dispositivo de posicionamiento demuestra un efecto significativo, con el tiempo de ajuste de presión estabilizado en 2-3 horas, lo que representa una reducción de aproximadamente el 71,43% respecto al tiempo anterior, logrando el objetivo esperado y mejorando la eficiencia.
Figura 9 Diagrama esquemático de la instalación general del dispositivo de presión de estampado en caliente 3D de compensación rápida integrado
Además, en la aplicación práctica del dispositivo, debido a que la presión es estable y el tiempo de ajuste de la presión se reduce, los cambios de temperatura causados por el apagado durante el estampado en caliente se minimizan y los residuos de estampado en caliente se reducen significativamente, mejorando el rendimiento. La proporción anual de residuos de estampado en caliente de las cajas pequeñas de paquetes de cigarrillos "Septwolves (azul)" entre todos los residuos disminuyó de un máximo del 24,87 % al 4,75 % en 2025, lo que redujo efectivamente la tasa de residuos de estampado en caliente.
La práctica anterior demuestra que el dispositivo de presión de estampado en caliente 3D de compensación rápida integrado tiene ventajas tales como una estructura razonable, un bajo costo de fabricación y una instalación y operación simples. Este dispositivo también se puede aplicar a otros escenarios, mostrando cierto valor promocional en el proceso de estampación en caliente.