全自动连续拉伸真空包装机属于流水线式真空封装设备,依靠底膜加热拉伸成型,形成容纳产品的凹槽腔体,放入物料之后覆盖上膜,完成抽真空、热封、裁切一系列封装工序。整套流程当中底膜属于消耗量较大的耗材,底膜采购成本长期累积,会成为包装车间一项不小的运营开支。在实际生产过程当中,凹槽腔体尺寸过大,物料体积偏小,腔体内部空余空间过多,是造成底膜耗材浪费的主要诱因之一。拉伸比参数直接控制底膜拉伸之后凹槽深度与腔体容积,合理调节拉伸比,优化成型腔体尺寸,能够在保障正常包装作业的前提下,缩减底膜用料,降低耗材损耗。本文围绕拉伸比调节原理、参数调整思路、配套优化措施以及调节过程当中的常见问题展开详细论述。
一、拉伸比的基础概念以及对底膜耗材消耗的影响
拉伸比指底膜经过加热之后,在成型模具当中向下拉伸形变深度和底膜原始平面尺寸之间的比例关系。当设备完成底膜拉伸成型时,平面状态的底膜被拉伸形成下凹腔体,腔体越深,底膜拉伸延展幅度就越大,成型单个腔体所消耗的薄膜材料面积也就越多。
如果拉伸比设置偏高,成型之后凹槽腔体深度远大于产品本身的厚度,物料放进去之后腔体上方留出大量空余空间。多余的腔体空间就意味着额外消耗掉一部分底膜材料,长期大批量生产,耗材浪费量就会逐步累积,生产成本随之上升。反过来,拉伸比设置数值过低,成型腔体深度不足,物料无法平稳放入腔体当中,产品会高出腔体上口,后续覆膜、抽真空工序就无法顺利开展,甚至出现物料被上膜挤压变形,包装袋封口起皱、密封失效等一系列包装缺陷。因此拉伸比参数不能盲目调低,需要在腔体能够容纳产品的基础之上,找到一个合适平衡点。
二、前期物料尺寸测量,为拉伸比调节提供数据依据
开展拉伸比参数调节之前,首要工作就是精准测量待包装物料的物理尺寸,为参数调整提供客观的数据支撑。需要测量的维度包含物料最大厚度、物料底面长宽尺寸。测量厚度的时候,需要选取物料厚度最高的点位,以物料最高点作为腔体深度设计基准,而不是测量物料平均厚度。部分物料外形不规则,表面存在凸起部位,如果按照平均厚度设置拉伸比,凸起位置就会超出腔体深度,包装时物料受压变形。
测量完成之后,还需要预留少量安全余量。安全余量用于抵消物料厚度偏差、摆放位置误差。余量数值不宜设置过大,余量预留过多,腔体深度大幅超过物料厚度,底膜浪费问题依旧得不到改善。余量大小根据物料本身尺寸波动范围确定,物料尺寸稳定性好,批次之间厚度偏差小,安全余量就可以设置偏小;物料形状大小波动幅度较大,则适度放宽余量。将物料最大厚度加上安全余量,就得到腔体目标深度,以此深度反向推算设备合适的拉伸比参数。
三、分步调试拉伸比参数,循序渐进降低耗材损耗
拉伸比调节工作不能一次性大幅度下调参数,大幅度改动参数很容易造成腔体深度不足,出现批量包装次品,带来物料损失。推荐采用分步调试的方式,小幅度调整拉伸比数值,每一次调整完成之后,先开启设备试生产,检验成型腔体以及成品包装效果。
第一步,以设备当前正在使用的拉伸比参数作为调试基准参数,记录下当前拉伸比数值、腔体深度、底膜单腔耗材用量以及包装成品合格率。第二步,小幅下调拉伸比,减少腔体成型深度,试生产少量样品,取出成型腔体,放入物料,检验物料是否可以顺畅放入腔体内部,物料顶端不会触碰上膜。第三步,观察热封之后包装袋封口状态,查看封口位置有没有出现褶皱、虚封、漏气等缺陷。如果样品全部合格,就代表本次下调后的拉伸比参数可用;如果物料放不进去,或是封口出现异常,则停止下调,回调到上一档参数数值。
多次小幅度迭代调试之后,最终找到满足包装生产要求前提下拉伸比低的参数区间。新参数稳定运行一段时间之后,对比参数调整前后底膜消耗量,核算耗材节约成果。

四、区分物料堆叠方式,匹配对应的拉伸比参数
相同的物料,摆放堆叠方式不一样,物料整体高度也会产生区别。同一款产品单层摆放和双层叠放,所需腔体深度全不同。很多包装车间物料摆放方式发生变化之后,拉伸比参数没有随之同步调整,腔体深度依旧沿用之前高参数设置,就会造成底膜浪费。
所以当车间生产计划变动,物料堆叠层数、摆放姿态调整的时候,操作人员需要重新测量堆叠之后物料的整体高度,同步重新核算、调试拉伸比。例如产品由双层摆放改为单层摆放,物料整体高度下降,就可以降低拉伸比,减小腔体深度,减少底膜消耗。建立物料摆放方案和拉伸比参数对照表,每一款产品绑定一套对应的拉伸工艺参数,切换生产品种的时候直接调取参数,避免参数错配带来耗材浪费或是包装次品。
五、拉伸比调节过程当中常见的生产问题以及处理对策
在调低拉伸比,减小腔体深度的调试过程当中,经常会遇到几类典型生产问题。第一类问题:底膜成型之后腔体四周出现褶皱。出现褶皱代表底膜拉伸形变分布不均匀,即便腔体深度达标,薄膜局部受力异常,后续包装袋容易出现破损漏气。此时不能继续降低拉伸比,需要检查成型模具加热温度是否均衡,底膜加热工位温度有没有达到工艺要求,薄膜受热不均匀,拉伸的时候形变就会不一致。优先调整加热温度参数,再继续调试拉伸比。
第二类问题:抽真空完成之后物料被上膜压紧,产品表面出现压痕。即便物料可以放入腔体,抽真空之后上膜向下收缩,依旧会挤压物料。遇到该问题,需要适当回调拉伸比数值,增加腔体深度余量,给抽真空之后上膜收缩留出空间。
第三类问题:同一批次腔体成型深度深浅不一。腔体深度波动,代表设备拉伸成型工位运行不稳定。在设备工况不稳定的状态之下,调试拉伸比参数没有实际意义。应当先排查设备机械、温控故障,保障腔体成型深度稳定之后,再开展拉伸比参数调试工作。
六、配合其他辅助优化手段,进一步减少底膜浪费
拉伸比调节只是减少底膜浪费的其中一项措施,如果想要进一步降低耗材损耗,还可以搭配多项配套优化方案,和拉伸参数调整形成协同效果。
首先优化模具腔体排布方案。模具上面腔体行列布局会影响底膜横向、纵向的边角余料。腔体布局经过优化,相邻腔体之间间距合理,边角废料面积缩小,整张底膜的有效利用率得到提升。其次做好底膜加热管控,加热温度过高,薄膜拉伸延展性变强,轻微拉伸就会形成较深腔体,不利于深度精准控制;加热温度偏低,薄膜延展性不足,拉伸成型容易出现薄膜撕裂。将加热温度稳定控制在工艺区间,保障拉伸深度可控,拉伸比调节效果才能够稳定落地。
再者优化物料上料摆放精度。物料摆放偏移腔体中心,即便腔体深度足够,横向空间不足也会挤压物料。摆放精准度提升,腔体横向余量就可以缩小,模具腔体尺寸进一步贴合物料外形,整张底膜上腔体排布数量增加,单位产品耗材量下降。最后建立耗材消耗台账,每一款产品记录底膜单耗数据,定期对比单耗变化情况,一旦耗材用量突然上升,及时排查拉伸比参数是否出现漂移,第一时间修正参数,避免长时间隐形浪费。