Comment la machine de fabrication de sacs en plastique AT-pour chemises automatise-t-elle la production de sacs découpés à poignée ?

Entrez dans n'importe quel supermarché, dépanneur ou marché de rue n'importe où dans le monde, et le sac qui vous est remis à la caisse est presque certainement un sac pour t-shirt-- le sac à poignée découpée-avec les deux découpes incurvées en haut qui lui donnent son nom. Derrière chacun de ces sacs se trouve une machine qui les scelle, les coupe, les empile et les compte en quelques secondes. Comprendre comment celaMachine de fabrication de sacs en plastique pour t-shirts-automatise l'ensemble du processus, ce qui explique pourquoi ce format de sac domine l'emballage de détail mondial.

Qu'est-ce qu'un-sac pour t-shirt et pourquoi l'automatisation est-elle importante ?

Le-sac pour chemise - également appelé sac gilet, sac pour maillot ou sac à poignée découpée-- est un sac en film polyéthylène contenant :

Un joint inférieur (ou des joints latéraux sur les variantes à soufflets)

Deux découpes incurvées symétriques en haut qui forment les poignées de transport

Un arceau supérieur fermé entre les poignées

La géométrie est simple, mais leur production manuelle à des volumes commercialement viables ne l’est pas. Une entreprise de vente au détail-de taille moyenne peut traiter entre 50 000 et 200 000 sacs par jour. L'automatisation de la séquence de scellage, de découpe et d'empilage sur une machine-conçue à cet effet est ce qui rend les coûts par sac-de fractions de cent économiquement réalisables.

La matière première : configuration du rouleau de film

Machine de fabrication de sacs en plastique pour t-shirts-Automatiser commencer parposer-un tube plat en polyéthylèneenroulé sur un rouleau. Il s'agit déjà d'un tube de film - deux couches scellées sur les deux bords - plutôt que d'une feuille plate. Le diamètre du tube, une fois aplati, correspond à la largeur du sac fini plus une petite marge.

Spécifications courantes des films :

Le PEHD est de loin le matériau dominant pour les sacs pour t-shirts--. Il produit le sac froissé et légèrement opaque caractéristique que l'on voit dans la plupart des caisses d'épicerie. Sa rigidité plus élevée à calibre inférieur (paroi plus fine) est idéale pour les sacs à poignée car la découpe de la poignée doit supporter la charge sans se déchirer. Le LLDPE ou film mélangé est utilisé lorsque la clarté ou la douceur sont plus importantes que la rigidité.

Le tube se détache du rouleau à travers unsystème de déroulement et de contrôle de la tension du film- rouleaux danseurs et un mécanisme de freinage sur l'arbre du rouleau qui maintiennent la tension du film constante quel que soit le diamètre du rouleau décroissant à mesure que le rouleau s'épuise. Une tension incohérente est l'une des principales causes de désalignement des joints et d'erreurs d'enregistrement de coupe-, cette étape est donc plus critique qu'il n'y paraît.

Étape 1 - Alimentation et enregistrement du film

Depuis la station de déroulement, le tube-à plat traverse une série derouleaux de guidage et barres d'écartementqui maintiennent les deux couches plates, alignées et sans plis-avant d'entrer dans la station de scellage.

Sur les machines aveccapacité d'enregistrement d'impression, un capteur à cellule photoélectrique lit les marques imprimées sur le film (appelées marques oculaires ou marques de repérage) et synchronise le joint et la position de découpe avec l'illustration imprimée. Cela garantit qu'un logo, un nom de marque ou un dessin pré-imprimé atterrit dans la bonne position sur chaque sac fini plutôt que de dériver par rapport à la ligne de soudure.

Pour les films non imprimés, l'enregistrement est basé uniquement sur le réglage de la longueur d'alimentation du servomoteur ou du moteur pas à pas de la machine. Le film avance d'une distance fixe à chaque cycle, et cette distance est définie par la longueur du sac souhaitée.

Étape 2 - Formation du joint inférieur

La résistance du sac pour T-shirt-dépend de la fermeture du fond. La machine réalise ce scellement en appuyant une barre de scellage chauffée contre le film pendant un temps de séjour défini. La barre de soudure contient des éléments chauffants à résistance. Un contrôleur PID maintient la température de la barre stable, généralement entre 120 et 200 degrés, selon le type et l'épaisseur du film.

La barre de scellage de la plupart des machines automatiques de fabrication de sacs en plastique pour t-shirts-a une surface dentelée ou nervurée, et non une face plate. La forme dentelée fait trois choses :

Augmente la surface du joint
Crée un cordon de scellement texturé qui résiste au pelage sous charge
Aide à gérer les petits changements d’épaisseur du film sur toute la largeur de la bande

Paramètres de qualité du joint que les opérateurs peuvent contrôler :

Température de scellage - Une température plus élevée rend la liaison plus forte mais peut brûler à travers une couche mince. Une température plus basse peut provoquer l’ouverture des joints froids sous l’effet de la charge.

Temps de séjour - C'est la durée pendant laquelle la barre de scellage touche le film. Cela dure généralement de 0,3 à 1,2 seconde, selon l'épaisseur du film.

Pression de scellage - Il s'agit de la pression du cylindre pneumatique sur la barre de scellage. Elle est généralement de 0,4 à 0,7 MPa.

Surmachines à servo-pilotées, le temps de séjour du joint est contrôlé avec précision par le profil de position du servomoteur. Sur les anciennes machines à came-, le maintien est fonction de la géométrie mécanique de la came et ne peut être ajusté qu'en modifiant les profils de came - une tâche de maintenance importante.

Étape 3 - Perforation ou découpe de séparation

Immédiatement après que la barre de soudure entre en contact avec le film pour former le joint inférieur, unlame coupante ou fil chaudintégré dans ou adjacent à la barre de scellage, sépare le sac scellé de la bande de film continue.

Deux mécanismes de coupe sont courants :

1. Fil chaud/fil nichrome coupéUn mince fil de résistance traverse la largeur du film parallèlement à la barre de scellage. Lorsqu'il est sous tension, il atteint la température de coupe presque instantanément et fond à travers le film. Le bord coupé est légèrement fusionné, ce qui peut constituer un inconvénient esthétique sur un film transparent mais permet une séparation nette.

2. Coupe à lame froide avec bord denteléUne lame mécanique avec un bord dentelé perce le film. Cela produit une apparence de bord plus nette sur le film imprimé, mais nécessite un remplacement périodique de la lame et une plus grande attention à l'alignement de la coupe.

Sur de nombreuses machines pour sacs pour t-shirts-, la barre de scellage et l'élément de coupe forment un ensemble intégré - les opérations de scellage et de découpe s'effectuent dans le même coup de presse, ce qui réduit le temps de cycle. Le film est scellé sur un côté de la lame et la coupe sépare le sac qui vient d'être scellé du futur fond du sac suivant.

Étape 4 - Gérer la découpe (l'opération de définition)

C'est l'étape qui distingue une machine à sacs pour t-shirts-d'une simple machine à fabriquer des sacs-. Une fois le joint inférieur formé et la longueur du sac coupée, le haut du sac - encore attaché à la bande de film à ce stade dans des machines continues, ou déjà séparé dans des machines à étapes-et-à répétition - passe sous unpoignée de coupe.

La découpeuse se compose de :

A matrice de règle en acier- une matrice de découpe de forme personnalisée-avec un profil de lame qui correspond aux deux découpes incurvées de la poignée et à l'arche supérieure du sac

A plateau de coupe- une surface plane durcie contre laquelle la matrice appuie pour terminer la découpe à travers les deux couches de film

A mécanisme de presse pneumatique ou servo-actionnéqui entraîne le moule vers le bas à une force et une vitesse contrôlées

Le processus de découpe :

• Le film (ou le sac séparé) est positionné de manière à ce que le haut du sac soit aligné sous la filière
• La presse entraîne la matrice à travers les deux couches du tube plat- simultanément.
• Les deux trous de poignée et la découpe de l'arche supérieure-sont découpés en un seul coup de presse.
• Les déchets coupés (les deux petits croissants de film provenant des trous des poignées et la pièce d'arche supérieure) sont collectés et évacués par unsystème d'extraction des déchets- généralement une buse à vide ou un convoyeur à traction de déchets-

Exactitude de l'enregistremententre la ligne de joint inférieure et la position de découpe de la poignée détermine si l'ouverture de la poignée est centrée et à la bonne distance du bord supérieur. Sur les machines asservies-contrôlées, cet enregistrement est maintenu à ± 1 à 2 mm tout au long du cycle de production. Sur les machines à came-ou moins précises, une dérive de ± 3 à 5 mm est courante sur de longues séries et nécessite un réglage manuel périodique.

Étape 5 - Empilage et comptage

Les sacs individuels tombent de la station de découpe sur unconvoyeur d'empilage ou broches d'empilage. La plupart des-machines à sacs pour t-shirts utilisent unsystème d'empilage épinglé- deux broches métalliques verticales positionnées pour passer à travers les trous de poignée de chaque sac lorsqu'il tombe, garantissant que tous les sacs de la pile sont alignés avec les poignées enregistrées dans la même position. Cela rend les piles finies faciles à charger sur des présentoirs ou des distributeurs aux caisses des magasins de détail.

Le comptage est assuré par :

Capteur optique / photocellule- détecte chaque sac lorsqu'il passe par un point fixe dans le chemin du film ou dans la zone d'empilage

Compteur mécaniqueintégré au compteur de cycles de la machine principale

Lorsque le nombre prédéfini est atteint (généralement 50, 100 ou 200 sacs par pile selon les spécifications du client), la machine :

Éjecte automatiquement la pile terminée vers un bac de collecte et commence une nouvelle pile

Signale à l'opérateur de retirer la pile manuellement

Les machines haut de gamme-incluentsystèmes automatiques d'éjection de pile et de transfert par convoyeurqui permettent un fonctionnement continu sans surveillance, avec des piles terminées transportées vers une station d'emballage.

Étape 6 - Mise en balles ou emballage

Bien qu'elle ne soit pas toujours intégrée à la machine elle-même, l'étape en aval sur les lignes à haut rendement-estmise en balles automatique- un système de compression qui presse un nombre défini de piles dans une balle compacte et applique une sangle ou une enrubanneuse. Les sacs pour t-shirts-se compressent en très petits volumes en raison de la rigidité et de la fine paroi du PEHD, de sorte que la densité des balles est élevée. Une balle typique de 1 000 sacs pour T-shirts-HDPE (taille d'épicerie standard, ~12 microns) pèse environ 0,8 à 1,2 kg et occupe environ 15 à 20 cm³ avant compression.

Vitesse de la machine et débits

Le rendement de la machine à sacs pour t-shirts-est mesuré ensacs par minute (bpm). Les cadences de production pratiques dépendent de la taille du sac et de l’épaisseur du film :

Les configurations à plusieurs-voies - où la bande de film est suffisamment large pour produire deux sacs ou plus-côte à-côte - multiplient la production efficace. Une machine à deux -voies fonctionnant à 120 bpm par voie produit 240 sacs finis par minute à partir d'un seul cycle de machine, avec deux découpeuses fonctionnant en parallèle.

Systèmes de contrôle et intelligence d’automatisation

Les machines modernes pour les sacs à t-shirts-sont contrôlées par unPLC (automate programmable)avec une IHM à écran tactile. Les opérateurs définissent et surveillent :

• Longueur d'alimentation du film (longueur du sac)
• Température du joint et temps de séjour
• Pression de la lame de coupe
• Nombre de sacs par pile
• Vitesse de production (bpm)

Seuils d'alarme pour l'écart de température du joint, la rupture du film et la détection de bourrage

Systèmes de servomoteurssur les-machines aux spécifications plus élevées, remplacez les anciennes conceptions de cames mécaniques-et-de manivelles. Les servomoteurs permettent :

Réglage électronique de la longueur du sac sans pièces de rechange mécaniques

Positionnement plus rapide et plus reproductible de la barre de soudure et de la découpeuse

Usure mécanique réduite et fréquence de maintenance réduite

-Correction en temps réel de la dérive de repérage sans arrêter la machine

Certaines machines intègrentboucles de rétroaction automatiques de tension- capteurs de cellule de charge sur le chemin du film signalent les valeurs de tension au PLC, qui ajuste le frein de déroulement en temps réel. Cela élimine le besoin d'un réajustement manuel de la tension-à mesure que le rouleau s'épuise, une source importante d'intervention de l'opérateur sur les conceptions plus anciennes.

Problèmes de qualité courants et leurs causes au niveau de la machine

FAQ :

Quelle est la différence entre une -machine de fabrication de sacs pour T-shirts et une machine de fabrication de sacs plats- ?Une machine à sacs plats produit des sacs rectangulaires unis sans découpe de poignée. AT-la machine à sacs pour chemises ajoute une station de découpe avec une matrice de poignée personnalisée qui perce les ouvertures incurvées des poignées. Les machines à sacs plats sont mécaniquement plus simples et fonctionnent généralement à des vitesses plus élevées ; Les machines à sacs pour t-shirts- nécessitent un changement de matrice de poignée lors du passage à différentes tailles de sacs.

Une machine à sacs pour t-shirts-peut-elle traiter des films LDPE ou LLDPE ainsi que du HDPE ?Oui, la plupart des machines sont compatibles avec les trois, mais les réglages de température du joint et de temps de séjour diffèrent considérablement. Le LDPE et le LLDPE ont des points de fusion plus bas et nécessitent des températures de scellage plus basses. Les opérateurs doivent mettre à jour les paramètres lors du changement de matériau, et la force de découpe de la poignée peut nécessiter un ajustement car les films LDPE/LLDPE s'étirent plus que le HDPE sous la lame de la matrice.

À quelle fréquence la matrice de poignée doit-elle être remplacée ?Les matrices en acier sur un film PEHD standard durent généralement 3 à 8 millions de cycles avant que la lame ne s'émousse suffisamment pour provoquer des bords de poignée déchirés ou irréguliers. La plage de durée de vie est large car elle dépend de l'épaisseur du film, de la qualité de l'acier de la matrice et des réglages de la force de coupe. De nombreuses opérations conservent une matrice de rechange par taille pour permettre un changement rapide lorsque la matrice en cours d'exécution est envoyée pour réaffûtage.

Qu'est-ce qui fait que les poignées se déchirent pendant l'utilisation plutôt que pendant la production ?Lors de l'utilisation-la déchirure de la poignée est généralement un problème de sélection de film ou de calibre plutôt qu'un problème de machine. Le PEHD inférieur à 12 microns a tendance à se déchirer sous une charge modérée, en particulier si la matrice du manche laisse une concentration de contraintes au niveau du rayon du bord de coupe. L'augmentation de l'épaisseur du film à 14-16 microns, le passage à un mélange LLDPE ou l'ajustement de la géométrie de découpe de la poignée (rayon plus grand à la base de l'arc de la poignée) sont les solutions standard.

Qu'est-ce qu'une machine à sacs pour T-shirts-à plusieurs voies- et quand est-elle utile ?Une machine à plusieurs-voies exécute une bande de film plus large et produit deux sacs ou plus par cycle de machine en utilisant au moins deux ensembles de barres de scellage et de découpeuses dans des voies parallèles. Cela est économiquement judicieux lorsque la largeur de sac requise est petite par rapport aux largeurs de rouleaux de film disponibles, ce qui permet de répartir le coût du film par sac sur plusieurs voies. Pour les sacs d'une largeur inférieure à 350 mm, les configurations à deux -voies sont courantes ; pour les sacs de moins de 250 mm, des machines à quatre -voies existent.

La logique d'automatisation de la machine à sacs pour t-shirts-est essentiellement une séquence serrée d'avance du film, de scellage, de coupe, de poinçonnage de poignée et d'empilage - répétée des centaines de fois par minute avec une précision servo. Chaque étape de cette séquence est conçue pour minimiser le temps de séjour, réduire les erreurs d'enregistrement et gérer la fragilité mécanique du mince film de polyéthylène sans déchirure ni bourrage. Cette combinaison de vitesse et de précision est ce qui maintient le coût unitaire d'un sac pour t-shirt-en dessous du coût du produit qu'il transporte.