Основы ЧПУ-резки для пластиковой и пенной упаковки: руководство для начинающих

Практически каждый продукт, который мы покупаем, يأتي в какой-то форме корпуса или упаковки, которая нуждается в своем собственном наборе производственных процессов. За годы эти упаковки и коробки требуют согласованных дизайнов, часто производимых с учетом посадки и геометрии продукта. Сегодня большинство упаковочного оборудования автоматизировано для эффективности и более быстрых производственных времен. Упаковочные станки контролируются ЧПУ-станками, которые позволяют пользователям снизить затраты на труд.

Однако различные формы ЧПУ-технологий, такие как штамповки и фрезеры (среди других), имеют много чего предложить на этом фронте также, позволяя ряд дизайнерских выгод. Эта конкретная статья сфокусируется на этих режущих технологиях, а не на ЧПУ-управляемых упаковочных станках.

Преимущества над другими методами

Когда речь идет об упаковке, фрезеры, фрезы, резаки и т.д. имеют несколько ключевых преимуществ над другими типами технологий. В терминах высокоскоростного малого объема производства, эти ЧПУ-станки дадут гораздо больше эффекта за ваш бак, по сравнению с литьем под давлением и аддитивным производством, например. Пока AM может быть дешевле в определенных случаях, это гораздо медленнее и часто менее точно. Упаковка также должна быть последовательной и унифицированной по всей доске, в чем фрезеры и фрезы лучше.

Литье под давлением может быть адекватным только для высоких объемов и может таким образом привести к ненужным затратам на малые серии. Литье под давлением, как подразумевает название, требует форму, которая может быть трудоемкой (неделями или даже месяцами в определенных случаях). Кроме того, пока литье под давлением дешевле в тех больших объемах, предварительные затраты на форму могут приглушить те сбережения по сравнению с фрезерами.

Другая важная особенность, которую некоторые ЧПУ-столы имеют в своем распоряжении — способность оцифровать точную форму продукта. Таким образом, итоговый вкладыш или производство упаковки становится гораздо проще. Это особенно полезно в программировании продуктов со сложными формами.

С другой стороны, должно быть заявлено, что вычитающие ЧПУ-методы не всегда самый подходящий способ пойти. Поскольку упаковка часто означает создание пространства для основного продукта лечь и отдохнуть, крупные продукты, требующие более глубокие резы, означали бы больше отходов на блоке материала и больше потребления времени для резки их формы через вычитательные методы производства. В этих случаях другой метод производства может быть более адекватным.

Точно так же не все ЧПУ-станки подходят для всех видов упаковки, как мы рассмотрим ниже. Пользователи должны знать, чего они хотят от станка, и затем решать, какой станок получить, но лучшая ставка — с более универсальной системой вроде гибридного многоцелевого фрезера, имеющего ряд различных режущих опций. ЧПУ-станки с достаточно большим диапазоном могут обрабатывать пластики, пены, дерево и все другие материалы, которые кто-то может рассматривать для своих упаковочных нужд.

Пластиковые паллеты и контейнеры для внешней упаковки

Многие компании используют пластиковые паллеты для внешней упаковки при транспортировке более общих предметов. Определенные формы, в которые приходят посылки, вроде блоков и кубов, более универсальны. В результате такие паллеты могут даже быть многоразовыми по различным транспортным отгрузкам для ряда продуктов, которые им подходят. То, что ЧПУ-резка предлагает в этой сфере — улучшения старых производственных процессов.

Компании вроде Graco packaging используют партию тех же паллетов на протяжении нескольких лет в своих ежедневных операциях. Они были сделаны с использованием ЧПУ-фрезера и точно соответствуют изысканным размерам детали. Они служат гораздо дольше, чем те, сделанные другими процессами, и их клиентские компании склонны использовать их для всех своих упаковочных и транспортных нужд.

Другие упаковочные проекты могут требовать более комплексное решение, полностью заключающее продукт. В этих случаях они могут использовать пластиковые контейнеры. Гофрированный пластик — одно такое решение, так как он может быть гибким, долговечным и легко обработанным в разнообразие форм. Резка и водорезка — распространенные методы создания таких решений хранения.

Лучше использовать пластики с высокой ударной стойкостью для более тяжелых упаковочных и транспортных операций. Любой груз, который должен попасть в самолет или металлический контейнер, должен быть намного сильнее и потребует 5-осевой станок для резки. Настройки и инструменты могут варьироваться от пластика к пластику. Например, PET может быть сформулирован несколькими способами, будучи в виде ненаправленного или стекловолоконно-усиленного, например. Лучше посмотреть, какой материал вы собираетесь обрабатывать и какую скорость шпинделя, тип лубочки и инструменты вам понадобятся для его точной обработки.

Соображения для пенных вкладышей

Упаковка не просто относится к внешней коробке, так как она может также включать вкладыши и внутренние пенные корпуса, как часто бывает с инструментами и электроникой. Есть целый ряд материалов, которые резаки, фрезеры и фрезы могут обрабатывать для таких более сложных упаковочных целей. Однако разные материалы и приложения требуют разных ЧПУ-станков для разных материалов.

Пластиковая упаковка, вероятно, самый распространенный способ использования ЧПУ-режущих инструментов для упаковки. Очень часто это материалы вроде обычной упаковочной пены, которую видно внутри коробок для предотвращения транспортных повреждений. Эти упаковочные материалы могут быть сделаны из полиуретана (PU) пены, полиэтилена (PE) или других таких общих пластиков. Например, PU довольно тверд и имеет высокую плотность и в результате фрезерная пластина идеальна для работы.

С другой стороны, PE пена легче и сравнительно менее жестка, так что в то время как фрезерные резы порвут в неё, они могут делать это неадекватно с нечистыми резами в этом легком материале. Резка более легких пен, таких как это, не рекомендуется с использованием фрезерной пластины, так как это может повредить конечный результат и также сделать его эстетически неприятным. PE и другие легкие пены требуют специфических инструментов, вроде ножевых лезвий.

Наиболее выгодно идти с многоцелевым станком с правильными инструментами, запрограммированными для резки всех типов пен. Это может быть спасением для разрешения любых вопросов, которые могут возникнуть с обработкой пен и позволяет более универсальный производственный процесс.

Это может включать ЧПУ-столы с двойной или тройной Z-осью, которые могут быть сконфигурированы с фрезерным шпинделем и одним или двумя разными ножами в своем арсенале. Станки с тройной Z-конфигурацией также имеют способность резать и крейсить гофрированный картон. Комбинация специфического шпинделя (либо быстрого освобождения, либо зажима) вместе с осциллирующим или тангенциальным ножом облегчит резку различных типов пен, включая закрытоклеточный или открытоклеточный PE. Эти многоцелевые ЧПУ-станки идеальны для тех мелких производственных серий и могут быть критическими для прототипирования.

Далее, выбор фрезерной пластины — критически важная часть настройки. Вверх спиралевидная фрезерная пластина позволяет применить силу вверх к материалу, что может заставить его подниматься и производить нежелательные контуры или глубины реза, так что это не идеально для каждой ситуации.

Наоборот, вниз спиралевидная пластина может толкать материал вниз, что затем приводит к большему потере материала, чем желательно. Это оставляет более крупный карман или меньшую деталь при резке профиля. Большинство пеновых материалов хорошо себя ведут под станком с двухлубочковой прямой резец. Это кладет только небольшую радиальную силу на материал и режет деталь с минимальной деформацией и оставляет хорошую гладкую отделку.

Пены часто представляют еще одну проблему: удержание материала надежно. Поскольку эти материалы могут быть очень легкими и довольно пористыми, их может быть трудно закрепить стандартным вакуумным столом. Наиболее вероятное решение — использование либо вакуумного насоса, либо духовыми машины, но у каждого свои уникальные характеристики.

Духовые машины двигают больший объем воздуха, чем насосы, так что если пена слегка пористая, духовая машина может работать лучше. У неё есть выгода меньше утечки воздуха через отверстия во время операции, тем самым обеспечивает более последовательный процесс. Другие решения могут применяться в тандеме также. Пористые материалы могут быть удержаны через приложение низкольного пластикового пленка к нижней стороне материала. Это поддерживает хорошую герметичность и может быть легко удалено позже.

Дизайнерские выгоды

Вещи вроде музыкальных инструментов или высокоценных усилителей и консолей требуют деликатного транспорта. Они должны быть упакованы очень плотно и аккуратно, чтобы избежать повреждения, особенно когда речь идет о дальнем транспорте из города в город. Фрезеры с тангенциальными и осциллирующими ножами имеют много чего предложить на этом фронте, так как пенная упаковка дорогостоящих музыкальных инструментов, светильников и реквизита сможет выдержать турбулентность дороги.

ЧПУ-обработка также позволяет вставлять маленькие пазы и детали в дизайн с точностью. Такие мелкие детали могут помочь дать больше сцепления упаковке или вкладышу. Эти штрихи могут невероятно помочь держать продукты в безопасности в их коробках и помочь в остановке их скольжения с паллеты.

Еще одно преимущество в терминах дизайна — они могут быть спроектированы для повторного использования более эффективно, чем с другими методами. Более прочные пластики и лучшая формирующая способность позволяют лучшие продукты, которые служат дольше в целом.