Kỹ thuật & Công nghệ

Sự phát triển của bao bì và kiểm tra thủy tinh

Eleonora Bordini, Giám đốc Công nghiệp Quốc tế Marposs, Bao bì thủy tinh

Thủy tinh là một trong những vật liệu cổ nhất có niên đại đến 3500 TCN. Người Ai Cập đã sản xuất hộp đựng bằng thủy tinh rỗng đầu tiên vào 1500 trước Công nguyên, và việc phát minh ra ống thổi vào thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên được coi là một công nghệ Cuộc cách mạng. Tuy nhiên, cuộc cách mạng thực sự là máy thổi chai tự động được phát minh ở Hoa Kỳ bởi Michael Owens vào đầu 20 thế kỷ thứ. Khả năng sản xuất 2, 500 thùng chứa mỗi giờ khiến việc sản xuất thùng chứa thủy tinh có thể thực hiện được ở quy mô công nghiệp.

Công nghệ tiếp tục được cải tiến theo thời gian và trong 1925, máy Phần riêng lẻ (IS) đầu tiên được phát triển cho phép mỗi phần sản xuất một hoặc nhiều thùng chứa một cách độc lập. Các cỗ máy kiểu IS sử dụng kỹ thuật 'thổi và thổi' hoặc nhấn và thổi 'vẫn được áp dụng cho đến ngày nay. Sử dụng các quy trình này, một lượng thủy tinh nóng chảy cụ thể — hoặc “gob” — sẽ rơi vào một khuôn trống, nơi nó được thổi sẵn hoặc được ép bằng pít-tông. Con gob đã được định hình trước — được gọi là một con tù — sau đó được gửi vào một khuôn hoàn thiện, nơi quá trình thổi được hoàn thành.

Ngày nay, các máy định hình có thể có tới 20 các bộ phận riêng lẻ, mỗi bộ phận sản xuất một đến bốn thùng chứa đồng thời. Điều này có nghĩa là một đến bốn cốc thủy tinh nóng chảy rơi vào một đến bốn khuôn có mặt trong mỗi phần, xảy ra song song trong mỗi phần. Tùy thuộc vào kích thước và hình dạng của thùng chứa, tốc độ sản xuất có thể nhanh như 700 thùng chứa mỗi phút.

Tại sao lại là Glass?

Hộp thủy tinh được sử dụng làm bao bì cho các ngành công nghiệp khác nhau bao gồm thực phẩm và đồ uống, nước hoa, mỹ phẩm và dược phẩm. Thủy tinh trơ ở chỗ không có gì đi từ thủy tinh vào sản phẩm và không có gì xuyên qua thủy tinh từ bên ngoài và vào sản phẩm. Nó bền vững và 100% có thể tái chế. Khi so sánh với các vật liệu đóng gói khác như nhựa và nhôm, thủy tinh đẹp và nâng cao giá trị cảm nhận và chất lượng của sản phẩm.

Tuy nhiên, đối với các vật liệu khác, thủy tinh nặng hơn nhiều, mặc dù quy trình sản xuất gần đây đã được cải thiện để có thể sản xuất các vật chứa nhẹ. Hộp đựng bằng thủy tinh ngày nay nhẹ hơn tới 40% so với 20 năm trước. Việc giảm trọng lượng này là một điều cần thiết, không chỉ để giảm chi phí vận chuyển mà hơn hết là tiết kiệm nguyên nhiên vật liệu và năng lượng. Với suy nghĩ này, các cải tiến công nghệ đáng kể đã được thực hiện trên các lò nung chảy để giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2.

Hộp đựng bằng thủy tinh ngày càng có hình dạng phức tạp hơn. Hình dạng độc đáo làm tăng tính cao cấp — hoặc giá trị sản phẩm — và nhận thức về thương hiệu. Ví dụ, hãy xem xét mức độ dễ dàng nhận ra một chai Coca Cola hoặc một lọ Nutella, ngay cả khi thùng rỗng hoặc không có nhãn.

Kiểm soát chất lượng kính

Các nhà sản xuất thùng thủy tinh ngày càng quan tâm hơn đến chất lượng sản xuất của họ, nhằm mục đích giảm phế liệu và tránh khiếu nại của khách hàng. Kiểm soát chất lượng được thực hiện ở giai đoạn sớm nhất có thể của quá trình sản xuất thủy tinh để thực hiện ngay các hành động cần thiết. Việc kiểm tra để phát hiện khuyết tật – ở đáy, thân, cổ và thành phẩm của thùng chứa – được thực hiện trong toàn bộ quá trình sản xuất với các máy kiểm tra trong dây chuyền, chủ yếu sử dụng kỹ thuật không tiếp xúc với camera và cảm biến. Các loại kiểm tra và thử nghiệm khác được thực hiện trên vật chứa thủy tinh trên cơ sở mẫu trong phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng bao gồm:
– thử nghiệm va đập
– tải trọng thẳng đứng
– kiểm tra áp suất bên trong
– đo thể tích bên trong
– ứng suất dư

Đối với việc kiểm soát kích thước, nó được thực hiện trên cơ sở mẫu, gần dây chuyền sản xuất, với đồng hồ đo đi / đến hoặc cách khác, với đồng hồ đo thủ công hoặc hệ thống đo bán tự động / tự động trong phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng. Các điều khiển kích thước bắt buộc trên hộp đựng bằng thủy tinh bao gồm:

  • tổng chiều cao
  • thẳng đứng
  • miệng song song
  • đường kính ngoài, hoặc cạnh dài / ngắn và đường chéo trên thân
  • đường kính ngoài trên cổ

các thông số khác nhau trên bất kỳ loại hoàn thiện nào (ví dụ: đường kính, chiều cao, bức xạ, góc…)

Việc kiểm soát bằng đồng hồ đo đi / không đi đưa ra một loạt vấn đề: nó không cung cấp bất kỳ thông tin định lượng nào và nó phụ thuộc vào kỹ năng của người điều hành. Hơn nữa, nó có nghĩa là chi phí cao, vì cần phải có một bộ đồng hồ đo đi / không chuyên dụng cho mỗi sản phẩm được sản xuất và các đồng hồ đo cứng này phải được quản lý và hiệu chuẩn lại định kỳ. Hơn nữa, cũng không thể thu thập bất kỳ dữ liệu nào và thực hiện phân tích thống kê để cải thiện quy trình bằng phương pháp này.

Hệ thống đo bán tự động có thể dựa trên công nghệ tiếp xúc hoặc quang học. Vật chứa cần đo được nạp / dỡ bằng tay và chu trình đo được thực hiện tự động. Các hệ thống dựa trên công nghệ quang học rất linh hoạt và có thể đo nhiều sản phẩm khác nhau bất kể kích thước, hình dạng và màu sắc của chúng mà không có bất kỳ sự thay đổi công việc nào.

Trong hệ thống đo lường tự động, việc xử lý và đo đạc container hoàn toàn tự động mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người. Chúng chủ yếu dựa trên công nghệ không tiếp xúc và ngoài kích thước bên ngoài, chúng còn có thể đo các tính năng khác như bên trong của đường kính miệng và biên dạng, độ dày thành, trọng lượng, kích thước đẩy lên và vùng dán nhãn.

Ưu điểm của hệ thống đo tự động so với hệ thống bán tự động là chúng giảm đáng kể nhân lực.

Kết quả của các phép đo thu được từ các hệ thống đo bán tự động và tự động được gửi đến Phần mềm Thực thi Sản xuất (MES) và được những người ra quyết định sử dụng để tinh chỉnh và giám sát quá trình sản xuất trong thời gian thực.

Sản xuất thủy tinh đã được cải thiện rất nhiều kể từ khi có máy thổi chai tự động của Owens. Việc sử dụng nó trong các ngành công nghiệp khác nhau mang lại sự nhận diện thương hiệu và giá trị sản phẩm mạnh mẽ. Với nhiều hình thức kiểm tra và đo lường khác nhau, chất lượng và sản xuất kính sẽ chỉ tiếp tục được cải thiện.

Bài viết liên quan

Back to top button