Стандарты проектирования формованной целлюлозы: сначала выберите процесс, а затем установите эти 10 цифр

Никакой единый международный стандарт не регулирует параметры конструкции формованной целлюлозы. В Интернете вы можете найти в основном методы испытаний, а также эталонные диапазоны, предоставленные отраслевыми ассоциациями, и данные о возможностях, опубликованные отдельными производителями форм.

 

Эта статья предназначена для дизайнеров и инженеров-строителей, которые собираются опубликовать чертежи упаковки из формованной целлюлозы. Каждый параметр ниже имеет свой диапазон, источник и то, что меняется при его перемещении. Уровни источников всегда остаются отдельными, поэтому то, что может храниться на одном заводе, не считается тем, что должно храниться на каждом заводе.

 

Начните здесь: не существует унифицированных глобальных стандартов проектирования формованной целлюлозы

Это заявление не является консервативным отказом от ответственности. Именно это выдает поиск по стандартам: по фразе «стандарты проектирования» официальные страницы ISO, ASTM и TAPPI не ранжируются. Вместо этого в рейтинге учитываются руководства по проектированию, опубликованные производителями форм из Северной Америки и Европы, а также материалы ассоциаций.

 

Одно широко распространенное утверждение требует прояснения. В некоторых статьях цитируются «Общие требования ISO 18601 к формованным изделиям из целлюлозы -». Настоящее название другое: ISO 18601:2013 — «Упаковка и окружающая среда - Общие требования к использованию стандартов ISO в области упаковки и окружающей среды», документ с общими-принципами из серии «Упаковка-и-окружающая среда», не имеющий ничего общего с параметрами конструкции формованной целлюлозы. Оставьте эту цитату везде, где найдете.

 

Каждый стандарт, который действительно применим здесь, является методом испытаний. Характеристики контейнера для перевозки- соответствуют ASTM D4169, падению ASTM D5276, амортизации ASTM D1596 и сжатию ASTM D642. Если требуется моделирование распределения, ISTA запускает 1-серию тестов целостности без моделирования, 2 серии частичного моделирования и 3 серии общего моделирования (Процедуры испытаний ISTA). Базовый вес измеряется TAPPI T 410, что соответствует ISO 536; толщина и объем по TAPPI T 411, что соответствует ISO 534.

 

В этих документах рассказывается о том, как измерять и как проверять, а не о том, какую толщину стенки указывать. Отвечают как протестировать. Не отвечают, что рисовать. Ни один из них не устанавливает обязательных или рекомендуемых расчетных значений для формованной целлюлозы.

Таким образом, параметры проектирования имеют три уровня.

 

Уровень первый: эталонные диапазоны ассоциаций.Международная ассоциация формованных волокон (IMFA) публикует таблицы расчетов и допусков, разделенные на типы 1, 2 и 3, которые сегодня являются общедоступным отраслевым-источником. IMFA описывает свои собственные материалы как общую техническую информацию, предлагаемую в качестве справочных значений, а не в качестве ограничений.

 

Уровень второй: данные, опубликованные отдельными производителями.Диапазоны возможностей на веб-сайте формовщика описывают эту установку и, как правило, представляют ее в лучшем виде. Назовите источник, если вы на него полагаетесь.

 

Уровень третий: технологическое окно вашего формовщика.Это то, что завод, у которого вы покупаете, может обеспечить свои собственные линии, инструменты и рецептуру волокна. Ваш рисунок должен попасть сюда, и только этот уровень может быть записан в контракт.

Смешение уровней вызывает две проблемы. Рассматривайте второй уровень как производственный цех, и чертеж выходит за рамки того, что можно изготовить, поэтому формовщик либо не сможет изготовить деталь, либо занесет риск в ценовое предложение. Считайте первый уровень обязательным, и вы дойдете до входной проверки без номера, подлежащего принудительному исполнению.

 

Тип 1/Тип 2/Тип 3: Чем отличаются стандарты проектирования формованной целлюлозы в зависимости от процесса

Сначала установите тип процесса: передайте один и тот же чертеж трем процессам, и толщина стенки, допуск и угол уклона будут различаться.

 

Тип 1 — толстостенный-процесс: волокно наносится на одну-форму с толстыми стенками, одну гладкую поверхность и одну шероховатую поверхность, для тяжелой промышленной амортизации и вкладышей для крупного оборудования. Тип 2 — трансферное формование, называемое в Китае сухим прессованием: влажная заготовка перемещается между двумя половинками формы и подвергается горячему-прессованию, при этом обе поверхности плоские. Типичная работа – это лотки для бутылок вина и вставки для небольших-бытовых приборов. Тип 3 — это термоформование, называемое в Китае мокрым прессом: высокоточная-инструментальная обработка и горячее-прессование детали в линию, придавая тонкие стенки, четкие детали и гладкие грани с обеих сторон - обычный путь для косметических лотков и вставок для электроники.

 

Эталонные диапазоны для трех типов (источник: Руководство по проектированию типов 1/2/3 IMFA, первый уровень):

Параметр	Тип 3 термоформованный (мокрый пресс)	Трансфер типа 2 (сухой пресс)	Тип 1, толстая-стенка
Толщина стенки	0,5–1,5 мм	2–5 мм	6–15 мм
Угол уклона	2–12 градусов	9–12 градусов	9–15 градусов
Размерный допуск	±0,25 мм	±0,75 мм	±1,5 мм
Ширина ребра	6–10 мм	2–5 мм	6–15 мм
Формируемая глубина	1,5–150 мм	15–152 мм	102–457 мм
Поверхность	гладкие обе стороны, высокая детализация	гладкая сторона формы	гладкая передняя часть, шероховатая задняя часть

 

(Руководства по проектированию IMFA типов 1, 2 и 3)

 

Два предупреждения на столе. Во-первых, в тексте IMFA рядом с миллиметрами приводятся цифры в дюймах, а для типа 3 значение в дюймах не согласуется со значением в миллиметрах в скобках; в этой статье используются только миллиметры. Во-вторых, это диапазоны, а не фиксированные значения, поэтому попадание детали также зависит от структурной сложности и оснащения.

 

Один ряд требует флажка: ширина ребра Типа 3 6–10 мм здесь — наш собственный диапазон против 3–6 мм ассоциации. В разделе 9 объясняется, почему.

 

Руководство по проектированию формованной целлюлозы от IFA является наиболее близким к общему справочному материалу. Выбор одного из четырех типов подробно описан в нашей статье оВиды упаковки из формованной целлюлозы и как ее выбрать; то, как процесс управляет этими параметрами, разбито накак работает процесс производства формованной целлюлозы.

 

Толщина стены: первое, что нужно исправить

Толщина стенок влияет на прочность, вес, стоимость, время высыхания и высоту штабеля, поэтому это первое, на что стоит обратить внимание.

 

Стандартный диапазон IMFA: Тип 3 при 0,5–1,5 мм, Тип 2 при 2–5 мм и Тип 1 при 6–15 мм. Среди цифр, публикуемых производителями, сухой пресс обычно указывается как 1,5–5,0 мм, а мокрый пресс – 0,8–1,0 мм (второй уровень). Наши собственные производственные параметры по умолчанию составляют 0,8 мм для мокрого пресса и 2,0 мм для сухого пресса; если мы не договорились об ином, котировки и структурные расчеты основаны на этих двух значениях (третий уровень).

 

Толще не означает автоматически лучше. Более тяжелая стена означает более длительное время сушки и больше энергии на каждую деталь, а глубокие полости в тяжелой стене более склонны к образованию трещин при высыхании; он также увеличивает высоту сложенной стопки, поэтому в контейнер помещается меньше деталей. Обычная дисциплина состоит в том, чтобы остановиться на том, что достаточно: оценить требования к падению и штабелированию, проверить на образце, а затем ужесточить.

 

Угол уклона: он управляет выпуском и высотой стека

Угол уклона — это конус, встроенный в боковую стенку, чтобы формованная деталь могла выйти из формы. IMFA перечисляет Тип 3 при 2–12 градусах, Тип 2 при 9–12 градусах и Тип 1 при 9–15 градусах. Производители обычно указывают либо 3–5 градусов, либо 5–10 градусов (второй уровень). Наше оборудование рассчитано на температуру от 1 до 20 градусов, а производственные детали обычно остаются ниже 20 градусов (третий уровень).

 

Слишком малый угол, и деталь не высвобождается: за этим следует прилипание, разрыв и более высокий процент брака. Слишком большой угол — основание утягивается внутрь, полезный объем уменьшается, а также уменьшается пространство для продукта.

 

Угол уклона также является прямой переменной высоты штабеля: уменьшите его на несколько градусов, и высота штабеля быстро увеличится, сокращая счет контейнеров. Формула и проработанный пример есть в нашей статье наРасчет высоты штабеля формованной целлюлозы.

 

Угловой радиус: формованная целлюлоза не может создать острый угол

Этот параметр не имеет значения ассоциации и источника стандартов; все находится на втором и третьем уровнях.

 

Среди опубликованных данных один производитель указывает внутренний радиус R больше или равный 12 мм и радиус кромки R больше или равный 3 мм, в то время как другой публикует переходные радиусы 2–5 мм с прецизионным инструментом, достигающим 0,5 мм. Наша стандартная практика – внутренний радиус не менее 3 мм, а прецизионные детали, изготовленные методом мокрого-прессования, могут достигать 1,5 мм (третий уровень).

 

Радиусы существуют по физической причине: волокно не упаковывается в острый угол, поэтому угол получается тонким, там концентрируется напряжение высыхания и начинаются трещины. Оставьте на чертеже острый угол, и формовщик обычно закруглит его и отправит версию обратно, а вы не планировали это путешествие туда и обратно.

 

Допуски по размерам: не просите литьевые фигурки.-Литье под давлением

Эталонные значения IMFA: Тип 3 ±0,25 мм, Тип 2 ±0,75 мм и Тип 1 ±1,5 мм. Именно такой величины достигает процесс формирования волокна-; литье под давлением работает в диапазоне от ±0,05 мм до ±0,1 мм, в другом масштабе.

 

Два свойства делают толерантность спорной. Оно варьируется в зависимости от места измерения, поэтому одна и та же деталь колеблется по-разному от одного элемента к другому, а также в зависимости от содержания влаги, поскольку целлюлоза движется, впитывая или выделяя влагу, и размер, измеренный на заводе, может не совпадать с размером в месте назначения.

 

Не перегружайте чертеж допусками. Укажите только размеры, которые фактически сопрягают - внешний профиль с внутренней стенкой коробки, ширину прорези с продуктом -, а все остальное оставьте с общими допусками. Зазор при сборке также должен быть меньше, чем в конструкциях,-отлитых под давлением.

 

Чтобы проверить допуск, указанный поставщиком, измерьте толщину с помощью TAPPI T 411/ISO 534, а вес основы с помощью TAPPI T 410/ISO 536.

 

Усадка: оставьте вопрос формовщику, оставьте его в повестке дня

 

В глоссарии IMFA даны определения соответствующих терминов: допуск на усадку (инструмент) и процент усадки (изделие), без указания значений. В опубликованных литературных отчетах измерено среднее изменение высоты полости около 5,71% в направлении тяги и около 4,7%, оба из одного эксперимента, поэтому

рассматривайте их только как ссылку на порядок--величины.

 

Для дизайнера практический вывод прост: не рассчитывайте усадку чертежа самостоятельно. Компенсация зависит от инструмента, а не от вашего чертежа; величина достигает нескольких процентов, и это значение зависит от типа волокна, консистенции сырья и кривой сушки, которые знает только формовщик.

 

Обратите внимание на один вывод: размеры инструмента не являются размерами детали, поэтому, если критический размер не может перемещаться, необходимо провести пробу и измерение, прежде чем разрешать производство оснастки.

 

Формирование глубины: прочтите абсолютное значение, затем соотношение сторон

IMFA дает абсолютную глубину: Тип 3 достигает 1,5–150 мм, Тип 2 15–152 мм и Тип 1 102–457 мм. Другой стороной любого ограничения глубины является соотношение глубины-к-ширине. Эмпирические правила-типа соотношения часто встречаются в литературе поставщиков - высота к периметру не более 5 или единая глубина формования не более 90 мм - и они относятся ко второму уровню, а не к ассоциативным данным.

 

Глубокие полости трудны по последовательным причинам: неравномерное осаждение волокон на дне, переменная толщина стенок, медленное высыхание, трудное высвобождение. Когда действительно требуется глубокая полость, три маршрута обычно помогают - увеличить угол уклона, чтобы облегчить выпуск, разделить глубину на двух-конструкцию или переместить деталь в процесс с толстой-стенкой.

 

Ребра: толщина стенки ради жесткости

Увеличение толщины стенок — дорогостоящий способ повысить жесткость на изгиб. Ребрышки — более дешевый вариант.

 

Стандартная ширина ребер IMFA: тип 3 — 3–6 мм, тип 2 — 2–5 мм и тип 1 — 6–15 мм. Наш собственный диапазон производства Типа 3 составляет 6–10 мм, что шире, чем эталон ассоциации, и причина конструктивная: на тонкой -стенной части узкое ребро добавляет мало жесткости, поэтому ребро должно пройти более 6 мм, прежде чем оно принесет большой вклад (третий уровень). Высота ребра, кратная толщине стенки, не имеет опубликованного источника и относится к третьему уровню, поэтому подтвердите ее в соответствии с процессом.

 

Стоит предусмотреть один побочный эффект: ребро оставляет углубление на задней поверхности. Поместите ребра на видимую поверхность косметической детали, и это повлияет на печать и маркировку. Наша статья оподарочные коробки из формованной целлюлозы с печатным рисункомохватывает этот компромисс-.

 

Отверстия и формовочный экран

Пульпа формируется под вакуумом на ситовой форме, поэтому геометрия сита устанавливает нижний предел. В академическом обзоре указано, что формовочный сито имеет диаметр проволоки примерно 50 мкм и отверстие примерно 50 мкм, около 200 меш, что соответствует TAPPI T 205 (рецензируемый-обзор производства формованной целлюлозы). Производители публикуют размеры отверстий формы 0,15–0,25 мм, диаметр проволоки около 0,15 мм и сетку 40–65 (второй уровень).

 

Минимальный размер отверстия в готовой детали не имеет ни одного опубликованного источника. Сохраняются два практических момента: круглые отверстия легче формировать, чем фигурные, и расстояние между отверстиями, а также между отверстием и краем детали должно быть большим, иначе волокна перекрывают отверстие, и край становится слишком слабым.

 

Одно различие имеет значение для стоимости: отверстия, образованные в форме, и отверстия,-вырезанные после формовки, различаются по точности и стоимости единицы продукции.

 

Граммаж и плотность: расценки зависят от веса, чертежи зависят от толщины

В этом преобразовании закупки теряют нить: обе стороны работают в разных подразделениях.

 

Что касается плотности, Федеральный реестр США дает типичную плотность волокна более 0,5 г/см³ для термоформованного формованного волокна (Федеральный реестр США). Что касается веса, IMFA указывает вес волокна на штуку: Тип 3 — 11–45 г, Тип 2 — 14–454 г и Тип 1 — 170–2721 г.

 

Граммаж в г/м² не имеет прямого источника связи и может быть получен только из плотности, умноженной на толщину: при 0,5 г/см³ и 1,0 мм это примерно 500 г/м².

 

Цены указаны по весу, а размеры чертежей указаны по толщине, поэтому перед заказом выровняйте цепочку «толщина × площадь × плотность=вес» с формовщиком; в большинстве случаев толщина 0,2 мм перемещает как штучный вес, так и общий вес отправления.

 

Поверхность: гладкая поверхность или поверхность экрана, указанная на чертеже.

Мокрая печать (Тип 3) обеспечивает гладкие грани с обеих сторон с четкими деталями, которые подходят для косметических деталей и печатных поверхностей. Сухой пресс (Тип 2) дает плоскую-боковую поверхность формы. Толстая стенка (Тип 1) дает гладкую переднюю часть и шероховатую заднюю часть. Часть сухого-пресса обычно имеет сетку размером 40–60 меш на одной стороне и волокнистую поверхность на другой.

 

Шероховатость поверхности, измеряемая как Ra, не имеет стандартного источника. В официальном документе одного производителя указано Ra 10–15 мкм для стандартных деталей с низкой-плотностью и Ra 2,3–6 мкм для деталей с высокой-прецизией; это данные внутренних-тестов, а не отраслевые показатели. Для косметических деталей более практичным способом является утверждение физической поверхности образца, а не запись значения Ra на чертеже.

 

Какая грань направлена ​​наружу и какая грань должна быть напечатана, должно быть указано на чертеже. Пропустите эту позицию, и весь тираж может вернуться на доработку. Наша статья окосметические подарочные коробки из формованной целлюлозыудовлетворяет требованиям к посадочной поверхности.

После рисования: проверка с помощью методов испытаний, а не таблиц параметров

Таблицы параметров отвечают, можно ли изготовить деталь; проверка отвечает, выживет ли он при распространении. Эти два утверждения не основаны на одних и тех же доказательствах.

 

Характеристики транспортного-контейнера – ASTM D4169, падение – ASTM D5276, амортизация – ASTM D1596 и сжатие – ASTM D642. Если канал определяет моделирование распределения, это программа ISTA 1A, 2A или 3A. Критерии прохождения/неудачности падения и амортизации полностью рассмотрены в нашей статье оиспытание на падение вставки для бутылки вина из формованной целлюлозы.

 

Эти стандарты предписывают, как проводить тест. Они не устанавливают уровень пропуска, который принадлежит вам и вашему каналу: например, отсутствие повреждения продукта после падения с высоты 1 метр на каждую из шести граней. Впишите критерий в спецификацию, и после принятия будет меньше места для споров.

 

Контрольный список для согласования с формовщиком перед выпуском чертежей

Некоторые позиции все еще требуют согласования перед началом оснастки. Стандарты проектирования формованной целлюлозы их не охватывают, а без бумаги они превращаются в споры.

1. Тип процесса.Тип исправления 1, 2 или 3 из таблицы выше.
2. Критические стыковочные размеры и допуски.Вызовите только тех немногих, кто действительно спаривается.
3. Требования к поверхности.Какая грань наружу, будет ли она печатать, приемлем ли трафаретный рисунок.
4. Волокнистое сырье и соответствие требованиям.Для контакта с пищевыми продуктами: FDA 21 CFR 176.170 и 176.180; для рынка ЕС (EC) 1935/2004 и (EC) 2023/2006. Одно уточнение: RoHS и REACH — это правила ограничения химических веществ, а не сертификаты упаковки, и их указание в качестве сертификатов упаковки неверно.
5. Масло- и водостойкость.Обе функции достигаются за счет добавок, а не свойств самой целлюлозы, и они меняют заявление о возможности вторичной переработки.
6. Критерии проверки.Возьмите их из методов испытаний и пройдите уровни выше.

 

Руководство по проектированию формованной целлюлозы не скажет вам, с какими из них может столкнуться ваш формовщик, поэтому спросите напрямую.

 

Что касается сертификации, необходимо отметить один момент. WEILAI Environmental Packaging Co., Ltd. в настоящее время не имеет сертификатов компостируемости BPI, OK Compost или EN 13432. Если вашему проекту требуется сертификация, сообщите об этом на этапе предложения, и мы предоставим вам номера сертификатов, а также декларацию о соответствии чернил для каждого SKU, чтобы вы могли проверить их, а не искать недостающий сертификат после размещения в списке. На странице наших продуктов и возможностей процессов указан текущий статус сертификации; тот страница контактовпринимает чертежи на технико-экономическое обоснование.

 

Часто задаваемые вопросы

Существуют ли унифицированные стандарты проектирования формованной целлюлозы, на которые я могу сослаться?

Нет. То, что публикуют здесь ISO, ASTM и TAPPI, — это методы испытаний, которые говорят вам, как измерять, а не что рисовать.

 

Почему два формовщика указывают разные параметры для одного чертежа?

Тип процесса, точность оснастки, рецептура волокна и условия сушки различаются на разных предприятиях, и параметры определяют процесс. Сравнить внутри одного типа процесса.

 

Может ли допуск достигать ±0,1 мм?

На влажной-части пресса иногда может оказаться простой размер, но это не обычная возможность; Эталонное значение типа 3 IMFA составляет ±0,25 мм. Маркировка ±0,1 мм поперек чертежа приводит к повышению цены и снижению доходности.

 

Достаточно ли проектирования в соответствии с диапазоном IMFA?

Нет, в опубликованных стандартах проектирования формованной целлюлозы указаны справочные значения для каждого типа процесса; конкретная деталь по-прежнему зависит от сложности конструкции и оснащения. Используйте диапазоны для технико-экономического обоснования, а затем подтвердите окончательные значения у формовщика.

 

Какие размеры мне следует назвать?

Критические размеры сопряжения, размеры внешнего профиля, ориентация поверхности и положение отверстий; остальное оставьте на общие допуски. Более полный рисунок дает больше поводов для споров при осмотре.

 

Следующий шаг

Отправьте размеры продукта, предполагаемый годовой объем и целевой рынок, и мы сможем провести первое технико-экономическое обоснование: рекомендуемый тип процесса и диапазон толщины стенок из таблиц выше, затем план оснастки и диапазон цен за единицу продукции. Чертеж не обязательно должен быть закончен - достаточно внешних размеров изделия.

Ничто из этого не входит в опубликованные стандарты проектирования формованной целлюлозы: диапазоны ориентируют вас, а разговор с формовщиком обязывает вас.

 

Свяжитесь сейчас

 

 

Или просто передайте идею нам.Каждый дизайнер формованной целлюлозы в компании WEILAI Environmental Packaging Co., Ltd. обладает более чем шестилетним опытом проектирования. Мы устанавливаем ваши требования с учетом функциональности, стоимости единицы продукции, объема детали, характеристик амортизации и внешнего вида, сравниваем их с тем, что на самом деле может обеспечить процесс, и возвращаемся с проектом, который вы можете подписать на чертежах -, планом оснастки и расчетной ценой за единицу в одном пакете.