질문은 간단해 보이지만 대답은 신문을 사는 대부분의 사람들이 결코 이야기하지 않는 물리학에 달려 있습니다. 에이스트레이트 타입 종이 스틱 성형 기계곡선형 종이봉 성형기와 기본 아이디어는 동일합니다. 그들은 모두 나선형 포장 테이프와 접착제를 사용하여 긴장 상태에서 서로 붙습니다. 그런 다음 길게 자릅니다. 그러나 성형 경로의 모양은 생산의 측정 가능한 거의 모든 세부 사항을 변경합니다. 여기에는 코일 장력 확산, 벽 두께 균일성, 맨드릴 접근 및 종이 튜브가 형태 강도를 잃기 전에 기계가 유지할 수 있는 최대 선형 속도가 포함됩니다.
다음은 각 설정이 실제로 용지에 어떤 역할을 하는지, 어떤 작업이 가장 잘 작동하는지, 그리고 어떤 작업이 종이와 같은 유형이 아닌 유형을 선택하도록 강요하는지 살펴보겠습니다.
"직선"과 "구부러짐"이 실제로 설명하는 것
종이 막대 제조에서 이 이름은 종이 스트립의 공급 경로에 대한 성형 막대의 안착 위치를 나타냅니다.
트랙 머신에서 피드로드는 직선이거나 거의 직선입니다. 테이프의 한쪽 끝에는 롤이 있었습니다. 이는 통제된 장력 하에서 막대 주위를 나선형으로 감쌉니다. 그러면 성형된 튜브가 맨 끝에서 동일한 직선으로 나옵니다. 테이프에서 절단 -까지 전체 성형 영역 -은 직선을 따릅니다.
곡선 경로 기계(곡선 또는 각진-가이드 유형)에서는 피드 스트립과 로드 축이 고정된 각도에 있습니다. 일반적으로 30~60도입니다. 따라서 테이프는 컬링 지점에 가까워질수록 방향을 바꿔야 합니다. 형성된 튜브는 공급물에 대해 비스듬히 굴러갑니다.
모양 차이는 작은 것 같습니다. 그러나 그것은 또한 큰 영향을 미칩니다.
권선 장력: 물리학이 갈라지는 곳
권취 장력은 나선형 종이 튜브 성형에서 가장 중요한 문제입니다. 장력이 너무 낮으면 파이프가 무너집니다. 너무 높으면 용지 내부 레이어가 찢어지고 겹쳐집니다. 일반적으로 직경이 4~8mm인 막대사탕이나 밀짚 막대는 약 2~8N gsm 종이 테이프에 대해 약 2~8N의 목표 장력 범위를 갖습니다. ISO 9073-3:2020은 이 두께 범위에서 종이 테이프를 늘리는 방법을 제공합니다.
직선- 설정에서는 테이프가 감기는 지점까지 직선으로 이동합니다. 코일의 무게, 테이프의 두께 또는 모터의 토크 스윙에 따른 장력 변화-는 사이에 모양 변화 없이 곧바로 권선 지점으로 이동합니다. 릴리스 롤의 브레이크 장력과 로드의 장력 사이의 연결은 거의 선형이며 예측하기 쉽습니다. 이러한 예측 가능성으로 인해 직선형 종이 스틱 성형기는 지속적인 장력 진동 없이 150-400m/min의 일정한 라인 속도로 작동할 수 있습니다. 하지만 릴리즈 제동권을 조정해야 한다(Soroka, 2009).
벤딩 머신에서는 테이프가 로드에 도달하기 전에 가이드 레일 부분 주위로 구부러져야 합니다. 이는 캡스턴-마찰 효과를 증가시킵니다. 권취 지점의 장력은 공급 장력의 e^(mu)와 같습니다. 여기서 뮤온은 가이드 레일 표면의 마찰 지점 수, 반경 각도입니다(Eytelwein 캡스턴 방정식, Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004에서 인용). 45의 긴장감?? 가이드 레일은 muon=0.15(코팅 가이드 레일 대 70gsm 용지)에서 약 1.11배 더 높습니다. 이 효과는 기계가 안정적일 때 작으나 가속 및 감속할 때 더 커집니다. 관성이 짧은 시간 동안 실제 뮤온을 변화시키는 경우입니다. 이러한 유형의 실패는 다른 모든 설정이 동일할 때 직선 생산에서는 거의 발생하지 않습니다.-
맨드릴 형상 및 벽-두께 균일성
막대는 완성된 막대의 내부 구멍 크기를 결정합니다. 트랙 장비에서 로드는 길고 고정된 강철 로드(또는 고속 라인의 냉각수용 중공 파이프)입니다. 권선 영역 전체에 걸쳐 있으며 일반적으로 600–1,200mm입니다. 종이가 형성되어 막대의 끝 부분에서 떨어집니다.
로드가 직선이고 와인딩 경로가 직선이기 때문에 나선형 피치 각도-테이프가 로드를 둘러싸는 각도-는 전체 성형 길이에 걸쳐 동일하게 유지됩니다. 일정한 피치는 일정한 레이어 중첩 폭을 의미합니다. 이는 안정적인 벽 두께를 제공합니다. 직선 생산에서 완성된 튜브 두께에 대한 TAPPI T411 측정은 일반적으로 튜브 길이에서 3% 미만의 변동을 보여줍니다.
벤딩 머신에서는 가이드 레일의 방향 변경으로 인해 외부 레이어의 접근 각도가 내부 레이어의 접근 각도보다 약간 더 불균일해집니다. 이러한 불균일성은 매우 미미합니다.-테이프의 근위부 가장자리와 원위부 가장자리 사이의 실제 감싸는 각도에는 일반적으로 1-3도 차이가 있지만 튜브 원 주위의 중첩 너비에는 눈에 띄는 차이가 있습니다. 막대사탕 막대나 면봉 자루의 경우 벽 둘레의 두께 변화와 마찬가지로 단면의 원형도가 중요합니다(막대 사탕은 주형이나 면봉 머리에 적합해야 함). 제품 내부에 숨겨져 있는 종이 빨대는 상관없습니다.
맨드릴 접근 및 전환 시간
다른 스틱 직경을 사용하는 성형 기계는 로드를 교체해야 합니다. 그것이 현실 세계에서 직선이 설정되는 것에 대한 가장 큰 것입니다.
선형 기계에서는 권선 영역의 한쪽 끝에서 막대를 직선으로 당깁니다. 이 직업은 멘토링을 중단할 필요가 없습니다. 구부러진 가이드 레일을 통해 다시 끼울 필요가 없으며 각도를-조정할 필요도 없습니다. 숙련된 작업자는 8~15분 안에 직선으로 기둥을 교체합니다. TAPPI T556은 튜빙 기계의 일반적인 설치 시간 수치를 제공하지만 실제 시간은 기계 유형에 따라 다릅니다.
벤딩 머신에서 로드는 공급량에 대해 뚜렷한 각도로 고정됩니다. 이를 제거하려면 먼저 가이드 어셈블리를 제거해야 합니다. 다시 장착하려면 가이드 로드가 구부러지는 각도를 새 로드 직경에 맞게 재설정해야 합니다. 이는 파이프의 직경에 따라 최적의 굽힘 형상이 달라지기 때문입니다. 벤더의 전환 시간은 숙련공의 경우 20~45분입니다. 직경 6mm에서 12mm까지의 줄기에 대한 혼합 주문과 같이 직경 직경이 매일 바뀌는 생산 현장에서는 교대당 15~30분의 추가 가동 중단 시간이 추가됩니다.
속도 및 출력 용량
단일 코일 헤드를 갖춘 직선형 종이 막대 성형기는 일반적으로 150-400m/min의 성형 튜브에서 작동합니다. 이를 통해 분당 60mm 길이로 완성된 스틱 약 2,500~8,000개를 절단할 수 있습니다. 프레임에 2개 또는 4개의 평행 로드가 있는 빠르고 부피가 큰 모델은 분당 15,000개를 초과할 수 있습니다.
앞서 논의한 것처럼 윈치의 장력 한계로 인해 굽힘 기계의 정격은 일반적으로 80-250m/min입니다. 고속에서의 장력 문제는 실제 한계를 결정합니다. 이러한 속도 격차는 수천만 개의 빨대를 주문하는 케이터링 작업과 같이 매우 많은 수의 기본 빨대 생산-에 있어 핵심 비즈니스 요소입니다.
벽이 두꺼운 작업(0.6mm보다 벽 두께가 3~5개 필요)의 경우 직접 설치의 속도 이점이 훨씬 작습니다. 다층-층 권취에는 더 많은 용지 공급 스테이션이 필요합니다. 교정기에서는 각각의 새 테이프 조각에 더 긴 성형 영역이 필요합니다. 이것은 기계를 더 크게 만듭니다. 벤딩 머신에서는 더 작은 모양이 더 작은 공간에서 더 많은 진입 각도에 적응할 가능성이 높습니다. 두꺼운-벽이 있는 산업용 종이 튜브의 경우-막대기 대신-권선 경로를 감는 것이 일반적으로 선호되는 옵션입니다. 이는 속도 요구 사항보다 공간적 제한이 더 중요하기 때문입니다(Twede & Selke, 2005).
컷오프 메커니즘 및 끝-얼굴 품질
두 머신 유형 모두 두 가지 자르기 방법 중 하나를 사용합니다. 하나는 움직이는 파이프를 절단하는 데 사용되는 회전 디스크 블레이드입니다. 다른 하나는 절단 중에 파이프 길이를 따라가는 트랙 도구입니다. 끝의 품질-절단의 사각형과 찢어짐 여부-는 주로 블레이드의 날카로움과 속도 비율에 따라 달라집니다. 경로가 직선인지 곡선인지는 중요하지 않습니다.
그것이 진짜 차이점입니다. 절단 장치는 다이어프램의 튜브 경로 끝에 위치합니다. 이렇게 하면 두 길이가 동시에 유지되도록 두 번째 절단 스테이션을 쉽게 추가할 수 있습니다. 벤더에서는 파이프가 비스듬히 나옵니다. 따라서 라인에 두 번째 절단 스테이션을 추가하려면 와인딩과 절단 사이에 파이프의 직선 섹션을 추가해야 합니다.
의료용 노즐, 면봉 샤프트, 커피 교반기와 같은 정확한 반전 또는 대각선이 필요한 작업의 경우-두 장치의 맨 끝에 보조 모따기 스테이션을 추가할 수 있습니다. 이 단계에서는 두 유형 모두 모양-기반 이점이 없습니다.
애플리케이션 일치: 어떤 형식이 어디에 속하는지
올바른 유형의 기계는 일반적인 선호도가 아닌 제작에 필요한 것에서 나옵니다.
직선 열차는 다음과 같은 경우에 일반적으로 선택됩니다.
- 종이 빨대(직경 4~12mm, 대용량)
- 막대사탕 및 캔디바(3~6mm, 잘못된 크기, 틀에 맞아야 함)
- 면봉 샤프트(2.5~3.5mm, 면봉 헤드 설치 시 원형도가 중요)
- 의료용 애플리케이터(직선-바 인출식 간단한 청소 형태로 클린룸 생산이 더 쉬워짐)
굴곡-경로 기계는 다음과 같은 경우에 더 좋습니다.
- 공간이 좁을 때 두꺼운-벽 종이 튜브
- 직경 변화가 거의 없는 중소 규모 생산
- 유연한 튜브 출구 각도로 인해 더 큰 생산 라인에 더 쉽게 연결할 수 있는 작업
연간 6~8밀리미터의 빨대 1억~3억 개와 같은 중간{0}}작업-은 별 차이가 없습니다. 이를 위해서는 어떤 유형이든 가능합니다. 다음 선택은 작업자가 기계에 대해 얼마나 잘 알고 있는지, 부품을 쉽게 구할 수 있는지, 기계 가격이 얼마인지입니다.
접착제 도포에 관한 참고 사항
두 모델 모두 테이프가 겹치는 부분에 수성{0}}덱스트린이나 PVA 접착제를 사용합니다. 글루 시스템은 컬 모양에 의존하지 않지만 글루의 건조 시간은 컬 모양에 따라 다릅니다. 350mph에서 성형 튜브는 약 0.1~0.2초 내에 권선 영역을 벗어납니다. 해당 지점에서 파이프가 열리는 것을 막을 만큼 접착제가 충분히 설정되지 않으면 파이프가 톱에서 파손됩니다. 글루의 두께(보통 2,000~20mps, ISO 2555℃)와 라인 온도를 조절하면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 저속-곡선 기계에서는 튜브가 로드에 오래 머무를수록 접착제의 건조 시간이 길어집니다. 이는 추운 환경에서 접착제가 천천히 건조되는 데 따른 실질적인 이점입니다.
요약
직선형-스틱 성형기와 구부러진 종이 스틱 성형기를 선택하는 것이 항상 더 나은 것은 아닙니다. 직선형 종이 스틱 성형기는 전체 속도 범위에서 더 높은 출력, 더 균일한 벽 두께, 더 빠른 로드 변경 속도 및 더 안정적인 권선 장력을 갖습니다. 이러한 이점은 밀짚과 캔디바를 대량 생산하는 데 핵심입니다.- 곡선 경로는 부츠의 더 작은 크기와 더 낮은 최대 장력을 제공하도록 설정되었습니다. 이는 두꺼운-벽 파이프, 낮은-실행 볼륨 및 컴팩트한 생산 현장 레이아웃에 중요합니다.
엄격한 직경 오차와 높은 출력이 필요한 모든 식품 접촉 작업의 경우 -간단한 것이 엔지니어링 표준입니다. 다른 모든 것에서는 건물의 모양이 최종 결정이 될 수 있습니다.
참고자료
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