e-magazine - page 60

Food Focus Thailand
JUNE 2013 60
ส วนตัวกลองที่เป นกระดาษและสวนฝามาวางไว ที่ แมพิมพกอนเริ่ม
ฉีดขึ้นรูป โดยเราจะนำฝามายึ ดไวที่ แกนจับที่ หมุนได จากนั้ นจึงนำสวน
ตั วกล องที่เปนกระดาษมายึดไว บนแกนจับเดี ยวกั น แลวยายแกน
ดั งกลาวไปที่ เครื่องขึ้ นรูปแล วฉีดพลาสติกหลอมเหลวเขาไปอย าง
รวดเร็วภายในเวลาเพียง 40 มิลลิวิ นาที วงจรการฉีดขึ้นรูปแตละชิ้ นจะ
ใช เวลาเพียง 1.44 วินาที ซึ่งทำใหระบบนี้ เปนระบบฉีดขึ้นรูปที่รวดเร็ว
ที่ สุดในโลก และยังเป นระบบแรกที่ผสานอยู ภายในเครื่องบรรจุกลอง-
เครื่องดื่มรู ปทรงขวดแบบปลอดเชื้ออีกดวย
ก อนที่จะเดินหนาตอไปได เราตองทดสอบและพิสูจนว าแนวคิดนี้
จะประสบความสำเร็จได จริง เราเริ่มจากการออกแบบการทดสอบ
ทั่ วไปก อนเพื่อพิ สู จน แนวคิดพื้ นฐาน จากนั้นจึงสร างเครื่ องเพื่ อ
การทดสอบซึ่ งเปนกระบวนการที่ ตองใชวิ ศวกรและชั่ วโมงทำงาน
มากขึ้นอีกมาก
มุงหนาสูการผลิตเชิงอุตสาหกรรม
หลั งจากผานความท าทายเบื้องตนในการสรางและทดสอบแนวคิด
แล ว สิ่งต อมาที่เราตองเผชิ ญ คือ ความท าทายในการออกแบบซึ่งมี
ความยากขึ้นอี กระดับ โดยเป นการนำแนวคิดและเครื่องที่ สรางขึ้นเพื่อ
การทดสอบมาพั ฒนาใหเป นกระบวนการผลิตที่ สามารถเดินเครื่อง
ไดจริงในระดับอุตสาหกรรมและทำให มันผสานอยูภายในเครื่องบรรจุ
หนึ่งในความท าทายหลายๆ อยางในการออกแบบ คือ คุณสมบัติ
ทางกายภาพของส วนตอดานบนของกลองที่เป นพลาสติก เราตองการ
ให ส วนนี้ของกลองบาง เพื่ อให มั่ นใจไดว าพลาสติกเหลวจะแข็ งตั ว
อย างรวดเร็วหลังจากการขึ้นรูป แตมันจะต องแข็งแรงพอที่จะทนแรง
กระแทกได ดวยหากมีการตกหล น นอกจากนี้ เรายั งตองการวัสดุชนิ ด
ใหม ที่ ปองกั นแสงได เพื่อปกป องผลิตภั ณฑ ที่ บรรจุอยูภายใน
ซึ่งโดยปกติ แลวเราจะใช แผนอลูมิเนียมฟอยล แตในกรณีของกล อง-
ปลอดเชื้อทรงขวดรุ นใหม 1 สวนต อดานบนที่เปนพลาสติ กจะตอง
ทำหน าที่ในการปกปองแทน เพื่อคงอายุการเก็ บรักษาของผลิตภั ณฑ
เอาไว ซึ่งทำให ต องคิ ดคนส วนผสมพอลิเมอรสู ตรใหม ขึ้นเพื่ อ
วั ตถุประสงค นี้
ในการเชื่อมตอส วนตัวกลองและสวนฝาเขาดวยกั นในสายการ-
ผลิ ต ฝาจะถูกป อนเขาสูเครื่ องบรรจุภัณฑ โดยยึดไวที่ ปลายแกนจับ
ซึ่ งเป นแกนหมุนชนิ ดหนึ่ งที่จะหมุ นเปนขั้นๆ เครื่ องจะตัดวั สดุ -
บรรจุภั ณฑจากมวนวัสดุ เพื่ อสรางรูปทรงของกลอง แลวนำไปยึดจับไว
บนแกนเดียวกันกับฝา หลังจากนั้นจะสงแกนจั บที่ยึดจั บฝาและสวน
ตั วกลองที่ เปนกระดาษแข็งไวแล วเขาไปในแมพิมพ แลวจึงหลอขึ้นรูป
ส วนตอพลาสติ กดานบน เนื้อพลาสติ กที่หลอมไวจะปดผนึ กตั้งแตฝา
ไปจนถึงขอบกระบอกกลองกอนที่ส วนตอดานบนของกลองจะแข็งตัว
อยู ภายในแมพิมพ ความแตกตางดานนวั ตกรรมเมื่อเปรี ยบเทียบกับ
การฉี ดขึ้ นรูปแบบเดิ มอยู ที่ ว าเราได คิ ดคนระบบที่ มีแม พิมพแบบ
4 ชองอยูถึง 4 ตั ว แทนที่จะใชระบบฉีดขึ้นรูปแบบชองเดียว
Injection moulding is one of the most common manufacturing processes in
the world, used in manufacturing such products as mobile phones, computers,
sports equipment and DVDs. Simply put, materials are injected into a mould
to produce parts of a product. We have used this technology in the production
of our first carton bottle packages – for chilled products 2.
The Concept
Drawing on our experience we came up with a concept for injection moulding
which could keep production costs down and production times up: reduce
the size of the injection moulding equipment and integrate it into the filling
machine itself, simplifying the process as much as possible. To do that we
decided to place the sleeve and closure in the mould before the injection
moulding: We apply the closure on a rotating mandrel and in the next step we
put the paper board sleeve on the mandrel. The mandrel is then transferred
into a moulding tool where we inject melted plastic - in just 40 milliseconds.
One injection moulding cycle is 1.44 seconds and that makes this the fastest
injection moulding system in the world and the first that is integrated into the
aseptic carton bottle filling machine.
To progress, we needed to test the concept and demonstrate its viability.
We started by designing some very basic tests to validate the fundamental
idea and then developed a test rig, a process which took many more engineers
and man-hours.
Towards Industrial Production
Having overcome the initial challenge of coming up with an idea and testing
it, we were faced with the more difficult design challenge: transforming the
concept and test rig into a production process which could operate on an
industrial scale and become incorporated within the filling machine.
Among the many design challenges were the physical characteristics
required for the plastic top. We needed a thin top to ensure quick freezing of
the liquid plastic after moulding, but it needed to be robust enough to withstand
impact if dropped. In addition, we needed to find a new light barrier to protect
the product. We usually use aluminium foil, but in the case of the new aseptic
carton bottle1, the plastic top would also be performing this protective role to
ensure the shelf life of the product. This required coming up with a new recipe
of the polymer blend.
To bring the packaging sleeve and cap together on the production line,
the closure is supplied to the packaging machine where it is placed on top of
a mandrel, a type of spindle, which rotates step-wise. The packaging material
is cut from a roll to form a sleeve and is also placed on the same mandrel as
the closure. The mandrel with the closure and the cardboard sleeve is then