Beginnershandleiding voor CNC-snijden voor plastic en schuimverpakkingen

Vrijwel elk product dat we kopen, wordt geleverd in een of andere vorm van behuizing of verpakking die zijn eigen reeks productieprocessen nodig heeft. Door de jaren heen hebben deze verpakkingen en koffers consistente ontwerpen nodig, vaak geproduceerd met de pasvorm en geometrie van het product in gedachten. Tegenwoordig zijn de meeste verpakkingsapparatuur geautomatiseerd voor efficiëntie en snellere productietijden. Verpakkingsmachines worden aangestuurd met CNC-machines, waardoor gebruikers de arbeidskosten kunnen verlagen.

Verschillende vormen van CNC-technologieën zoals stansen en routers (onder andere) hebben echter ook op dit gebied veel te bieden, wat een scala aan ontwerpvoordelen mogelijk maakt. Dit specifieke artikel zal zich richten op deze snijtechnologieën in plaats van op CNC-gestuurde verpakkingsmachines.

Voordelen ten opzichte van andere methoden

Als het gaat om verpakkingen, hebben de bovenfrezen, freesmachines, snijplotters, enz. een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van andere soorten technologieën. In termen van snelle productie in kleine volumes, zullen deze CNC-machines veel meer waar voor uw geld opleveren in vergelijking met bijvoorbeeld spuitgieten en additieve fabricage. Hoewel AM in bepaalde gevallen goedkoper kan zijn, is het veel langzamer en vaak minder nauwkeurig. De verpakking moet ook consistent en uniform zijn over de hele linie, waar routers en freesmachines beter in zijn.

Spuitgieten is mogelijk alleen geschikt voor grote volumes en kan dus leiden tot onnodige kosten bij kleine oplagen. Spuitgieten, zoals de naam al doet vermoeden, vereist een matrijs, wat tijdrovend kan zijn (weken of zelfs maanden in bepaalde gevallen). Bovendien, terwijl spuitgieten goedkoper is in die grotere volumes, kunnen de initiële kosten van mal die besparingen in vergelijking met routers in de schaduw stellen.

Een ander belangrijk kenmerk dat sommige CNC-tafels tot hun beschikking hebben, is de mogelijkheid om de precieze vorm van het product te digitaliseren. Op deze manier is de uiteindelijke productie van een insert of verpakking veel eenvoudiger. Dit is vooral handig bij het programmeren van producten met complexe vormen.

Aan de andere kant moet worden vermeld dat subtractieve CNC-methoden niet altijd de meest geschikte manier zijn. Omdat verpakken vaak betekent dat er een ruimte moet worden gecreëerd voor het hoofdproduct om in te liggen en te rusten, zouden grote producten die dieper moeten worden gesneden, meer afval op het materiaalblok betekenen en meer tijd nodig hebben om hun vorm te snijden door middel van subtractieve productiemethoden. In deze gevallen kan een andere productiemethode geschikter zijn.

Evenzo zijn niet alle CNC-machines geschikt voor alle soorten verpakkingen, zoals we hieronder zullen bespreken. Gebruikers moeten weten wat ze willen van een machine en vervolgens beslissen welke machine ze willen kopen, maar de beste gok is met een veelzijdiger systeem zoals een hybride multifunctionele router met een reeks verschillende snijopties. CNC-machines met een voldoende groot bereik kunnen mogelijk kunststoffen, schuim, hout en alle andere materialen verwerken die men kan overwegen voor hun verpakkingsbehoeften.

Plastic pallets en containers voor buitenverpakking

Veel bedrijven gebruiken plastic pallets voor buitenverpakkingen bij het vervoer van meer algemene artikelen. Bepaalde vormen waarin pakketjes komen, zoals blokken en kubussen, zijn universeler. Hierdoor kunnen dit soort pallets zelfs herbruikbaar zijn voor verschillende transportzendingen voor een reeks producten die daarbij passen. Wat CNC-snijden op dit gebied biedt, zijn verbeteringen aan de oudere productieprocessen.

Bedrijven zoals Graco-verpakkingen gebruiken een partij van dezelfde pallets gedurende meerdere jaren in hun dagelijkse activiteiten. Deze zijn gemaakt met behulp van een CNC-router en passen precies in de ingewikkelde afmetingen van het onderdeel. Ze gaan veel langer mee dan die gemaakt van andere processen en hun klantenbedrijven gebruiken ze vaak voor al hun verpakkings- en transportbehoeften.

Andere verpakkingsprojecten vereisen mogelijk een uitgebreidere oplossing die het product volledig omhult. In deze gevallen kunnen ze gebruik maken van plastic containers. Golfkarton is zo'n oplossing, omdat het flexibel en duurzaam kan zijn en gemakkelijk in verschillende vormen kan worden verwerkt. Snijden en waterstralen zijn gebruikelijke methoden om dergelijke opslagmogelijkheden te creëren.

Het is het beste om slagvaste kunststoffen te gebruiken voor meer arbeidsintensieve verpakkings- en transportactiviteiten. Elke lading die in een vliegtuig of metalen container moet, moet veel sterker zijn en er is een 5-assige machine nodig om het te snijden. De instellingen en gereedschappen kunnen variëren van plastic tot plastic. PET kan bijvoorbeeld op verschillende manieren worden geformuleerd, bijvoorbeeld in de vorm van onversterkt of glasvezelversterkt. U kunt het beste opzoeken met welk materiaal u te maken krijgt en welk spiltoerental, fluittype en gereedschap u nodig heeft om het nauwkeurig te verwerken.

Overwegingen voor schuiminzetstukken

De verpakking verwijst niet alleen naar de omdoos zelf, maar kan ook inzetstukken en schuimrubberen binnenomhulsels bevatten, zoals vaak het geval is bij gereedschappen en elektronica. Er is een heel scala aan materialen die snijmachines, freesmachines en freesmachines kunnen verwerken voor dergelijke complexere verpakkingsdoeleinden. Verschillende materialen en toepassingen vereisen echter verschillende CNC-machines voor verschillende materialen.

Plastic verpakkingen zijn waarschijnlijk de meest voorkomende manier waarop CNC-snijgereedschappen worden gebruikt voor verpakkingen. Heel vaak zijn dit materialen zoals het gebruikelijke verpakkingsschuim dat je in dozen ziet om transportschade te voorkomen. Deze verpakkingsmaterialen kunnen gemaakt zijn van Polyurethaan (PU) schuim, Polyethyleen (PE) of andere dergelijke gangbare kunststoffen. PU is bijvoorbeeld vrij hard en heeft een hoge dichtheid en daardoor is een frees perfect voor de klus.

Aan de andere kant is PE-schuim lichter en relatief minder stijf, dus hoewel frezen erin scheuren, kunnen ze het ook onvoldoende doen met onzuivere sneden in dit lichte materiaal. Het snijden van lichtere schuimen zoals deze is niet aan te raden met een frees, omdat dit het eindresultaat kan beschadigen en het ook esthetisch onaangenaam kan maken. Voor PE en ander licht schuim is specifiek gereedschap nodig, zoals messen.

Het is het voordeligst om te kiezen voor een multifunctionele machine met de juiste gereedschappen die zijn geprogrammeerd om alle soorten schuim te snijden. Dit kan een uitkomst zijn voor het oplossen van eventuele vragen die zich kunnen voordoen bij schuimverwerking en zorgt voor een veelzijdiger productieproces.

Dit kunnen CNC-tafels zijn met een dubbele of een drievoudige Z-as, die kan worden geconfigureerd met een freesspil en een of twee verschillende messen in het arsenaal. Machines met een triple-Z-configuratie hebben ook de mogelijkheid om golfkarton te snijden en te vouwen. Een combinatie van een specifieke spil (ofwel snelspanner of spantang) samen met een oscillerend of tangentieel mes zal het snijden van verschillende soorten schuim vergemakkelijken, inclusief gesloten of open cel PE. Deze multifunctionele CNC-machines zijn ideaal voor die kleine productieruns en kunnen cruciaal zijn voor prototyping.

Vervolgens is het kiezen van de frees een cruciaal onderdeel van de set-up. Een opwaarts spiraalvormige frees zorgt ervoor dat er een opwaartse kracht op het materiaal kan worden uitgeoefend, waardoor het kan optillen en ongewenste contouren of zaagdieptes kan produceren, dus het is niet ideaal voor elke situatie.

Omgekeerd kan het neerwaartse spiraalvormige bit het materiaal naar beneden duwen, wat dan resulteert in meer materiaalverlies dan gewenst. Dit laat een grotere zak of kleiner deel over bij het snijden van het profiel. De meeste schuimmaterialen doen het prima onder een machine met een dubbel gecanneleerde rechte snijder. Dit zet slechts een kleine radiale kracht op het materiaal en snijdt het onderdeel met minimale vervorming en laat een goede gladde afwerking achter.

Schuimen vormen vaak nog een ander probleem:het materiaal stevig vasthouden. Omdat deze materialen erg licht en vrij poreus kunnen zijn, kunnen ze moeilijk vast te zetten zijn met het standaard vacuümdek. De meest waarschijnlijke oplossing is het gebruik van een vacuümpomp of een blazer, maar ze hebben elk hun eigen unieke kenmerken.

Blowers verplaatsen een groter luchtvolume dan pompen, dus als het schuim enigszins poreus is, kan een blower beter werken. Het heeft het voordeel dat er tijdens het gebruik minder lucht door de gaten lekt, wat zorgt voor een consistenter proces. Andere oplossingen kunnen ook in tandem worden toegepast. Poreuze materialen kunnen tegengehouden worden door het aanbrengen van een low tack plastic film aan de onderkant van het materiaal. Dit zorgt voor een goede afdichting en kan later gemakkelijk worden verwijderd.

Ontwerpvoordelen

Items zoals muziekinstrumenten of hoogwaardige versterkers en consoles vereisen delicaat transport. Ze moeten zeer stevig en zorgvuldig worden verpakt om schade te voorkomen, vooral als het gaat om langeafstandstransport van stad naar stad. Routers met tangentiële en oscillerende messen hebben op dit gebied veel te bieden, omdat de schuimverpakking van kostbare muziekinstrumenten, lichten en rekwisieten de turbulentie van de weg aankunnen.

CNC-bewerking maakt het ook mogelijk om kleine groeven en details met precisie in het ontwerp in te voegen. Zulke kleine details kunnen helpen om meer grip te geven aan de verpakking of de insert. Deze aanrakingen kunnen enorm helpen om producten veilig in hun dozen te bewaren en te voorkomen dat ze van een pallet glijden.

Een ander voordeel op het gebied van ontwerp is dat ze efficiënter kunnen worden ontworpen voor hergebruik dan bij andere methoden. Sterkere kunststoffen en een beter vormvermogen zorgen voor betere producten die in het algemeen langer meegaan.