托盘热成型卷边设备及方法与流程

本发明涉及吸塑托盘生产，具体涉及托盘热成型卷边设备及方法。

背景技术：

1、吸塑托盘主要以pet、pvc、pp、ps等各种塑胶材料，通过吸塑和冲切工艺生产出来，以分隔、防震、陪衬为目的，所包装的产品多可包括玩具、文具、食品、工艺品和化妆品等多种领域。

2、目前市场上的大多数吸塑托盘，外边缘是用刀片直接冲切出来的，有外边缘锋利、尖锐的现象，存在割伤人体和外封包装膜的隐患。特别是对于食品类包装，割伤外封包装膜后容易影响所包装产品的保质期及外观。

3、据了解也出现了对吸塑托盘外边缘进行卷边的工艺，但无法实现外边缘向下再向内弯折并再次向上卷曲的封闭式半圆型卷边，而是向下卷曲的开放式卷边，这样的卷边结构强度不足，同时仍然存在锋利边缘割伤人体及外封包装膜的隐患。

4、因此需要开发一种生产设备，能够将吸塑托盘外边缘锋利、尖锐的部分卷曲成封闭式半圆形卷边，使人体和外封包装膜免于接触，从而保护人体不受到伤害，减少外封包装膜破损的影响。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种托盘热成型卷边设备及方法，通过模具加温进行卷边热成型，实现吸塑托盘的封闭式半圆形卷边，解决背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

3、托盘热成型卷边设备，包括工作台、卷边模具、压板、顶板、控制箱和启停开关，所述卷边模具包括热模和冷成型模，所述冷成型模固定安装在所述工作台上，所述热模固定安装在所述冷成型模上方，所述压板设置在所述热模上方，所述压板上方设有压板气缸，所述压板气缸通过立柱固定安装在所述工作台上，所述压板气缸可控制所述压板下行和上行，所述压板用于将托盘产品向下压入所述卷边模具进行卷边成型，所述顶板安装在所述冷成型模内部，设有顶板气缸，可控制所述顶板上行和下行，所述顶板用于将卷边成型后的托盘产品向上顶出；所述热模设有加热机构，所述冷成型模设有制冷机构，所述控制箱与所述加热机构和所述制冷机构连接，用于设置所述加热机构和所述制冷机构的温度参数，所述控制箱还与所述压板气缸和所述顶板气缸连接，用于设置所述压板气缸和所述顶板气缸的速度参数，所述启停开关安装在所述工作台侧面，与所述控制箱连接，用于控制所述托盘热成型卷边设备开启和关闭，所述托盘热成型卷边设备还设有电源装置。

4、进一步地，所述热模为中空的方形结构，中间可供托盘产品通过，内壁上部设有斜坡开口，内壁为垂直面，下方四角设有安装脚；所述冷成型模为盒状结构，内部可容纳托盘产品，上部内侧设有卷边成型槽，上表面四角设有安装柱；所述热模的安装脚与所述冷成型模的安装柱连接进行安装固定。

5、进一步地，所述顶板为凹形结构，内部侧面为弧形护壁，用于适应托盘产品底部形状托住托盘产品；所述顶板底面设有气缸安装位一，以及顶杆孔一，所述冷成型模底面设有气缸安装位二、顶杆孔二，所述气缸安装位一、气缸安装位二安装时对准，用于安装所述顶板气缸；所述顶杆孔一、顶杆孔二安装时中心对齐，用于安装顶杆，所述顶杆用于通过所述顶杆气缸的作用将所述顶板向上顶起或向下拉回；所述冷成型模底面还设有安装孔，用于将所述冷成型模固定安装在所述工作台上。

6、进一步地，所述冷成型模的卷边成型槽是围绕所述冷成型模上部内边缘延伸的连续凹槽，用于对托盘产品外边缘进行卷边成型。根据需要，托盘产品卷边包括1/3半圆、半圆、2/3半圆三种形状，通过所述卷边成型槽对应设置1/3半圆、半圆、2/3半圆三种造型完成。

7、进一步地，所述压板设置的压板气缸，气压为5-8kg，由电磁阀控制；所述压板底部与托盘产品接触的底板采用绝缘板材质。

8、进一步地，所述顶板设置的顶板气缸，气压为5-8kg。

9、进一步地，所述热模的加热机构为所述热模上半部分外侧设置的发热管，用于将所述热模加热，通过温控表和可控硅来控制其工作温度；所述制冷机构包括在所述冷成型模外部四周设置的水循环管路，以及工业冷水机，利用所述工业冷水机控制所述冷成型模工作温度。

10、为实现托盘产品卷边，所述压板、热模、冷成型模和托盘产品的尺寸需要进行匹配。以托盘产品俯视时的长边为例，托盘产品未卷边时的外围宽度记为a，托盘产品卷边完成后的外围宽度记为b；所述压板底部与托盘产品上表面接触的底板，其宽度为b，所述压板的底板外围还设有裙边，所述裙边为软性塑料材质，所述两侧裙边的宽度加上所述底板的宽度为a；所述热模上部斜坡开口上边缘宽度为a,下边缘宽度为b，内壁宽度为b；所述冷成型模内壁宽度加上卷边成型槽宽度为b，所述热模内壁下沿与所述冷成型模卷边成型槽外沿对齐；托盘产品俯视时短边与所述压板、热模、冷成型模的尺寸关系以此类推。

11、基于所述托盘热成型卷边设备，本发明提供托盘热成型卷边方法，包括如下步骤：

12、s1、启动托盘热成型卷边设备的加热机构和制冷机构，使热模和冷成型模分别达到预定的高温和低温范围；

13、s2、操作员将待卷边的托盘产品放进卷边模具，使托盘产品上边缘与热模上边缘，即斜坡开口的上边缘接触；

14、s3、按下启动开关，压板气缸推动压板往下压，压板的底板接触到托盘产品上边缘后暂停；压板推动托盘产品下行进入到热膜内部，利用热模内壁的高温使待卷边部位受热并弯曲，直至推动托盘产品进入冷成型模，其上边缘卷曲的底部接触到卷边成型槽，

15、s4，压板继续下压，在持续下行过程中进入卷边成型槽中向内卷，形成卷边造型，直至托盘产品底部被顶板顶住，暂停，利用冷成型模内壁的低温对卷边进行冷却定型；

16、s5，托盘产品卷边定型后，压板退回上方初始位置，顶板气缸动作顶起顶板，将托盘产品顶到卷边模具上方，操作员取出。

17、其中，步骤s3具体包括如下步骤：

18、s31，压板推动托盘产品下行，过程中托盘产品外边缘接触热膜内壁受热变软，由于压板底板的外围裙边压住托盘产品外边缘，在斜坡开口宽度逐渐变小的同时使外边缘向下弯曲，直至托盘产品被推动到热模内第一个设定位置，即托盘产品上边缘对齐热模斜坡开口的下边缘，暂停；压板地板裙边在下行过程并被压紧收缩，至对齐热模斜坡开口的下边缘时已压紧；

19、s32，压板继续推动托盘产品下行，直至托盘产品被推动到热模内第二个设定位置，暂停；

20、s33，压板继续推动托盘产品下行，直至托盘产品被推动到热模内第三个设定位置，即托盘产品进入冷成型模，其上边缘卷曲的底部接触到卷边成型槽，暂停。

21、上述托盘热成型卷边方法实施过程中，热模的温度控制在70°至110°之间，冷成型模的温度控制在1°至10°之间。

22、所述热模斜坡开口的斜面与垂直面的角度为30°至60°。

23、上述步骤s3中，压板三次下行每次时间1-4秒，托盘产品在热模内暂停三次，每次时间0.1-2秒。

24、上述操作中，托盘产品卷边成型的原理是：托盘产品卷边要能最终形成预定的形状，难点在于卷边第一处折弯，要能够形成直角，其折弯角的半径越小越好，同时待卷边的部分需要充分受热变软，这样才能在外边缘进入到卷边成型槽时沿槽底曲面顺利卷曲，最后冷却定型。通过本发明的模具结构设计和操作方法设计，受热模内壁高温、热模斜坡开口的斜度、压板下压的压力，以及压板地板外围裙边的作用，托盘产品外边缘能够有效地向下弯折；通过三次下压并暂停，由于托盘产品本身具有一定的弹性，使托盘产品外边缘弯折部分紧贴热模内壁，弯折角度越来越小，接近直角；待托盘产品外边缘接触到卷边成型槽时，已充分加热完成。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、卷边后的托盘产品，人体及外封包装膜因接触不到锋利、尖锐的外边缘，而得到保护，不易收到损伤，以及使所包装产品变质或外观受影响；

27、2、托盘四周外边缘因卷边成半圆形，也增加了托盘整体的承重能力；

28、3、通过卷边模具的造型以及生产过程参数控制，将托盘产品卷边成1/3半圆、半圆、2/3半圆，形成产品在终端包装生产线上所需的不同堆叠间距，而使产品下游客户自动包装生产线上使用更加顺畅；

29、4、本发明可适用于pet、pvc、pp、ps材质，所有吸塑成型托盘类食品包装盒；

30、5、本发明提供的吸塑成型冲切卷边联线自动化生产设备及方法，生产出来的卷边产品与传统工艺相比，人工成本更低，只有传统工艺的1/10，耗能更低，省电90%，质量更高，减少了不良品；

31、6、热模斜坡开口以及内壁垂直、压板地板外围裙边的设计，以及托盘产品在热模内三次下压并暂停的设计，使托盘产品外边缘弯折角度小，接近直角，成型效果好。

技术特征：

1.托盘热成型卷边设备及方法，其特征在于：包括工作台、卷边模具、压板、顶板、控制箱和启停开关，所述卷边模具包括热模和冷成型模，所述冷成型模固定安装在所述工作台上，所述热模固定安装在所述冷成型模上方，所述压板设置在所述热模上方，所述压板上方设有压板气缸，所述压板气缸通过立柱固定安装在所述工作台上，所述压板气缸可控制所述压板下行和上行，所述压板用于将托盘产品向下压入所述卷边模具进行卷边成型，所述顶板安装在所述冷成型模内部，设有顶板气缸，可控制所述顶板上行和下行，所述顶板用于将卷边成型后的托盘产品向上顶出；所述热模设有加热机构，所述冷成型模设有制冷机构，所述控制箱与所述加热机构和所述制冷机构连接，用于设置所述加热机构和所述制冷机构的温度参数，所述控制箱还与所述压板气缸和所述顶板气缸连接，用于设置所述压板气缸和所述顶板气缸的速度参数，所述启停开关安装在所述工作台侧面，与所述控制箱连接，用于控制所述托盘热成型卷边设备开启和关闭，所述托盘热成型卷边设备还设有电源装置。

2.根据权利要求1所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：所述热模为中空的方形结构，中间可供托盘产品通过，内壁上部设有斜坡开口，内壁为垂直面，下方四角设有安装脚；所述冷成型模为盒状结构，内部可容纳托盘产品，上部内侧设有卷边成型槽，上表面四角设有安装柱；所述热模的安装脚与所述冷成型模的安装柱连接进行安装固定。

3.根据权利要求1所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：所述顶板为凹形结构，内部侧面为弧形护壁，用于适应托盘产品底部形状托住托盘产品；所述顶板底面设有气缸安装位一，以及顶杆孔一，所述冷成型模底面设有气缸安装位二、顶杆孔二，所述气缸安装位一、气缸安装位二安装时对准，用于安装所述顶板气缸；所述顶杆孔一、顶杆孔二安装时中心对齐，用于安装顶杆，所述顶杆用于通过所述顶杆气缸的作用将所述顶板向上顶起或向下拉回；所述冷成型模底面还设有安装孔，用于将所述冷成型模固定安装在所述工作台上。

4.根据权利要求1所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：所述冷成型模的卷边成型槽是围绕所述冷成型模上部内边缘延伸的连续凹槽，用于对托盘产品外边缘进行卷边成型；托盘产品卷边包括1/3半圆、半圆、2/3半圆三种形状，所述卷边成型槽对应设置1/3半圆、半圆、2/3半圆三种造型。

5.根据权利要求1所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：所述压板设置的压板气缸，气压为5-8kg，由电磁阀控制；所述压板底部与托盘产品接触的底板采用绝缘板材质；所述顶板设置的顶板气缸，气压为5-8kg。

6.根据权利要求1所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：所述热模的加热机构为所述热模上半部分外侧设置的发热管，用于将所述热模加热，通过温控表和可控硅来控制其工作温度；所述制冷机构包括在所述冷成型模外部四周设置的水循环管路，以及工业冷水机，利用所述工业冷水机控制所述冷成型模工作温度。

7.根据权利要求2所述的托盘热成型卷边设备，其特征在于：以托盘产品俯视时的长边为例，托盘产品未卷边时的外围宽度记为a，托盘产品卷边完成后的外围宽度记为b；所述压板底部与托盘产品上表面接触的底板，其宽度为b，所述压板的底板外围还设有裙边，所述裙边为软性塑料材质，所述两侧裙边的宽度加上所述底板的宽度为a；所述热模上部斜坡开口上边缘宽度为a,下边缘宽度为b，内壁宽度为b；所述冷成型模内壁宽度加上卷边成型槽宽度为b，所述热模内壁下沿与所述冷成型模卷边成型槽外沿对齐；托盘产品俯视时短边与所述压板、热模、冷成型模的尺寸关系以此类推。

8.根据权利要求7所述托盘热成型卷边设备的托盘热成型卷边方法，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的托盘热成型卷边方法，其中步骤s3具体包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的托盘热成型卷边方法，其特征在于：热模的温度控制在70°至110°之间，冷成型模的温度控制在1°至10°之间；所述热模斜坡开口的斜面与垂直面的角度为30°至60°；步骤s3中压板三次下行每次时间1-4秒，托盘产品在热模内暂停三次，每次时间0.1-2秒。

技术总结
本发明公开了托盘热成型卷边设备及方法，设备包括工作台、卷边模具、压板、顶板、控制箱和启停开关，所述卷边模具包括热模和冷成型模，卷边模具包括热模和冷成型模，还设有压板气缸、顶板气缸、热模加热机构和冷模制冷机构；通过压板将托盘产品压入卷边模具，通过热模和冷成型成型模的结构和温度控制，使产品下行过程中产生形变，实现卷边定型。本发明所生产的卷边吸塑托盘，卷边折弯接近直角，造型效果好，能保护人体及外封包装膜不易受损伤，增加产品承重能力，形成产品合理堆叠间距，适合PET、PVC、PP、PS等材质吸塑成型托盘类食品包装盒的卷边成型。

技术研发人员：莫合兰
受保护的技术使用者：合正塑胶（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5