Technicznie rzecz biorąc, czyli o formowaniu i zgrzewaniu worków foliowych słów kilka. Maszyna zgrzewająca worki bez tajemnic.

Problemy firm produkcyjnych w kwestii pakowania

Zacznijmy od sedna sprawy. Wiele firm produkcyjnych do pakowania swoich produktów lub zestawów montażowych korzysta z gotowych worków z folii LDPE. Używają do nich ręcznych zgrzewarek impulsowych oraz wykorzystują manualną pracę ludzi. Czasem spotyka się również stanowiska robocze, gdzie pracownicy wykonują paczki z rękawa foliowego. Takie działania nie są bezproblemowe. Na pewnym etapie rozwoju firmy potrzebują dużej ilości pracowników. Prosta ręczna zgrzewarka do worków jest tania, jednak często taki sprzęt generuje problemy techniczne. Wymaga on częstego serwisu oraz wymiany części eksploatacyjnych. Praca ręczna sprawia, że firmy nie mogą osiągnąć powtarzalnej jakości gotowych opakowań. Bardzo trudno jest również osiągnąć przewidywalną wydajność. Podobne problemy to codzienność w wielu firmach nie tylko w Polsce, ale również za granicą.

Co możemy z tym zrobić?

Materiały pozwalające oszczędzać

Najważniejszą kwestię stanowi wybór odpowiedniego materiału. Warto zastanowić się jakie cechy opakowania są dla nas najważniejsze, jakie produkty chcemy pakować i jak znaleźć oszczędności nie rezygnując z wymaganej przez nas jakości opakowań. Na rynku dostępnych jest mnóstwo możliwości znajdujących się w różnych półkach cenowych. Przeanalizujemy teraz najczęściej wybierane przez firmy produkcyjne opcje.

Surowcem wykorzystywanym do tworzenia opakowań foliowych jest polietylen. Na jego bazie powstają mieszanki o różnej gęstości, różnych właściwościach i różnej cenie. Najczęściej wykorzystywane są dwa typy tego materiału:

• materiał o dużej gęstości HDPE – łatwy do zgrzewania, ale drogi,
• materiał o niskiej gęstości LDPE – trudny do zgrzewania, ale tani.

Teraz zwrócę szczególną uwagę na bardzo ciekawy moim zdaniem materiał opakowaniowy.

Folia LDPE – bo to właśnie o niej mowa w tytule tego akapitu, to materiał na tyle uniwersalny, że może być szeroko wykorzystywany do produkcji opakowań do wielu zastosowań. Od elementów konfekcjonowanych w małe zestawy montażowe np. do mebli – do pakowania zbiorczego elementów stalowych czy plastikowych o masach sięgających 15-20 kg.

W celu uzyskania oszczędności na gotowym produkcie z użyciem tego materiału konieczne jest zastosowanie odpowiedniego procesu technologicznego. Jego przebieg wynika z następujących właściwości fizycznych:

• stosunkowo niska temperatura topnienia (105-108 ˚C),
• grubość od 0,02 do 0,20 mm,
• duża rozciągliwość i elastyczność,
• połysk.

Materiał LDPE pod wpływem wysokiej temperatury staje się bardzo elastyczny, ciągnący jak „guma balonowa”. Zgrzewanie tego materiału narzuca konieczność zastosowania szczególnego procesu technologicznego, którego szczegóły poznasz w kolejnym akapicie.

Jak przebiega proces formowania i zgrzewania worków foliowych?

Folia LDPE, o której mówiliśmy wcześniej, jest dość trudnym materiałem pod względem jego obróbki. Zgrzewanie tego materiału wymaga zastosowania specjalnego procesu technologicznego nazwanego „zgrzewaniem impulsowym”. Proces ten polega na rozgrzaniu folii obejmując całą szerokość zgrzewu impulsem cieplnym, (materiał staje się elastyczny, roztopiony), dociśnięciu warstw materiału do siebie (zamykania worków), a następnie wystudzeniu go, żeby zachował kształt. Wykorzystuje się do tego dociski, których częścią są rezystancyjne druty grzejne (nazywane grzałkami). Jeżeli odpowiednio połączymy kolejne czynności, możemy uzyskać elementy zapakowane worki, które powstały z rolki płaskiej folii zamontowanej w maszynie. Jest to jedna z najtańszych metod pakowania.

Pierwszym etapem w procesie produkcji worków foliowych jest odpowiednie formowanie wybranego przez nas materiału. Wykorzystujemy do tego procesu tubus formujący. Jest to element, który formuje wstęgę płaskiej folii w rękaw. Od kształtu tego elementu zależy szerokość wykorzystywanej folii oraz wynika z niego szerokość zgrzewu i całego gotowego worka. Z tak utworzonego rękawa możemy zgrzać gotowe worki. Maszyna zgrzewa folię w dwóch płaszczyznach – wzdłuż tworząc rękaw oraz w poprzek w trakcie zamykania worków po obu końcach.

Przy maszynowym wykorzystaniu zgrzewania impulsowego tego materiału bardzo ważne jest precyzyjne regulowanie czasu grzania, czasu studzenia, siły docisku oraz temperatury drutu grzejnego. Tylko powtarzalność tych parametrów zapewnia wysoką jakość oraz estetykę.

W trakcie działania maszyny często jednak pojawiają się dodatkowe problemy takie jak:

• zmiana warunków, w jakich odbywa się proces,
• nagrzewanie się części maszyny,
• zmiany temperatury w pomieszczeniu,
• zużycie drutu grzejnego.

Zapewnienie powtarzalności procesu mimo zmieniających się czynników zewnętrznych możliwe jest poprzez zastosowanie w maszynie wyspecjalizowanego układu sterowania. Układem nadrzędnym jest programowalny sterownik logiczny PLC. Parametry procesu można ustawiać na ekranie dotykowym HMI.

Uzyskanie powtarzalnej, określonej temperatury drutu grzejnego w czasie działania maszyny jest bardzo trudne. My stosujemy do tego specjalistyczne urządzenia, których celem jest kontrola tego parametru. Układy te pośrednio mierzą temperaturę zgrzewania. Zastosowanie odpowiedniego algorytmu sterowania powoduje, że zgrzewanie worków jest powtarzalne, zawsze wysokiej jakości oraz łatwe w regulacji dla operatorów (parametry nie wymagają zmiany wraz z upływem czasu).

Jak w praktyce  przeprowadza się taki proces?

Obejrzyj na filmie naszą maszynę i zobacz z bliska jak wygląda omawiany w tekście sposób formowania i zgrzewania worków foliowych z płaskiej folii LDPE.

Korzyści i oszczędności – inwestycja w maszynę formującą i zgrzewającą worki foliowe

Chcąc opowiedzieć o tym, jakie wymierne korzyści może przynieść inwestycja w maszynę do zgrzewania worków foliowych najlepiej będzie podeprzeć się konkretnym przykładem. Firma, która zgłosiła się do nas jest producentem mebli. Pierwotnie proces pakowania kompletów montażowych do mebli odbywał się w sposób ręczny. Pracownicy odliczali detale, a następnie pakowali je do gotowych worków foliowych. Ręcznie je otwierali, wsypywali do nich detale, a następnie do ich zamykania używana była ręczna zgrzewarka do worków . Ogromnym problemem była ilość ręcznej pracy oraz fakt, że jakość zgrzewu była zależna od konkretnego pracownika. Ponadto zgrzewarki ulegały ciągłym awariom (przy dużych wolumenach części eksploatacyjne zużywały się bardzo często).

Nasz klient zamówił u nas automatyczną, pionową maszynę formującą i zgrzewającą woreczki ze stolikiem do ręcznej kompletacji detali. Urządzenie wykorzystywane jest do pakowania okuć meblowych. Jeden operator ręcznie przygotowuje porcję elementów, następnie wrzuca je w otwór w stoliku. Proces produkcji worków jest banalnie prosty. Detale trafiają do wcześniej przygotowanego, otwartego worka. Następnie worki są automatycznie zamykane, zgrzewane i odcinane.

Z informacji przedstawionych przez naszego klienta wynika, że taka maszyna w ich przypadku pozwoliła na:

• Ograniczenie kosztów pakowania – zredukowanie ilości pracowników biorących udział w procesie pakowania z 3 do 1 operatora maszyny.
• Zmniejszenie kosztów opakowania – wykorzystanie materiału LDPE z rolki zamiast gotowych worków generuje oszczędności na poziomie 50%.
• Oszczędności związane z brakiem potrzeby zakupu papierowych naklejek – indywidualnie dostosowane etykiety drukowane są bezpośrednio na opakowaniu.
• Zapewnienie stałej jakości opakowań – poprzez kontrolę parametrów maszyna przygotowuje zestawy o powtarzalnej jakości.
• Zwiększenie wydajności procesu pakowania – maszyna natychmiastowo po dostarczeniu elementów przez jej operatora wykonuje zgrzew i odcina gotowy worek.

Podsumowanie

Produkcja indywidualnie dostosowanych opakowań nie stanowi już żadnej tajemnicy. Temat pakowania elementów montażowych bądź pojedynczych produktów nadal stanowi wyzwanie. W tekście przedstawione zostały wady oraz zalety związane z zastosowaniem konkretnych materiałów. Rosnące koszty przedsiębiorstw, nie tylko te związane z procesem pakowania popychają firmy do szukania nowych rozwiązań.

GIM wie jakie problemy dotykają producentów oraz potrafi dostosować każde rozwiązanie do potrzeb swoich klientów. Jesteśmy firmą, która oprócz kompleksowych rozwiązań daje poczucie stabilności dzięki skutecznej opiece serwisowej oraz szerokiej bazie części zamiennych. Oprócz tworzenia „maszyn szytych na miarę” zależy nam także na dzieleniu się swoją wiedzą i doświadczeniami, aby współpraca z nami była dla naszych klientów czymś wartościowym.