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Aug 07, 2023

Automatisierung der Etikettierung, des Scannens und der PET-Flasche

Von Lisa Eitel | 16. Oktober 2023 Eine der gebräuchlichsten Formen der Etikettierung in der Verpackungsindustrie besteht darin, selbstklebende Marken- und Bezeichnungsaufkleber an diskreten Endeinheiten einer Spule anzubringen

Von Lisa Eitel | 16. Oktober

Eine der gebräuchlichsten Formen der Etikettierung in der Verpackungsindustrie besteht darin, selbstklebende Marken- und Bezeichnungsaufkleber auf diskreten Endeinheiten von einer Spule dieser Aufkleber anzubringen. Obwohl die Anwendungen für Lebensmittel- und Getränkeprodukte am offensichtlichsten sind, wird diese Art der Kennzeichnung auch in der Pharma-, Petrochemie-, Elektronik- und Haushaltswarenindustrie verwendet.

Bild des Getränkeetikettenherstellers: Manuel Ribeiro

Bei diesem spulenbasierten automatischen Etikettiervorgang werden einzelne Produkte auf einem Förderband in eine Trennstation transportiert, die sie gleichmäßig verteilt. Anschließend gelangen die Produkte weiter zur eigentlichen Etikettierstation. Hier arbeiten drei Räder zusammen, um den abgewickelten und zurückgezogenen Teil der Etikettenspule intermittierend über die Produktoberfläche zu ziehen … manchmal werden Etiketten mit einer Geschwindigkeit von 100 Fuß pro Minute oder Partikel verarbeitet.

Ein Band stoppt und startet die Bahn, um den Hub des Etikettierrads mit dem des Förderbands zu synchronisieren, auf dem die einzelnen Produkte laufen. Die Achsenposition des Etikettenrads wird entweder durch eine geschlossene oder offene Regelung gesteuert, um die richtige Bahnspannung aufrechtzuerhalten. Um eine gerade und zentrierte Platzierung zu gewährleisten, liest eine Bildverarbeitungskamera oder ein anderer Sensor eine Markierung auf jedem Aufkleber, um die Steuerung über etwaige geringfügige Anpassungen des Antriebsrads zu informieren, die während der Verzögerung und der endgültigen Anwendung erforderlich sind.

Bild der automatischen Etikettiermaschine: Baloncici

Etikettierer verfügen über mehrere koordinierte Bewegungsachsen.

Die Dimensionierung von Bewegungskomponenten für diese Anwendung erfordert häufig eine separate Betrachtung der Vorschubachse (Achse) der Etikettenbahn, der Spannrolle (Aufwickelrolle) und der Rücklaufachse (Achse) der verbrauchten Bahn. Dabei stehen die Kräfte und Geschwindigkeiten sowie die sich ständig ändernden Spulengeometrien und Massenträgheiten im Vordergrund.

Hier abgebildet ist eine Schrumpfstation zum Verpacken von Getränkeflaschen. Bild: Dedmityay

Bei der Schlauchbeutelverpackung von Gemüse muss ein hoher Durchsatz gewährleistet werden.

Stretchfolien sind für die Bündelung verschiedenster Güter in transport- und verkaufsfähige Einheiten unerlässlich. Eine solche Verpackung dient auch dazu, die einzelnen Artikel in der Packung zu schützen … und die Verteilung zu vereinfachen. Wo Verbraucher die Schrumpffolie sehen, muss sie besonders attraktiv und robust sein. Tatsächlich hat sich die Stretchfolie (aufgrund ihrer Wirksamkeit und relativen Einfachheit) in den letzten 10 Jahren zur ersten Wahl für die einheitliche Warenverteilung entwickelt.

Bild der Schrumpffolienmaschine mit freundlicher Genehmigung von KHS

Natürlich nutzen einige Produktionslager teilweise automatisierte Ansätze. Hier befestigen Arbeiter die Folie am zu verpackenden Bündel und greifen dann mit einer Wickelstange mehrmals um das Bündel herum oder gehen um dieses herum.

Mit dem S-Carriage InstaThread-Vorstretchfolienwagen von Orion Packaging Systems können Verpackungsbetriebe bis zu 15 % Folie pro Ladung einsparen – eine erhebliche Ersparnis, die dazu beiträgt, die im vergangenen Jahr gestiegenen Folienkosten auszugleichen. Das Herzstück der Wagenkonstruktion sind zwei vorgespannte Rollen. Die Folie läuft in einem S-Muster um die Walzen und sorgt so für einen Folienkontakt von über 180°, um Schlupf und Einschnürung zu reduzieren. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Vordehnung von 260 % ​​bei unterschiedlichen Spannungen und 1 Zoll weniger Einschnürung.

An anderer Stelle wird ein Bündel möglicherweise manuell auf einen rotierenden Drehteller gelegt, sodass eine Maschine den Rest des Verpackungsprozesses ausführt. Im Gegensatz dazu werden bei vollautomatischen Stretchfolienbetrieben Förderbänder zum Be- und Entladen von Paketen in und aus Drehtischstationen eingesetzt, die mit außergewöhnlich hohen Geschwindigkeiten Folie auf eine Bahn aufbringen, einwickeln und abschneiden. Dreh- und Linearbewegungskonstruktionen (einschließlich dreiachsiger Portalsysteme) ergänzen die Kernförder- und Bildverarbeitungssysteme, die diese Anwendung ermöglichen.

Bewegungskomponenten sind der Schlüssel zum Formen von PET-Flaschen. Bild: Africa Rising Agency

Trotz all ihrer Umweltnachteile erleichtern Plastikflaschen tatsächlich das moderne Leben – und gehören zu den Kunststoffverpackungen mit den höchsten Recyclingquoten. Die meisten dieser Flaschen bestehen aus dem Thermoplast Polyethylenterephthalat oder PET, da das Material stark, undurchlässig, leicht, attraktiv und recycelbar ist. Nach der Polymerisationsverarbeitung mit Techniken zur Minimierung von Diethylenglykol besteht das Ziel während des Formprozesses darin, Techniken zur Minimierung des restlichen Acetaldehyds einzusetzen.

Bild: Phuchit

Erhitztes PET wird in eine Schlauchform geladen und dann auf Länge geschnitten. Der Vorformling erwärmt sich und gelangt in eine flaschenförmige Form. Dann dringt ein Dorn in den Vorformling ein, um Druckluft zu blasen und das PET in die Form zu strecken, die der Geometrie der Form entspricht. Es folgen molekulare Polarisation, Kühlung und fertiger Flaschenauswurf.

Bild: Phuchit

In automatisierten PET-Flaschen-Herstellungssystemen gibt es zahlreiche Bewegungskomponenten. In einigen Fällen führen mehrere synchronisierte Schlitten die Funktionen zum Platzieren des PET-Materials aus, während ein stangenloser elektrischer Aktuator die Einführ- und Entnahmehübe der Formaufgabe selbst ausführt. Tatsächlich ersetzen hochgradig steuerbare stangenlose Aktuatoren, die auf dem Betrieb eines Elektromotors basieren, Hydraulikzylinder in vielen PET-Flaschen-Herstellungsmaschinen, da stangenlose Aktuatoren einen schnelleren, einfacheren und effizienteren Betrieb bei geringerem Kontaminationsrisiko bieten können.

Da die globalen Lieferketten für recycelte Materialien in Lebensmittelqualität unvollständig sind, haben einige Verpacker versucht, ihre Flaschen leichter zu machen. Dadurch wird die Menge des wieder in die Umwelt gelangenden Kunststoffs reduziert und die Transportkosten gesenkt. Andernorts ersetzen PET-Verpackungen inzwischen andere Verpackungsarten. Einige beinhalten die Verwendung von ThermaSet PET anstelle von Glas; Gewichtsreduzierung bei Flaschen durch dünnwandige Variationen sowie Texturierung und vertikale Streifenbildung; Hybridbauweise mit Polyolefinen; und grifflose Designs. Alle diese Optionen stellen einzigartige Herausforderungen für die automatisierten Maschinen dar, die sie herstellen.

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