Dây chuyền sản xuất bìa carton: cấu tạo, 7 bước vận hành

Dây chuyền sản xuất bìa carton là hệ thống máy liên hoàn biến cuộn giấy thành tấm carton sóng và sau đó thành thùng carton, gồm các công đoạn nối giấy, sấy, cán sóng, quét keo, ép dính, cắt và xếp chồng. Thùng carton là bao bì vận chuyển của hầu hết ngành hàng, nên các doanh nghiệp bao bì đang tập trung tối ưu dây chuyền sản xuất để tăng tốc độ, giảm hao hụt giấy và ổn định chất lượng. Bài viết trình bày cấu trúc dây chuyền tiêu chuẩn, quy trình 7 bước, các loại máy gia công thùng và cách chọn máy tính công nghiệp cho môi trường bụi giấy.

1. Cấu Trúc Dây Chuyền Sản Xuất Thùng Carton Tiêu Chuẩn

Một dây chuyền carton sóng tiêu chuẩn (corrugator) gồm 14 thành phần bố trí theo chiều đi của giấy. Bảng dưới liệt kê từng thành phần và chức năng.

STT	Thành phần	Chức năng
1	Trục giữ cuộn giấy	Nâng, giữ và nhả cuộn giấy, nguồn nguyên liệu chính của dây chuyền
2	Lò sấy giấy mặt	Gia nhiệt lớp giấy mặt để đạt độ ẩm và nhiệt độ phù hợp trước khi dán
3	Máy sấy giấy sóng	Gia nhiệt lớp giấy sóng để giấy mềm, dễ tạo sóng và cứng lại sau ép
4	Máy nối giấy tự động	Nối đầu cuộn giấy mới vào cuộn sắp hết mà không dừng máy
5	Máy cán giấy sóng đơn mặt	Ép giấy qua cặp lô răng để tạo sóng, quét keo và dán vào lớp giấy mặt thành tấm sóng đơn
6	Cầu vận chuyển	Đưa tấm sóng đơn từ máy cán sang công đoạn ghép lớp, đồng thời làm bộ đệm tốc độ
7	Bộ sấy nhiệt đa tầng	Sấy tấm nhiều lớp trên nhiều tầng để keo khô đều và tấm phẳng
8	Máy dán	Quét keo lên đỉnh sóng và ghép các lớp sóng đơn với lớp giấy mặt còn lại
9	Giàn sấy	Giữ và ép tấm carton khi đi qua vùng gia nhiệt để keo đóng rắn
10	Máy cắt khổ cán lằn	Xẻ dọc tấm carton theo khổ và cán lằn tạo đường gấp
11	Máy cắt tấm	Cắt ngang tấm carton theo chiều dài đặt trước
12	Máy ra giấy và xếp chồng tự động	Đưa tấm ra khỏi dây chuyền, đếm và xếp thành chồng đúng số lượng
13	Hệ thống nấu keo	Pha và nấu hồ tinh bột, giữ nhiệt độ và độ nhớt keo ổn định cấp cho máy cán và máy dán
14	Hệ thống điều khiển tự động	Điều khiển tốc độ, nhiệt độ, lượng keo, kích thước cắt và đồng bộ toàn dây chuyền

Cấu trúc dây chuyền sản xuất thùng carton tiêu chuẩn với các máy cán sóng, dán, sấy và cắt — Cấu trúc dây chuyền sản xuất thùng carton tiêu chuẩn

Trong 14 thành phần trên, hệ thống điều khiển quyết định chất lượng đồng đều của tấm carton: nhiệt độ lô sấy, tốc độ giấy, lượng keo và vị trí cắt phải giữ ổn định khi đổi khổ hoặc đổi đơn hàng. Các dây chuyền đời mới dùng PLC và máy tính công nghiệp để nhận lệnh sản xuất, tự đặt thông số cho từng đơn và ghi lại sản lượng, hao hụt.

2. Quy Trình Hoạt Động Dây Chuyền Sản Xuất Thùng Carton

Bước 1: Điều chỉnh độ ẩm và căng giấy

Giấy cuộn được gắn lên trục nâng và kéo qua lô sấy nhiệt để điều chỉnh độ ẩm và độ căng. Giấy quá ẩm làm sóng không định hình, giấy quá khô dễ nứt tại đỉnh sóng; độ căng không đều làm tấm carton cong vênh. Máy nối giấy tự động ghép cuộn mới vào cuộn sắp hết để dây chuyền không dừng khi thay cuộn.

Bước 1 dây chuyền sản xuất bìa carton - điều chỉnh độ ẩm và độ căng giấy cuộn — Điều chỉnh độ ẩm và căng giấy

Bước 2: Cán sóng và quét keo

Giấy sóng đi qua cặp lô răng của máy cán sóng đơn mặt để tạo gợn sóng, sau đó đỉnh sóng được quét một lớp keo tinh bột và ép dính vào lớp giấy mặt. Kết quả là tấm sóng đơn hai lớp (một lớp mặt, một lớp sóng). Lượng keo phải vừa đủ: thiếu keo làm bong lớp, thừa keo làm tấm mềm và tốn thời gian sấy.

Bước 3: Gia nhiệt

Cầu vận chuyển đưa tấm sóng đơn qua lô sấy để keo đóng rắn và tấm giữ hình. Cầu vận chuyển cũng là bộ đệm để máy cán sóng và máy dán chạy ở tốc độ khác nhau mà không phải dừng. Trên dây chuyền nhiều lớp, mỗi máy cán sóng đơn mặt tạo một tấm sóng đơn riêng, các tấm này được xếp chồng trên cầu trước khi ghép.

Bước 4: Tạo bìa sóng carton và định hình bìa giấy

Máy dán quét keo lên đỉnh sóng của các tấm sóng đơn rồi ghép chúng với lớp giấy mặt còn lại thành tấm carton hoàn chỉnh: 3 lớp (một sóng), 5 lớp (hai sóng) hoặc 7 lớp (ba sóng). Tấm nhiều lớp đi qua giàn sấy và bộ sấy đa tầng, được ép giữa tấm gia nhiệt và băng tải để keo khô đều, tấm phẳng và đạt độ cứng.

Bước 4 dây chuyền sản xuất bìa carton - ghép lớp tạo tấm carton sóng nhiều lớp — Tạo bìa sóng carton và định hình bìa giấy cho thùng

Bước 5: Cắt ngang bìa giấy

Tấm carton liên tục đi qua máy cắt khổ cán lằn để xẻ dọc theo khổ và tạo đường lằn gấp, rồi qua máy cắt tấm để cắt ngang theo chiều dài đặt trước. Kích thước cắt do hệ thống điều khiển đặt theo từng đơn hàng; độ vuông góc và sai số kích thước ở bước này quyết định thùng có gấp khít hay không.

Bước 6: Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Tấm carton đi qua hệ thống kiểm tra chất lượng có camera để phát hiện bong lớp, thiếu keo, cong vênh và sai kích thước. Tấm không đạt được loại ra tự động; tấm đạt tiếp tục đi xuống máy xếp chồng. Dữ liệu tỷ lệ lỗi theo ca và theo đơn hàng được ghi về máy tính giám sát để điều chỉnh thông số máy.

Bước 7: Tự động đếm số lượng thành phẩm

Máy ra giấy và xếp chồng tự động đếm số tấm, xếp thành chồng đúng số lượng theo lệnh sản xuất và chuyển sang khu vực chờ gia công thùng.

Bước 7 dây chuyền sản xuất bìa carton - máy tự động đếm và xếp chồng tấm carton thành phẩm — Tự động đếm số lượng thành phẩm

3. Các loại máy gia công thùng carton sau dây chuyền sóng

Dây chuyền carton sóng có nhiều cấu hình và thông số khác nhau tuỳ quy mô xưởng. Dây chuyền sóng 3, 5, 7 lớp thường có khổ giấy từ 1400 đến 2500 mm và dùng các loại sóng phổ biến A, B, C, E; thùng 5 lớp thường ghép hai loại sóng, ví dụ BC hoặc BE. Sau dây chuyền sóng, tấm carton đi qua các máy gia công sau để thành thùng:

Máy in Flexo: in nhãn, thương hiệu và thông tin lên mặt thùng bằng mực gốc nước; máy in dọc tự động cho phép đổi số màu dễ dàng, máy in ngang Flexo nhiều màu đời mới kết hợp cắt góc, cán lằn và bế tròn trong một lượt.
Máy bế tròn (rotary die-cutter): cắt hình dạng thùng bằng khuôn tròn quay liên tục, phù hợp đơn hàng số lượng lớn nhờ tốc độ cao và ổn định.
Máy bế phẳng: cắt bằng khuôn phẳng, độ chính xác cao, dùng cho hộp có kết cấu phức tạp hoặc số lượng nhỏ.
Máy khắc bản laser: khắc bản in và khuôn bế với độ chính xác cao, rút ngắn thời gian chuẩn bị đơn hàng mới.
Máy bồi: dán tờ in offset lên tấm carton sóng để có hộp in hình ảnh sắc nét cho hàng bán lẻ.
Máy dán và ghim thùng: gấp tấm đã bế theo đường lằn, dán keo hoặc ghim mép để thành thùng hoàn chỉnh, sau đó bó và xếp pallet.

Thùng carton thành phẩm sau dây chuyền sản xuất bìa carton và các máy in, bế, dán — Thùng giấy thành phẩm sau dây chuyền sản xuất bìa carton

Dây chuyền sản xuất bìa carton là mắt xích đầu của ngành bao bì giấy; chất lượng tấm sóng quyết định độ bền thùng và tỷ lệ hao hụt ở các máy in, bế phía sau. Xưởng có sản phẩm đa dạng hơn thường mở rộng sang dây chuyền sản xuất bao bì với máy in nhiều màu và máy bế phẳng. Đầu tư vào hệ thống điều khiển, kiểm tra tự động và thu thập dữ liệu giúp doanh nghiệp giảm phế phẩm, đổi đơn hàng nhanh và đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng.

Chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất bìa carton

Xưởng carton có ba yếu tố gây hỏng máy tính thông thường: bụi giấy mịn bám vào quạt và bo mạch, nhiệt độ cao và hơi ẩm quanh giàn sấy, hệ thống nấu keo, cùng rung động từ máy cắt và máy bế. Ba tiêu chí kỹ thuật khi chọn máy tính cho vị trí này: thiết kế không quạt, vỏ kín để bụi không vào trong; dải nhiệt độ làm việc rộng, ít nhất tới 60 °C; đủ cổng COM RS-232/485 và Ethernet để nối PLC dây chuyền, biến tần và camera kiểm tra. Với màn hình đặt tại máy, mặt trước phải đạt IP65 trở lên và dùng cảm ứng điện trở để thao tác được khi đeo găng. Cho vị trí đặt trong tủ điều khiển dây chuyền, máy tính công nghiệp không quạt Advantech ARK-2121F có 6 cổng COM, 6 cổng USB, ngõ vào ra số cách ly, nguồn vào 9–36 VDC và làm việc từ -20 đến 70 °C khi dùng SSD và linh kiện nhiệt rộng. Cho vị trí vận hành tại máy cắt hoặc máy in, panel PC công nghiệp Advantech TPC-1251T có màn hình 12,1 inch cảm ứng điện trở, mặt trước đạt IP66, không quạt, làm việc từ -20 đến 60 °C. Cho hệ thống camera kiểm tra lớp keo và kích thước tấm ở bước 6, AAEON BOXER-6640 là máy hộp không quạt thiết kế cho thị giác máy, có 2 cổng LAN, 4 cổng USB 3.2 và ngõ vào ra số 8 bit để nối camera và cơ cấu loại tấm lỗi. Để rà nhanh theo điều kiện lắp đặt thực tế, dùng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt.

Câu hỏi thường gặp về dây chuyền sản xuất bìa carton

Dây chuyền sản xuất bìa carton gồm những thành phần nào?

Một dây chuyền carton sóng tiêu chuẩn gồm trục giữ cuộn giấy, máy nối giấy tự động, lò sấy giấy mặt, máy sấy giấy sóng, máy cán sóng đơn mặt, cầu vận chuyển, hệ thống nấu keo, máy dán, giàn sấy đa tầng, máy cắt khổ cán lằn, máy cắt tấm, máy ra giấy xếp chồng tự động và hệ thống điều khiển. Phía sau là các máy in, bế, dán để thành thùng.

Quy trình sản xuất thùng carton diễn ra như thế nào?

Giấy cuộn được điều chỉnh độ ẩm và độ căng, cán sóng và quét keo thành tấm hai lớp, gia nhiệt và ép dính, ghép thêm lớp mặt để thành tấm sóng 3, 5 hoặc 7 lớp, rồi cắt ngang theo khổ, kiểm tra chất lượng và đếm xếp chồng. Tấm carton sau đó được in, cán lằn, bế, dán hoặc ghim thành thùng.

Sóng carton A, B, C, E khác nhau ở điểm nào?

Các loại sóng khác nhau về chiều cao sóng và số sóng trên một mét. Sóng A cao nhất, chịu nén tốt, dùng cho thùng chứa hàng nặng; sóng B thấp hơn, chịu đâm thủng tốt và in đẹp hơn; sóng C ở giữa, phổ biến nhất cho thùng vận chuyển; sóng E rất mỏng, dùng cho hộp bán lẻ cần in sắc nét. Thùng 5 lớp thường ghép hai loại sóng, ví dụ BC.

Máy tính công nghiệp cho xưởng carton cần đáp ứng gì?

Xưởng carton có bụi giấy mịn, nhiệt độ cao quanh giàn sấy, hơi keo và rung từ máy cắt. Máy tính cần thiết kế không quạt để không hút bụi vào bo mạch, dải nhiệt độ làm việc rộng, mặt trước đạt IP65 trở lên nếu là màn hình cảm ứng, và đủ cổng COM, Ethernet để nối PLC, biến tần và camera kiểm tra.

Dây chuyền sản xuất bìa Carton: Cấu tạo & Cách hoạt động