Al entrar en cualquier boutique, supermercado o servicio de lavandería de hotel, la bolsa de transporte que le entregan tiene uno de tres formatos de asa: - una asa de camiseta troquelada-, una asa de parche con dos tiras fusionadas o un bucle continuo fusionado a la parte superior de la bolsa. Cada formato utiliza un mecanismo de fijación fundamentalmente diferente y cada mecanismo tiene su propio nivel de automatización de la máquina. Un modernomáquina para fabricar bolsas de transporteintegra la formación del cuerpo de la bolsa, la alimentación de las manijas, la fijación de las manijas y el apilado en una única línea de producción sincronizada, reemplazando lo que antes era una operación manual de varios-pasos. Comprender cómo funcionan estas máquinas - y dónde se ubica la línea de automatización versus el trabajo manual - cubre algunas de las preguntas más comunes de los profesionales del embalaje que evalúan las opciones de suministro de bolsas.
La categoría de bolsa de transporte: tres tipos de asas dominantes
Antes de entrar en materia de máquinas, conviene definir los tres formatos de asas que dominan la producción de bolsas de transporte comerciales:
1. Camiseta/Bolso con asa troquelada-Las dos aberturas para las asas están cortadas directamente de la lámina del cuerpo de la bolsa. No se adjunta ningún componente de asa independiente - el asa es la propia película de la bolsa, moldeada por el perfil cortado. Este formato se trató en el artículo sobre la máquina de bolsas de camisetas.
2. Bolso con asa y parcheDos tiras de película separadas - cortadas de la misma película o de una película contrastante - se sellan térmicamente-o se sueldan por ultrasonido-a la cara frontal de la bolsa en dos puntos. Cada tira forma un lazo de transporte entre sus puntos de unión. Las asas tipo parche son el formato dominante para las bolsas de comida para llevar, boutiques y minoristas.
3. Bolso con asaUn bucle de película continua - cortado y sellado en fábrica en forma de óvalo o de U-- se fusiona a ambos lados del cuerpo de la bolsa en el borde superior. El bucle es completamente continuo sin costura en el medio-. Las bolsas con asa de bucle son comunes en contextos de hoteles, spas y servicios de lavandería.
La lógica de automatización para cada uno es diferente. Este artículo se centra en la fijación del asa tipo parche y en la fijación del asa tipo bucle, además de los pasos de formación de la bolsa que intervienen en ambos.
Paso 1 - Formación del cuerpo de la bolsa
Ya sea que la bolsa final tenga un asa de parche o un asa de bucle, comienza como untubo plano de película de polietileno -plana- la misma materia prima que el proceso de la bolsa camiseta-. El tubo sale de un rollo maestro y pasa a través de la máquina sobre un recorrido de película formado por rodillos guía, barras separadoras y bailarines tensores.
En el caso de las bolsas de transporte, el cuerpo de la bolsa terminada suele ser más ancho que el de una bolsa tipo camiseta estándar - de boutique y las bolsas minoristas suelen utilizar un ancho plano- de 350 a 600 mm. La película también es generalmente más gruesa: - 20–40 micrones es común en las bolsas con asa tipo parche, en comparación con los 12 a 18 micrones de las bolsas tipo camiseta livianas para comestibles. La rigidez adicional en dimensiones mayores hace que la bolsa sea más fácil de transportar y más resistente a desgarros bajo carga.
Pasos del cuerpo de la bolsa en la máquina para fabricar bolsas de transporte:
El tubo plano-plano está-sellado térmicamente en la parte inferior para cerrar un extremo - idéntico al proceso de sellado del fondo de la bolsa camiseta: barra de sellado calentada, temperatura controlada, permanencia controlada, presión controlada.
El fondo sellado se convierte en la base con fuelle de las bolsas con fuelle - una máquina de sellado lateral- maneja bolsas planas sin-fuerte.
La película avanza una-longitud preestablecida, que corresponde a la altura deseada del cuerpo de la bolsa.
Una línea de corte o perforación superior separa las bolsas terminadas de la red continua.
El ciclo se repite: sellado inferior → avance de la película → separación superior.
Paso 2 - Adjunto del controlador de parche: los dos métodos principales
El accesorio de mango tipo parche es el más mecanizado de los dos tipos de mango. Hay dos métodos de fijación dominantes y la elección entre ellos tiene consecuencias directas para el diseño de la máquina, la velocidad y los tipos de película que se pueden utilizar.
Método A - Accesorio de mango con parche termosellado
En el método de sellado térmico,-tiras de mango precortadas se cargan en unamanejar el cargador de alimentaciónen la máquina - una pila vertical u horizontal de tiras de manijas de las que la máquina extrae una a la vez.
La secuencia en un termosellado totalmente automatizadomáquina para fabricar bolsas de transporte:
Se recoge la tira del mangodesde el cargador mediante un brazo recogedor neumático o servo y presentado en una posición sobre el cuerpo de la bolsa, alineado con los puntos de fijación del mango designados.
El cuerpo de la bolsa está colocadoen la estación de sellado del mango por la longitud del índice de la película (el mismo mecanismo de avance de la película accionado por servo-utilizado para la formación del cuerpo de la bolsa).
La tira del mango está bajadaen la cara de la bolsa en los dos puntos de fijación.
Barras termoselladoras- uno a cada lado de la cara de la bolsa en los dos puntos de fijación - presione la tira del asa contra la película del cuerpo de la bolsa para una permanencia controlada.
Se forma el selloa través de ambas capas de la tira del asa y ambas capas de la película del cuerpo de la bolsa (cuatro capas en total en cada punto de sellado).
El selector de manija se retraey la máquina avanza a la siguiente bolsa.
Las dos barras de sellado están colocadas para crear un espacio consistente entre ellas - ese espacio es la abertura del bucle de transporte. La distancia entre las dos barras de sellado determina el ancho de apertura del bucle y se puede ajustar según las especificaciones de la bolsa. Los anchos de apertura estándar son de 50 a 120 mm.
Parámetros de calidad críticos para la fijación del parche termosellado:
La temperatura del sello debe ser lo suficientemente alta para fusionar las cuatro capas sin quemarse.
La presión del sello debe ser uniforme en toda la cara del sello - la presión desigual crea zonas de despegue
La película de la tira del mango debe ser del mismo material o un material compatible que la película del cuerpo de la bolsa (los sellos de LDPE-a-LDPE o de LLDPE-a-LLDPE funcionan; los enlaces de LDPE-a-HDPE son más débiles)
La tira del asa debe estar plana cuando entre en contacto con el cuerpo de la bolsa - cualquier pliegue previo- o curvatura en la tira crea un espacio en uno de los puntos de sellado.
Método B - Accesorio de mango de parche ultrasónico
Usos del accesorio de mango ultrasónicovibración mecánica de alta-frecuencia(normalmente 20–35 kHz) en lugar de aplicar calor para fusionar la tira del asa al cuerpo de la bolsa. Un sonotrodo (bocina ultrasónica) presionado contra la capa superior de la tira del mango en cada punto de unión genera calor de fricción localizado en la interfaz de la película, derritiendo el polímero en la zona de unión sin aumentar significativamente la temperatura general del componente.
La secuencia es mecánicamente similar al sellado térmico:
El selector de manija presenta la tira hacia la cara de la bolsa.
La bolsa está indexada a la posición
El sonotrodo presiona y se activa durante 0,1 a 0,4 segundos
Formularios de bonos; el sonotrodo se retrae
Avances de la máquina
Por qué los convertidores eligen el sellado ultrasónico en lugar del sellado térmico:
Sin herramientas calentadas, no hay tiempo-de calentamiento ni variación de temperatura
La zona de unión está localizada y es rápida, lo que mejora el tiempo de ciclo en trabajos de tiradas cortas-
El ultrasonido produce una unión más limpia en tiras de mango de calibre delgado-(15 a 20 micrones) que serían propensas a quemarse-en una barra de sellado térmico.
Mejor compatibilidad conpelículas biodegradables- PLA y PBAT responden de manera más confiable a la energía ultrasónica que a las barras conductoras de sellado térmico porque la unión ultrasónica no requiere mantener una temperatura externa precisa en la interfaz de la película.
Compensación-:Los sistemas ultrasónicos tienen un costo de herramientas más alto (el sonotrodo es un componente-fabricado con precisión con una vida útil limitada) y generan más ruido (normalmente entre 70 y 85 dB en la bocina). También requieren un mantenimiento más frecuente de la geometría de la punta de la bocina.
Paso 3 - Accesorio del asa de bucle:-alimentación de bucle prefabricada
Las bolsas con asa circular adoptan un enfoque de automatización diferente. En lugar de alimentar una tira plana y sellarla en dos lugares, la máquina para fabricar bolsas de transporte alimenta unamango de bucle continuo pre-fabricado- se corta y se sella en la etapa de fabricación del asa de bucle - y se fusiona con el cuerpo de la bolsa en dos puntos a cada lado del borde superior.
El asa en forma de bucle está hecha de un trozo de película plana que se corta, se dobla en forma de U-u ovalada y se sella en los dos extremos. Los fabricantes de mangos de bucle los producen en grandes volúmenes en máquinas dedicadas a la fabricación de mangos de bucle; Luego, la máquina para fabricar bolsas de transporte las recibe como un componente terminado.
La secuencia de fijación en una máquina de bolsas con asa de bucle:
Las manijas de bucle están apiladasen un cargador de tolva - con forma para contener bucles pre-preformados sin aplastar la abertura del bucle.
A recogedor neumático o servoextrae un bucle a la vez y lo mantiene abierto.
El cuerpo de la bolsa - ya formado con sello inferior y cortado a la altura - se presenta a la estación de fijación del asa.
El bucle se coloca de modo que un lado del bucle descanse en la cara frontal de la bolsa y el otro lado descanse en la cara posterior, ambos en el borde superior.
Dos barras de sellado(delantero y trasero, alineados) presione contra el cuerpo de la bolsa en el borde superior donde cada pata del bucle se une a la cara de la bolsa, sellando el bucle a ambas capas del cuerpo de la bolsa.
El conjunto terminado avanza; la siguiente bolsa se indexa en su posición.
Algunas máquinas-de gama alta integran elestación para hacer asas en bucledirectamente - un alimentador de tiras de película, un mecanismo de plegado y una estación de sellado-de extremos integrados en el mismo bastidor de la máquina. Esto reduce la necesidad de una cadena de suministro de asa de bucle separada y permite un cambio de especificaciones más rápido al cambiar entre tamaños de bolsa y anchos de asa de bucle.
Paso 4 - Indexación, registro y función de los servoaccionamientos
La precisión de la fijación del mango depende sobre todo de una cosa:con qué precisión se coloca el cuerpo de la bolsa debajo de la estación de sellado del asacuando se activa el sellado o la operación ultrasónica.
En las máquinas mecánicas más antiguas, la indexación de bolsas la realizaba unMecanismo de Ginebrao parada impulsada por leva-. La precisión de estos sistemas se degrada con el tiempo debido al desgaste y ajustar la longitud del índice requiere cambiar componentes mecánicos.
Las máquinas modernas para fabricar bolsas de transporte utilizan sistemas de indexación servo-accionados:
Un servomotor impulsa los rodillos de presión que tiran de la película a través de la máquina.
El PLC envía un comando de rotación preciso al servo para cada ciclo de índice.
Un codificador giratorio en la trayectoria de la película proporciona retroalimentación de bucle cerrado-, corrigiendo cualquier deslizamiento entre los rodillos de presión y la superficie de la película.
La longitud del índice se puede ajustar electrónicamente - sin piezas de cambio mecánico para diferentes longitudes de bolsa
Para la fijación del mango, la indexación servo ofrece una precisión de registro de ±1 mm frente a los ±3–5 mm típicos de los sistemas de indexación mecánicos.
Paso 5 - Recuento, apilado y expulsión de bolsas
Después de colocar el asa, las bolsas completas proceden a la misma estación de apilamiento y conteo descrita en el proceso de -máquina de bolsas tipo camiseta - sensores ópticos o contadores mecánicos cuentan cada bolsa a medida que sale de la zona de sujeción del asa, y las pilas de 50, 100 o 200 bolsas se expulsan automáticamente a las bandejas de recolección.
Para las bolsas con asa - que generalmente son más grandes y rígidas que las bolsas tipo camiseta -, la estación de apilado suele utilizar unasistema de apilamiento de placasen lugar de apilar pines. Las máquinas de bolsas con asa tipo parche de alta-velocidad (que funcionan entre 60 y 120 bolsas por minuto dependiendo del tamaño de la bolsa) suelen incorporarconteo y empaquetado automático de bolsas- después de contar un número preestablecido de bolsas, una máquina flejadora aplica una banda alrededor de la pila antes de que llegue a la estación de embalaje.
Controlador de parche versus controlador de bucle: diferencias clave en el proceso
| Parámetro | Mango de parche (sellado térmico) | Mango de parche (ultrasónico) | Mango de bucle |
|---|---|---|---|
| Componente del mango | Tira plana, cortada a medida en la máquina | Tira plana, cortada a medida en la máquina | Bucle continuo pre-fabricado |
| Método de archivo adjunto | Barras de sellado calentadas | Vibración ultrasónica | Barras de sellado calentadas |
| Velocidad típica (bolsas/min) | 60–120 | 40–80 | 30–70 |
| Costo de herramientas | Bajo | Alto | Bajo |
| Rango de espesor de película | 15–40 micras | 10–30 micras | 20–50 micras |
| Compatible con películas biodegradables | Moderado | Alto | Moderado |
| Tolerancia de registro | ±1,5 mm (servo) | ±1,5 mm (servo) | ±2 mm (servo) |
| Rango de ancho de apertura de la manija | 40-150 milímetros | 40-150 milímetros | 60-200 milímetros |
| Segmento de mercado dominante | Comercio minorista, comida para llevar. | Tienda minorista premium, boutique | Hotel, lavandería, spa |
Fallos comunes de calidad y sus causas de automatización
| Modo de falla | Causa principal | Solución-relacionada con la máquina |
|---|---|---|
| El mango del parche se despega bajo carga | Temperatura de sellado insuficiente o permanencia; capas de película incompatibles | Verificar y recalibrar el circuito PID de la barra de sellado; verificar la compatibilidad de la película mango/cuerpo |
| Abertura de bucle asimétrica | Desalineación del selector de bucles; dedo selector desgastado | Re-brazo selector de índice; reemplazar los dedos recolectores |
| Tira del asa desalineada en la cara de la bolsa | Error de registro del índice; deslizamiento de la película en los rodillos de presión | Comprobar el codificador rotatorio; aumentar la presión del rodillo de presión |
| Asa de bucle deshilachada en el borde del sello | Cara de la barra de sellado opaca; superficie de la barra contaminada | Renovar o reemplazar la barra selladora; barra limpia según el programa de mantenimiento |
| Cuerpo de la bolsa deformado en la zona de fijación del asa | Presión excesiva de sellado al comprimir el cuerpo de la bolsa | Reducir la presión del sello neumático; comprobar el paralelismo de la barra |
| Fallo de unión ultrasónica en película PLA | Presión de contacto de la bocina insuficiente; cuerno usado | Aumentar la fuerza de sujeción de la bocina; inspeccionar y reemplazar la punta del sonotrodo |
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre una máquina de bolsas con asa de parche y una máquina de bolsas con asa de bucle? - ¿son máquinas separadas?Son tipos de máquinas independientes optimizadas para diferentes mecanismos de fijación. Una máquina para fabricar bolsas de transporte con asas y parches termoselladas alimenta tiras de asas planas y las sella a la cara de la bolsa. Una máquina de asas en bucle alimenta asas en bucle pre-fabricadas y sella las dos patas en bucle al borde superior de la bolsa. Algunos fabricantes ofrecen máquinas convertibles que pueden ejecutar ambos tipos de mangos con un cambio de herramienta adjunta, pero la mayoría de las tiradas de producción se realizan en máquinas dedicadas de un solo formato-.
¿Se pueden colocar asas de parche en bolsos con formas no-rectangulares?Sí, con limitaciones. Las asas tipo parche se fijan de manera más confiable a las caras planas de las bolsas. En las bolsas con fuelle, la superficie de fijación del asa es plana entre los pliegues del fuelle, por lo que la colocación es sencilla dentro de esa zona plana. Las formas de bolsas redondeadas o cónicas requieren una configuración cuidadosa de la máquina para mantener una presión de sellado uniforme en toda la cara de la bolsa, y la tira del asa debe cortarse a un perfil que coincida con la geometría del borde de la bolsa - una personalización que agrega costo de herramientas.
¿Por qué la fijación del mango ultrasónico es más lenta que el sellado térmico?La conexión ultrasónica requiere que el sonotrodo haga contacto físico con la superficie de la tira del mango, y la energía ultrasónica necesita un tiempo de activación mínimo (normalmente entre 0,15 y 0,3 segundos por punto de unión) para desarrollar una fuerza de unión total. Las barras de sellado térmico alcanzan la temperatura de funcionamiento continuamente y hacen contacto durante un período de permanencia similar, pero el sistema no tiene la misma sobrecarga mecánica por ciclo que la carrera de aproximación y retracción de la bocina ultrasónica. En la práctica, la diferencia de velocidad es del 20% al 40% dependiendo del tamaño de la bolsa y del calibre de la tira del asa.
¿Qué determina el ancho de apertura del asa en un bolso con asa tipo parche?La anchura de la abertura está determinada por la distancia entre las dos barras de sellado en la estación de fijación. La mayoría de las máquinas para fabricar bolsas de transporte permiten ajustar este espacio moviendo una o ambas barras lateralmente, normalmente dentro de un rango de 40 a 150 mm. Las bolsas más grandes generalmente utilizan aberturas de asa más anchas para mantener la ergonomía. La longitud de la tira del mango se corta para que coincida con el ancho de la abertura objetivo más los dos anchos de la zona de sellado.
¿Cómo maneja la automatización del accesorio de manejo la variación del espesor de la película dentro de un rollo?En las modernas máquinas servo-controladas, la presión de la barra de sellado y el tiempo de permanencia se establecen en función del espesor de película esperado. Si el rollo contiene variación de espesor, la máquina puede compensar si la variación está dentro del ±10% del valor establecido. Más allá de esa tolerancia, la calidad del sello en la zona afectada se degradará. Los sistemas de retroalimentación de células de carga en máquinas-de gama alta detectan una resistencia inusual durante el sellado y señalan la bolsa afectada para su rechazo.
La automatización del accesorio del asa de la bolsa de transporte se reduce a tres problemas convergentes: alimentar un componente, colocarlo con precisión en el cuerpo de una bolsa en movimiento y fusionarlo con suficiente fuerza de unión para sobrevivir a la carga del mundo real-. La indexación servo-ha resuelto en gran medida el problema de posicionamiento. El esfuerzo de ingeniería restante se concentra en los cargadores del alimentador - que mantienen las tiras de manijas o los bucles alimentándose de manera consistente sin errores - y en las herramientas de sellado o fijación ultrasónica, que es donde convergen la compatibilidad de la película, la velocidad de producción y los costos de mantenimiento.
