Máquina de encadernação: o guia completo para embalagens cartonadas automáticas

Uma máquina de encartuchamento é uma das máquinas mais importantes em uma linha automatizada de embalagem secundária. Ele é usado para montar caixas, carregar produtos, inserir folhetos quando necessário, fechar caixas e descarregar embalagens acabadas para codificação, inspeção, embalagem de caixas ou paletização.

Para os fabricantes das indústrias alimentícia, farmacêutica, de dispositivos médicos, de cosméticos, de produtos químicos diários e agroquímicos, a embalagem manual em caixas pode rapidamente se tornar um gargalo. Os operadores devem abrir as caixas, colocar os produtos, verificar a orientação, inserir instruções, fechar as abas e acompanhar a produção anterior. À medida que a produção aumenta, a operação manual pode levar a qualidade de embalagem inconsistente, alta dependência de mão de obra e rastreabilidade limitada da produção.

Uma máquina de encadernação automática ajuda a padronizar o processo de embalagem cartonada. Ele pode se conectar a equipamentos de enchimento, contagem, empacotamento, empacotamento, etiquetagem ou inspeção, e também pode alimentar caixas acabadas diretamente para embaladoras de caixas, controladores de peso, sistemas de etiquetagem e paletizadores.

Este guia explica como funcionam as máquinas de embalagem, quais tipos estão disponíveis, quais indústrias as utilizam e como escolher a solução de embalagem certa para o seu produto.

Uma máquina de encadernação, também chamada de encartuchadora ou máquina automática de embalagem de papelão, é projetada para embalar produtos em caixas dobráveis. Dependendo do produto e do estilo da caixa, a máquina pode executar diversas funções em um processo contínuo:

• alimentação em branco da caixa

• abertura e formação de caixas

• alimentação e posicionamento do produto

• folheto ou inserção de instruções

• carregamento do produto na caixa

• dobramento de aba

• fechamento por dobra ou vedação com cola

• impressão ou etiquetagem de código

• produto faltando e detecção de caixa faltando

• descarga de caixa acabada

As máquinas de encartuchamento são amplamente utilizadas para produtos como garrafas, blisters, sachês, bolsas, tubos, embalagens adesivas, bandejas, sabonetes, pasta de dente, caixas de alimentos, dispositivos médicos, produtos cosméticos e produtos químicos diários.

Em muitos projetos, a encartuchadora não é uma máquina independente. Faz parte de uma linha completa de embalagens, trabalhando em conjunto com alimentadores de produtos, sistemas de inspeção visual, etiquetadoras, controladores de peso, embaladoras de caixas e sistemas de paletização.

Embora os designs das máquinas de encadernação variem, o processo básico geralmente inclui as etapas a seguir.

Caixas planas são carregadas em um magazine de caixas. A máquina separa uma caixa de papelão por vez e a transfere para a posição de formação. O magazine de caixas geralmente pode ser ajustado de acordo com o comprimento, largura e espessura da caixa.

Para produção multi-SKU, o design do magazine deve permitir trocas convenientes. Se os tamanhos das caixas variam frequentemente, os pontos de ajuste, as escalas e a estrutura de travamento são importantes para a operação diária.

A máquina usa ventosas a vácuo ou dispositivos mecânicos de formação para abrir a caixa plana. A caixa aberta é então colocada em uma corrente de transporte de caixa, bolso ou estação rotativa.

A formação correta da embalagem é um dos pontos-chave do desempenho da embalagem. A má qualidade da caixa, linhas de vinco incorretas, cartão fraco ou sucção instável podem causar falha na abertura da caixa ou atolamentos na caixa.

Os produtos são alimentados na máquina de embalagem por meio de um sistema de alimentação adequado. O método de alimentação depende do formato, tamanho, peso, velocidade e requisitos de orientação do produto.

Os sistemas de alimentação comuns incluem:

• transportador de alimentação manual

• sistema de alimentação por correia

• sistema de alimentação servo empurrador

• transportador de caçamba

• alimentação de revista

• sistema de contagem e agrupamento

• alimentação robótica pick-and-place

• sistema de alimentação guiado por visão

• decodificador de garrafas e transportador de indexação

Para sachês pequenos, embalagens stick, soft bags, garrafas, bandejas ou produtos irregulares, o sistema de alimentação costuma ser mais importante do que a própria encartuchadora. Um alimentador bem projetado garante que os produtos entrem na caixa na quantidade, direção e posição corretas.

Em embalagens farmacêuticas, de dispositivos médicos, cosméticos e de saúde, a máquina pode precisar inserir folhetos dobrados, manuais de instruções, cartões de garantia ou certificados.

A alimentação de folhetos pode ser integrada com sensores de detecção para verificar se o folheto está presente antes do fechamento da caixa. Para projetos de UDI ou de rastreabilidade, o folheto, o produto, a embalagem e o rótulo também podem precisar ser vinculados por meio de códigos de barras ou sistemas de coleta de dados.

Uma vez que a caixa e o produto estejam em posição, o produto é empurrado, colocado ou largado na caixa. Na embalagem horizontal, o produto geralmente é empurrado lateralmente. Na embalagem vertical, o produto é carregado por cima.

O sistema de carregamento deve corresponder às condições do produto. Para produtos frágeis, a placa de impulso, o trilho-guia e o curso de carregamento devem ser projetados para reduzir o impacto e evitar arranhões, esmagamento ou deslocamento do produto.

Após o carregamento, as abas da caixa são dobradas e fechadas. Os dois métodos de fechamento mais comuns são:

• fechamento de dobra

• selagem com cola quente

O fechamento dobrável é amplamente utilizado para muitas caixas dobráveis ​​e permite a abertura da caixa após a embalagem. A vedação com cola proporciona um fechamento mais forte e é frequentemente usada quando a caixa deve permanecer hermeticamente fechada durante o transporte ou exposição na prateleira.

Uma linha completa de embalagem geralmente inclui pontos de inspeção antes e depois do fechamento da caixa. As inspeções típicas incluem:

• detecção de presença de produto

• detecção de presença de caixa

• detecção de presença de folheto

• verificação de código de barras

• Inspeção OCR ou OCV

• inspeção de peso

• detecção de fechamento de flap

• rejeitar confirmação

Se um erro for detectado, a caixa poderá ser rejeitada antes de entrar no próximo processo. Isso ajuda a evitar que caixas defeituosas cheguem à embalagem ou remessa.

As caixas acabadas são descarregadas em um transportador e podem ser conectadas a equipamentos posteriores, como:

• controlador de peso

• máquina de rotulagem

• sistema de inspeção visual

• empacotador de caixas

• máquina de empacotamento de papelão

• montador de caixas

• selador de caixa

• paletizador

Para automação completa, o layout deve considerar o buffer entre a encartuchadora e o equipamento posterior. Isto evita que paradas curtas afetem toda a linha de produção.

Uma máquina de encadernação horizontal carrega os produtos nas caixas pela lateral. É comumente usado para produtos que podem ser empurrados horizontalmente, como frascos, tubos, sachês, bolsas, blisters, barras, sabonetes, pasta de dente e pequenas bandejas.

As encartuchadoras horizontais são amplamente utilizadas em embalagens alimentícias, farmacêuticas, químicas diárias, cosméticas e agroquímicas. Elas podem ser projetadas como máquinas de movimento intermitente ou de movimento contínuo, dependendo da velocidade e dos requisitos de manuseio do produto.

As aplicações típicas incluem:

• embalagem de sachês

• embalagem de garrafas

• embalagem blister

• embalagem de pacote stick

• embalagem de pasta de dente

• embalagem de sabão

• embalagem de bolsa médica

• embalagem de produtos alimentícios

Uma encartuchadora vertical carrega os produtos por cima. É adequado para produtos que são mais fáceis de colocar ou colocar verticalmente na caixa. Este tipo de encartuchadeira é frequentemente usado para garrafas, potes, bolsas, sacolas e produtos que requerem embalagem de carga superior.

As encartuchadoras verticais são úteis quando o produto não pode ser empurrado lateralmente ou quando a orientação da caixa é melhor manuseada na posição vertical.

Uma máquina de encadernação de movimento intermitente move produtos e caixas passo a passo. É adequado para produção de média velocidade e produtos que requerem manuseio mais controlado.

Este tipo de máquina é comumente usado quando a alimentação do produto, a inserção de folhetos ou a inspeção precisam de mais tempo em cada estação.

Uma encartuchadora de movimento contínuo mantém as caixas e os produtos em movimento durante a operação. Geralmente é selecionado para aplicações de alta velocidade onde as caixas, a alimentação do produto e o fechamento podem ser sincronizados suavemente.

Encartuchadoras de movimento contínuo exigem alimentação precisa e qualidade estável da caixa. Eles são frequentemente usados ​​em linhas de produção em larga escala.

Um sistema robótico de embalagem utiliza robôs delta, robôs colaborativos ou outros mecanismos robóticos para coleta, agrupamento e carregamento de produtos. É útil para produtos que chegam aleatoriamente, exigem posicionamento visual ou precisam de padrões de embalagem flexíveis.

Os sistemas robóticos são frequentemente usados ​​quando o formato do produto é irregular, a direção de alimentação muda frequentemente ou vários SKUs compartilham uma linha de produção.

As máquinas de encadernação são usadas em muitas indústrias. A solução correta depende das características do produto, estilo da caixa, velocidade de produção, requisitos de inspeção e método de embalagem posterior.

Os fabricantes de alimentos usam máquinas de encartuchamento para massas, macarrão, cápsulas de café, chocolate, balas, salgadinhos tufados, sorvetes, sachês, sacolas e produtos alimentícios preparados.

As principais preocupações do projeto incluem proteção do produto, estrutura higiênica, limpeza fácil e conexão suave com sistemas de pesagem, enchimento, embalagem ou embalagem a montante.

As linhas de embalagem de dispositivos farmacêuticos e médicos geralmente exigem inserção de folhetos, verificação de código de barras, rotulagem UDI, inspeção visual, controle de rejeição e gerenciamento de dados de lote.

Os produtos típicos incluem blisters, tiras de teste, bolsas médicas, produtos para lentes de contato, implantes dentários, produtos para nariz artificial, chupetas e consumíveis médicos.

As máquinas de embalagem de cosméticos são usadas para frascos de loções, tubos, potes, sabonetes, máscaras, produtos para cuidados nasais, pasta de dente e produtos para a pele.

Para estes produtos, a aparência da caixa e a proteção da superfície do produto são importantes. Empurrão suave, orientação precisa e prevenção de arranhões devem ser considerados no projeto.

As embalagens de produtos químicos diários podem incluir produtos detergentes, líquidos repelentes de mosquitos, detergentes para louça, xampus, líquidos para banho de pés e produtos de higiene doméstica.

Dependendo do produto, a linha pode incluir envase, tamponamento, etiquetagem, encartuchamento, encaixotamento e paletização.

Produtos agroquímicos, como pequenos sachês, ampolas, frascos e sacos, podem exigir alimentação anti-vazamento, manuseio cuidadoso do produto e projeto de equipamento focado na segurança.

Para embalagens de pesticidas líquidos ou produtos químicos, as seções de enchimento e embalagem podem precisar de proteção adicional, ventilação ou design à prova de explosão, dependendo das propriedades do produto e dos regulamentos locais.

O magazine de caixas armazena embalagens planas e as alimenta uma por uma. Deve ser projetado de acordo com o tamanho da caixa, espessura do cartão e velocidade de produção.

O sistema de montagem de caixas abre caixas planas e as transfere para o sistema de transporte de caixas. Ventosas a vácuo, guias de formação mecânica e dispositivos de posicionamento de caixas são comumente usados.

O sistema de alimentação de produtos controla como os produtos entram na área de embalagem. Pode incluir correias, baldes, servo empurradores, unidades de contagem, selecionadores robóticos ou posicionamento guiado por visão.

O sistema de carregamento move o produto para dentro da caixa. Os servo empurradores são frequentemente usados ​​quando são necessários controle preciso do curso e ajuste da receita.

O sistema de fechamento dobra as abas da caixa e fecha a caixa dobrando-a ou selando-a com cola. Para caixas dobráveis, a sequência de dobramento da aba e o desenho da guia devem corresponder à estrutura da caixa.

Sensores, câmeras, scanners e controladores de peso podem ser adicionados de acordo com os requisitos do produto. As caixas defeituosas podem ser removidas automaticamente antes da embalagem posterior.

O sistema de controle geralmente inclui CLP, IHM, servoacionamentos, sensores, circuitos de segurança e receitas de máquina. Para produção com vários SKUs, o gerenciamento de receitas ajuda a reduzir erros de troca.

Portas de segurança, proteções, paradas de emergência, intertravamentos e luzes de advertência são comumente usados ​​para proteger os operadores durante a operação e manutenção.

Antes de projetar a máquina, os fornecedores precisam entender:

• tamanho e peso do produto

• forma e material do produto

• condição de alimentação do produto

• requisito de orientação do produto

• número de produtos por caixa

• se o produto é frágil, macio, pegajoso, empoeirado ou instável

Por exemplo, uma garrafa rígida e uma bolsa macia requerem métodos de alimentação e carregamento muito diferentes.

A qualidade da embalagem tem efeito direto na operação da máquina. Os seguintes detalhes devem ser verificados:

• comprimento, largura e altura da caixa

• espessura do cartão da caixa

• qualidade da linha de vinco

• estilo dobrado ou selado com cola

• estrutura de aba

• direção de impressão

• direção de abertura da caixa

Caixas de amostras devem ser fornecidas para teste sempre que possível.

A velocidade necessária deve ser calculada com base nas necessidades reais de produção e não apenas na velocidade máxima teórica. A velocidade depende de:

• saída do equipamento upstream

• método de alimentação do produto

• tamanho da caixa

• quantidade de carregamento

• requisitos de inspeção

• capacidade de buffer downstream

Se o processo upstream for instável, pode ser necessário adicionar um transportador tampão.

O sistema de alimentação deve ser selecionado com base nas características do produto. Para produtos regulares, a alimentação mecânica pode ser suficiente. Para produtos irregulares, produtos multiorientados ou alimentação aleatória em alta velocidade, a alimentação robótica ou guiada por visão pode ser mais adequada.

Diferentes indústrias exigem diferentes níveis de inspeção. As embalagens de alimentos podem precisar de verificação de peso e inspeção de código. A embalagem de dispositivos médicos pode exigir verificação de código UDI, inspeção OCR/OCV e agregação de dados. As embalagens farmacêuticas podem exigir detecção de folhetos e gerenciamento de registros de lote.

Se a máquina for capaz de lidar com vários tamanhos de caixas ou produtos, o projeto de troca torna-se importante. Os pontos de ajuste devem estar acessíveis e claramente marcados. Ajustes servo-acionados e controle de receita podem ser considerados quando as alterações de SKU são frequentes.

Uma encartuchadora geralmente é conectada a uma empacotadora ou paletizadora. A direção de descarga da caixa acabada, altura, velocidade e espaço de armazenamento devem ser considerados durante o projeto do layout.

A máquina deve ser de fácil acesso para limpeza, ajuste e manutenção. Portas de segurança, paradas de emergência, intertravamentos e mensagens de alarme devem ser incluídas no projeto.

Uma máquina de encartuchamento embala os produtos em pequenas caixas dobráveis. Um empacotador de caixas embala caixas, garrafas, bolsas ou outras unidades acabadas em caixas de transporte maiores.

Em uma linha de embalagem completa, essas duas máquinas geralmente trabalham juntas:

1. Embalagem primária do produto

2. Alimentação e agrupamento de produtos

3. Encartuchamento automático

4. Inspeção de código ou verificação de peso

5. Embalagem automática de caixas

6. Vedação da caixa

7. Rotulagem

8. Paletização

Para clientes que planejam a automação de linha completa, é melhor considerar a encartuchadora e a encartuchadora juntas desde o início. Isso permite melhor planejamento de layout, controle de fluxo de caixas e conexão de dados.

As modernas linhas de embalagem não são apenas sistemas de embalagem mecânica. Muitos clientes também exigem inspeção, coleta de dados e rastreabilidade.

As opções comuns incluem:

• leitor de código de barras

• Câmera OCR/OCV

• Impressão e verificação de etiquetas UDI

• detecção de folheto

• sensor de presença do produto

• sensor de presença de caixa

• inspeção de peso

• rejeição de produto ausente

• rejeição de código incorreto

• agregação de código interno e externo

• exportação de dados em lote

• controle de permissão do usuário

• trilha de auditoria

• relatório de produção

Para dispositivos médicos e produtos farmacêuticos, a rastreabilidade pode conectar dados de produtos, dados de embalagens, dados de casos e registros de lotes de produção. Isso ajuda a apoiar o controle de qualidade e a documentação regulatória.

Para receber uma proposta técnica precisa, prepare as seguintes informações:

• nome do produto

• tamanho e peso do produto

• fotos ou desenhos de produtos

• requisito de orientação do produto

• número de produtos por caixa

• velocidade da máquina a montante

• tamanho da caixa

• estilo de caixa

• desenho de caixa

• material e espessura do cartão

• fechamento dobrável ou selado com cola

• amostras de caixa, se disponíveis

• velocidade alvo

• horas de trabalho por dia

• número de SKUs

• frequência de mudança

• layout de fábrica disponível

• tensão e fornecimento de ar

• exigência de limpeza ou GMP

• inspeção de código de barras ou código QR

• Requisito de OCR/OCV

• detecção de folheto

• controlador de peso

• método de rejeição

• sistema de rastreabilidade

• requisito de exportação de dados

• conexão com empacotador de caixas

• conexão à máquina de etiquetagem

• conexão com paletizador

• exigência de transportador de buffer

• formato final da embalagem

Quanto mais completas as informações, mais precisos serão o projeto e a cotação da máquina.

Uma máquina de encadernação pode embalar garrafas, tubos, sachês, bolsas, blisters, barras, bandejas, sabonetes, pasta de dente, dispositivos médicos, produtos alimentícios, cosméticos e produtos químicos de uso diário. O sistema de alimentação e carregamento deve ser projetado de acordo com as características do produto.

Uma máquina de encadernação horizontal carrega os produtos pela lateral. Uma máquina de encadernação vertical carrega os produtos por cima. As encartuchadoras horizontais são amplamente utilizadas para produtos que podem ser colocados em caixas. As encartuchadoras verticais são adequadas para produtos que são mais fáceis de colocar ou colocar nas caixas por cima.

Sim. A alimentação e inserção de folhetos podem ser integradas na máquina de encadernação. Sensores de detecção também podem ser adicionados para confirmar a presença de folhetos antes do fechamento da caixa.

Sim, muitas máquinas de encadernação podem ser ajustadas para diferentes tamanhos de caixas dentro de uma faixa de tamanho definida. O tempo real de troca depende do projeto da máquina, dos pontos de ajuste e se o controle da receita do servo está incluído.

As causas comuns incluem caixa de baixa qualidade, linhas de vinco fracas, empilhamento incorreto da caixa, sucção a vácuo instável, ventosas desgastadas ou ajuste incorreto do carregador.

Depende dos requisitos do produto e da caixa. O fechamento por dobra é comum e permite uma abertura mais fácil. A vedação com cola proporciona um fechamento mais forte e é adequada para caixas que exigem melhor resistência de vedação durante o transporte.

Sim. Uma máquina de encadernação pode descarregar caixas acabadas em um transportador, sistema de agrupamento ou empacotadora robótica. Para uma operação tranquila, o layout, a correspondência de velocidade e a capacidade do buffer devem ser planejados com antecedência.

Muitos projetos de embalagens de dispositivos médicos exigem impressão, verificação e coleta de dados UDI. O requisito exato depende do produto, do mercado e das regras regulatórias. Para este tipo de projeto, a linha de encartuchamento deve ser projetada com funções de leitura de código, verificação de etiqueta, rejeição e gerenciamento de dados.

Uma máquina de encadernação é uma parte fundamental da embalagem cartonada automática. Ajuda os fabricantes a reduzir o manuseio manual, melhorar a consistência da embalagem, integrar a inspeção e conectar embalagens secundárias com embalagem de caixas e paletização.

Contudo, a melhor solução de embalagem não é determinada apenas pela velocidade da máquina. As características do produto, a estrutura da caixa, o método de alimentação, os requisitos de inspeção, a rastreabilidade, a troca e a integração downstream precisam ser considerados.

A SieracTech fornece soluções de encartuchamento automático para aplicações de embalagens alimentícias, farmacêuticas, de dispositivos médicos, cosméticas, químicas diárias e industriais. De acordo com o seu produto, tamanho da caixa, exigência de velocidade e layout da fábrica, podemos ajudar a projetar uma máquina de embalagem adequada ou uma linha de embalagem completa.

Se você estiver planejando um novo projeto de embalagem cartonada automática, envie-nos amostras de produtos, desenhos de caixas, velocidade alvo e requisitos de inspeção. Nossa equipe ajudará a avaliar o processo e fornecerá uma solução técnica prática para sua linha de produção.

Precisa de uma máquina de encartuchamento para o seu produto? Entre em contato com a SieracTech para discutir seu projeto de embalagem cartonada automática.