Wie Maschinen zur Herstellung von Papierkaffeetassen Schritt für Schritt funktionieren

Die Papierkaffeetassenmaschine verarbeitet automatisch Rollen oder Papierstücke in Tasse und Boden. Anschließend werden sie zusammengebaut, versiegelt und geformt, um einen Kaffeebecher aus Papier herzustellen, der zur Aufbewahrung von Getränken geeignet ist. Der Kernprozess ist „Komponentenverarbeitung + Präzisionsmontage“, der in fünf Schlüsselschritte unterteilt werden kann:
1. Kernstruktur: drei Schlüsselsysteme zur Unterstützung des Prozesses
Bevor man das Prinzip versteht, ist es wichtig, die Kernkomponenten der Maschine zu verstehen, die direkt die Verarbeitungsleistung jedes Schritts bestimmen:
Papierzuführungssystem: Dieses System ist für die Zufuhr von Rohpapier verantwortlich (typischerweise besteht beschichtetes Papier aus der Außenschicht aus braunem Papier und der Innenschicht aus PE, um ein Auslaufen zu verhindern). Es funktioniert in zwei Modi: „Rollen“ (kontinuierliche Zuführung für mehr Effizienz) und „Einzelzuführung“ (kleine Chargen in Einzelzuführung). Der Spannungsregler sorgt dafür, dass das Papier gleichmäßig und ohne Durchbiegung zugeführt wird.
Formsystem: Die Kernverarbeitungseinheit umfasst eine Becherformform und eine Becherboden-Stanzform. Durch Erhitzen, Druck und Kräuseln wird das Papier in die Form der Tasse und des Bodens gebracht. Das Montage- und Dichtungssystem ist dafür verantwortlich, den Becher mit dem Boden zu verbinden. Dabei kommt entweder thermischer Druck (mit PE-Laminat geschmolzen und dann zusammengeklebt) oder Ultraschallschweißen zum Einsatz, um eine leckagefreie Verbindung zu gewährleisten und den Becherrand fertigzustellen (so dass er glatt und gratfrei wird).
ii. Vollständiger Arbeitsablauf: Automatisierte Verarbeitung in 5 Schritten
Nehmen wir zum Beispiel die gängige „Rollen-Vollautomatik für Kaffeetassen aus Papier“. Der Prozess verläuft nahtlos und erfordert keinen manuellen Eingriff. Die spezifischen Schritte sind wie folgt:
1. Vorbehandlung und Transport von Rohpapier
Im Papiereinzug ist beschichtetes Papier eingelegt. Führungsrollen und Spannungsregler transportieren das Papier mit konstanter Geschwindigkeit zum nächsten Schritt.
Einige Maschinen bereiten Papier für den Druck vor (z. B. Markenlogos oder Designs). Wenn Sie nicht drucken müssen, geht das Papier direkt in die Formungsphase.
1. Das Papier wird durch den „Papierschneidemechanismus“ geschnitten, um eine festgelegte Größe von „Cup Rough“ (Fächer oder Rechteck, abhängig von der Form des Cups) und „Cup Rough“ (rund) zu bilden, um die einheitliche Größe jedes 2. Cup-Körpers zu gewährleisten: von flachem Papier bis zum dreidimensionalen Cup-Körper
Lockenformung: Der Körbchenkörper wird grob in die „Körbchenformform“ geformt. Der Roboterarm oder die Walze biegt das Rohmaterial in eine zylindrische Form (die ursprüngliche Becherform), während das Innere der Form erhitzt wird (ca. 120–180 Grad, entsprechend dem Schmelzpunkt der PE-Beschichtung).
Naht-Heißversiegelung: Überlappende Nähte aus lockigem, zylindrischem Rohmaterial werden durch Heißwalzrohre unter Druck gesetzt und erhitzt, wodurch die innere PE-Beschichtung geschmolzen und verklebt wird, um einen versiegelten Becher zu bilden (nahtlose Leckage).
Tassenschneiden: Versiegelte lange Zylinder werden mit einem „Cutter“ in einzelne Tassen (bis zur gewünschten Höhe) geschnitten. Auch die Felgen werden zunächst beschnitten, um Grate zu entfernen. Formen des Becherbodens: Stanzen + Formen.
Der Rohling des Becherbodens wird an den Becherboden-Stanzstempel übergeben. Die Matrize drückt mit hohem {{1}Druckdruck (ca. 5–10 MPa) flaches Papier in den Boden eines Bechers mit erhöhtem Rand (der erhöhte Rand dient zum Verbinden des Bechers).
Der Stempelbecherboden ist duroplastisch, um die PE-Beschichtung zu verfestigen und eine stabile Form und Widerstandsfähigkeit gegen Verformung zu gewährleisten. Becherkörper und Basis: Versiegelt und auslaufsicher
Positionieren und Andocken: Der Roboterarm dreht den Becher auf der „Montagestation“ auf den Kopf. Von unten wird der Boden des Bechers genau auf die Bodenöffnung des Bechers ausgerichtet, um sicherzustellen, dass die Rillen im Inneren des Bechers vollständig in die erhöhten Ränder des Bechers eingebettet sind.
Thermische Versiegelung: Der Heizring in der Montagestation (auf die gleiche Temperatur eingestellt wie die Heißsiegelnaht im Becher) übt Druck und Wärme auf den Kontaktpunkt zwischen Becher und Boden aus, schmilzt die PE-Beschichtung zwischen Becher und Boden und verklebt sie zu einer „integrierten Basis{0}}-Körperstruktur, die Leckagen vollständig verhindert.
Einige High-End-Modelle verwenden „Ultraschallschweißen“ anstelle von Hitzedruck. Hochfrequente Vibrationen erzeugen Reibungswärme und schmelzen die PE-Beschichtung an der Kontaktstelle, wodurch eine effektivere Abdichtung ohne die Gefahr von Verbrennungen durch hohe Temperaturen entsteht. Schalenrandformung und Fertiglieferungen
Tassenkantenbeschnitt: Zusammengebaute Kaffeetassen werden zum „Tassenrandformmechanismus“ transportiert, wo eine rotierende Klinge oder ein Heißpressring den Rand zu einer glatten Oberfläche beschneidet. Die Felgen können auch nach innen oder außen gebogen werden (um Kratzer auf den Lippen zu verhindern und das Benutzererlebnis zu verbessern).
Qualitätsprüfung: Einige Geräte sind mit einem visuellen Inspektionssystem ausgestattet, das automatisch prüfen kann, ob der Becherkörper beschädigt ist, die Nähte dicht sind und der Boden des Bechers ausgerichtet ist. Fehlerhafte Produkte werden automatisch zurückgewiesen.
Fertige Sammlung: Qualifizierte Kaffeetassen werden über ein Förderband in Produktkartons transportiert, wo sie für die weitere Verpackung (z. B. Staubfolienanwendungen und Kisten) ordentlich gestapelt werden.
III. Schlüsseltechnologie: Gewährleistet leckagefreie, verformte Becher
Temperaturkontrolle: Die Temperatur der thermischen Versiegelung muss genau dem Schmelzpunkt der PE-Folie entsprechen. (Zu niedrige Ergebnisse führen zu schlechter Haftung und Undichtigkeit; zu hohe Ergebnisse können zur Karbonisierung des Papiers führen, was sich negativ auf das Erscheinungsbild auswirkt.) Der Mainframe verwendet ein SPS-Steuerungssystem, um die Temperatur in Echtzeit anzupassen und eine Temperatur von + -5 Grad aufrechtzuerhalten. Druckeinstellung: Der Druck im Stempelhalter und der Thermoversiegelung muss an die Dicke des Papiers angepasst werden (dickeres Papier erfordert einen höheren Druck), um eine vollständige Formung und dichte Versiegelung zu gewährleisten und gleichzeitig eine Beschädigung des Papiers durch übermäßigen Druck zu vermeiden.
Formenkompatibilität: Durch den Austausch von Becher- und Bodenformen unterschiedlicher Größe können Kaffeetassen mit unterschiedlichem Volumen (z. B. 12 Unzen, 16 Unzen) und Formen (z. B. gerader Becher, Taillenbecher) hergestellt werden, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.