نحوه کاهش جوش های تاول در بسته بندی دارویی: سایش ابزار برش, انتخاب مواد و راه حل های تراز قالب

بریدگی روی بسته های تاول یک مسئله رایج در فرآیند پانچ تاول است

مقدمه

آیا این وضعیت را در تولید دیده اید. در آغاز, را دستگاه بسته بندی تاول زده لبه های بسته تاول را تمیز می کند, و لبه ها صاف و بدون فرز به نظر می رسند.

بعد از چندین ماه دویدن مداوم, شرایط تغییر می کند. کیفیت لبه روی بسته تاولی شروع به کاهش می کند, و علائم زبر کوچک در امتداد خط برش ظاهر می شود.

این الگو در کف مغازه کم نیست. پارامترهای دستگاه بدون تغییر باقی می مانند, و سرعت تولید نیز ثابت می ماند. اما کیفیت لبه در سوابق خروجی روزانه در حال تغییر است.

سیاهههای مربوط به تعمیر و نگهداری اغلب به یک جهت اشاره می کنند. سایش پیشرونده ابزار برش پانچ در داخل ایستگاه برش. لبه های ابزار پس از چرخه های مکرر مهر زنی وضوح خود را از دست می دهند. آسیب لبه میکرو مرحله به مرحله ایجاد می شود, و رفتار برش از شکستگی تمیز به پارگی جزئی تغییر می کند.

این مقاله مکانیزم را در سه قسمت توضیح می دهد. نحوه تشکیل تاول در حین برش. چگونه مواد ابزار بر رفتار سایش تأثیر می گذارد. چگونه تراز قالب ثبات لبه را تغییر می دهد. مراحل تصحیح میدان نیز گنجانده شده است.

اقلام کلیدی

• ریزتراشه پس از مهر زنی مکرر از لبه پانچ شروع می شود.
• تراز ماشین نیز بر توزیع فرز تأثیر می گذارد.
• انتخاب مواد ابزار برش سرعت سایش و ثبات لبه را کنترل می کند.
• چگونه مشکل تاول زدن را حل کنیم?

1. نحوه تشکیل برزهای تاول در فرآیند برش دستگاه بسته بندی تاول

استرس در خط تماس بین مواد پانچ و بسته تاول در طول برش ایجاد می شود. نیرو به طور مساوی در سراسر لبه توزیع نمی شود. بیشترین بار در ناحیه نوک پانچ در داخل ایستگاه برش دستگاه بسته بندی تاول باقی می ماند.

وقتی لبه پانچ تیز است, استرس به سرعت آزاد می شود و شکستگی در یک مسیر تمیز شروع می شود. هنگامی که پوشیدن شروع می شود, تنش در مناطق کوچک در امتداد لبه متمرکز می شود. این مناطق به نقاط ضعف برای شروع زودهنگام ترک و رفتار شکست ناپایدار تبدیل می شوند.

در عمل کنترل تولید, وضعیت لبه پانچ اغلب با عمق سایش ردیابی می شود. زمانی که لباس محلی بیش از حد باشد 0.2 مگنی, لبه برش در حالت حدی در نظر گرفته می شود. در این مرحله, ثبات شکستگی به شدت کاهش می یابد, و رفتار برش در سراسر لبه بسته تاول ناسازگار می شود.

با پیشرفت سایش ابزار برش پانچ، پیک های تنش محلی افزایش می یابد. این امر برش را از برش فوری به پارگی تاخیری تبدیل می کند. نتیجه جداسازی لبه های ناپایدار است, که بعداً به صورت سوراخ های تاول روی بسته تاول تمام شده ظاهر می شود.

2. چگونه جفت شدن مواد بر پوشیدن ابزار برش تأثیر می گذارد

جفت شدن مواد بین ابزار برش و بستر بسته تاول، سرعت سایش ابزار برش را در داخل دستگاه بسته بندی تاول کنترل می کند.. زمانی که سختی و چقرمگی مواد متعادل نباشد, لبه سریعتر از حد انتظار شروع به تخریب می کند.

2.1 مقایسه انواع فولاد ابزار برش

صنعت معمولاً از چندین فولاد ابزار برش در سیستم های پانچ دستگاه بسته بندی تاولی استفاده می کند. فولادهای اصلی مورد استفاده در خطوط تاول دارویی شامل Cr12MoV می باشد, SKD11, و DC53. هر ماده پس از عملیات حرارتی ساختار داخلی متفاوتی را نشان می دهد, که به طور مستقیم بر عملکرد برش بر روی مواد بسته تاول تاثیر می گذارد.

Cr12MoV یک فولاد ابزار معمولی با کربن بالا و کروم بالا است که از طریق کوئنچ و تمپر استاندارد تولید می شود.. توزیع کاربید نسبتاً درشت است و در داخل ماتریس کاملاً یکنواخت نیست. این ساختار نقاط تمرکز تنش موضعی را در حین برش مکرر در دستگاه بسته بندی تاول ایجاد می کند, که منجر به خستگی زودتر لبه می شود. این عمدتا در استاندارد پردازش خطوط با سرعت پایین استفاده می شود بسته های تاول پی وی سی.

SKD11 یک فولاد قالب سرد تصفیه شده با پایداری سختی بهبود یافته و یکنواختی کاربید بهتر است.. در مقایسه با Cr12MoV, ریزساختار آن در چرخه های مکرر مهر زنی پایدارتر است. در عملکرد دستگاه بسته بندی تاولی با سرعت متوسط, SKD11 با مواد بسته بندی تاول زده PVC و Alu-PVC به خوبی عمل می کند. هر چند, هنگامی که نوسان بار یا ناهماهنگی جزئی رخ می دهد, ریز ترک ها هنوز هم می توانند در لبه برش ایجاد شوند, افزایش تدریجی سایش ابزار برش.

DC53 یک فولاد قالب سرد ارتقا یافته است که برای چقرمگی بالاتر و مقاومت در برابر سایش بهبود یافته طراحی شده است. از درمان سختی ثانویه استفاده می کند, که ضمن حفظ مقاومت در برابر ضربه، ماتریس را تقویت می کند. ساختار کاربید خوب و به طور مساوی توزیع شده است, کاهش غلظت استرس موضعی در حین برش در دستگاه بسته بندی تاول. این باعث می شود DC53 در شرایط تولید مداوم با سرعت بالا پایدارتر شود.

در تولید بسته های تاول دارویی عملی, DC53 اغلب در محیط های طولانی مدت و با بار زیاد استفاده می شود. در مقایسه با SKD11 مقاومت بهتری در برابر ریزتراشه نشان می دهد و به طور قابل توجهی پیشرفت سایش ابزار برش را به تاخیر می اندازد.. پایداری لبه در چرخه های طولانی بیشتر باقی می ماند, و برزهای تاول بعداً در چرخه عمر تولید ظاهر می شوند, به ویژه در خطوط عملیات مداوم 24 ساعته.

Ruida Packing از DC53 به عنوان فولاد ابزار برای برنامه های پانچ تاول استفاده می کند

2.2 انواع مواد بسته تاول و رفتار برش

مواد بسته بندی تاول به طور مستقیم بر بار برش داخل دستگاه بسته بندی تاول تاثیر می گذارد. ضخامت, سختی, و ساختار چند لایه سرعت سایش ابزار برش را کنترل می کند. مواد مختلف در حین تماس پانچ و جداسازی شکستگی در تولید پک تاول رفتار متفاوتی دارند, به ویژه تحت عملیات طولانی مدت دارویی.

تاول PVC رایج ترین است بسته بندی دارویی مواد. دارای سختی کم و تغییر شکل پایدار در هنگام برش است, که مقاومت برش را نسبتاً پایین نگه می دارد. در اکثر خطوط دستگاه بسته بندی تاول, پی وی سی لبه های صاف را با پیشرفت سایش ابزار برش آهسته و تمایل کم فرز ایجاد می کند.

تاول Alu-PVC فویل آلومینیومی را با فیلم PVC ترکیب می کند, و لایه آلومینیوم در حین برش به نقطه مقاومت اصلی تبدیل می شود. این باعث افزایش اصطکاک در لبه پانچ و افزایش بار مکانیکی در مقایسه با PVC می شود. در نتیجه, سایش ابزار برش سریعتر پیشرفت می کند, و تاول های تاول در دوره های تولید طولانی بیشتر ظاهر می شوند.

مواد تاول پت دارای سفتی بالاتر و بازیابی الاستیک قوی تر در مقایسه با سازه های مبتنی بر PVC است.. برای جداسازی کامل به نیروی برش بالاتری نیاز دارد, که باعث افزایش بار مداوم بر روی سیستم پانچ می شود. در لاگ های تولید, خطوط پک تاول بر پایه PET اغلب مقاومت برشی بالاتر و سایش ابزار برش سریعتر را در مقایسه با خطوط استاندارد PVC نشان می دهند..

تاول Alu-Alu دارای بالاترین سفتی در بین ساختارهای تاولی رایج دارویی است. هر دو لایه بر پایه آلومینیوم هستند, که در هنگام برش سختی بسیار بالا و شکل پذیری کم ایجاد می کند. داخل دستگاه بسته بندی تاول, این منجر به حداکثر نیاز نیروی پانچ و خستگی سریع لبه روی سطح ابزار می شود.

بسته های تاول پر از مایع, مانند سس, عسل, و بسته های عطر, به دلیل حفره های تقویت شده طراحی شده برای محصولات نیمه مایع یا ژل، از نظر ساختاری ضخیم تر هستند. افزایش ضخامت به طور مستقیم مقاومت برش را افزایش می دهد و جداسازی شکست را در حین پانچ کردن کاهش می دهد. این امر بار سنگینی را بر روی سیستم برش وارد می کند, تسریع سایش ابزار برش و افزایش خطر سوراخ شدن تاول در تولید با سرعت بالا.

مواد بسته تاول سطوح مختلف دشواری مشت زدن را نشان می دهد

3. تراز قالب و تأثیر آن بر شتاب سایش ابزار

تراز قالب در ایستگاه برش دستگاه بسته بندی تاول به رابطه موقعیتی بین پانچ بالایی و قالب پایینی بستگی دارد.. وقتی تراز درست باشد, پانچ به طور یکنواخت با سطح قالب تماس می گیرد, و سایش ابزار برش در یک الگوی متعادل در سراسر لبه برش ایجاد می شود. در محیط های واقعی تولید, این شرایط اغلب توسط محدودیت های ساختار مکانیکی مختل می شود, لرزش طولانی مدت, و مکرر تغییر فرمت بسته های بلیستر.

یک مشکل رایج ناشی از ناهماهنگی عمودی سیستم پانچ است. پانچ بالایی و قالب پایینی ممکن است در هنگام مونتاژ یا کارکرد، خط مرکزی یکسانی نداشته باشند. حتی یک افست کوچک توزیع نیرو را در حین برش تغییر می دهد, و یک طرف سکته مغزی دستگاه بسته بندی تاول بار بیشتری را نسبت به طرف دیگر حمل می کند.

عدم تعادل افقی یا سطح یکی دیگر از شرایط مکرر در طبقات تولیدی است. یک طرف مجموعه قالب ممکن است به دلیل تغییر شکل قاب کمی بالاتر یا پایین تر قرار گیرد, لباس ریلی, یا رانش نصب طولانی مدت. وقتی این اتفاق می افتد, پانچ به صورت موازی وارد حفره قالب نمی شود, و فشار نامتقارن در حین برش بسته های تاول شکل می گیرد, که به طور مستقیم سایش ابزار برش را در سمت بارگذاری شده افزایش می دهد.

برخی از ساختارهای دستگاه بسته بندی تاولی، اصلاح هم ترازی را پیچیده تر از حد انتظار می کنند. اپراتورها باید قطعات ایستگاه برش را قبل از رسیدن به رابط تراز به طور جزئی یا کامل جدا کنند, به ویژه در هنگام تنظیمات دقیق برای تولید بسته های تاول در درجه دارویی.

این فرآیند تنظیم مکرر به طور مستقیم سایش ابزار برش را تسریع می کند, از آنجایی که پانچ دیگر تحت یک هندسه تماس پایدار عمل نمی کند. با گذشت زمان, تخریب لبه آشکارتر می شود, و رفتار برش ناپایدار منجر به تشکیل زودتر برزهای تاول بر روی بسته تاول تمام شده می شود..

4. راه حل های مهندسی برای کاهش جوش های تاول

کاهش سوراخ های تاول در دستگاه بسته بندی تاول، به کنترل ترکیبی شرایط ابزار نیاز دارد, انتخاب مواد, و ثبات تراز قالب.

4.1 استراتژی تطبیق مواد ابزار برش و بسته تاول

انتخاب ابزار در دستگاه بسته بندی بلیستر باید از بار مکانیکی واقعی مواد بسته بندی تاول پیروی کند.. پی وی سی, آلی پی وی سی, PET, و ساختارهای تاول عسل همگی مقاومت برش متفاوتی ایجاد می کنند. زمانی که بار مواد با فولاد ابزار مطابقت نداشته باشد, سایش ابزار برش سرعت می گیرد و ثبات لبه در طول چرخه های تولید طولانی کاهش می یابد.

بسته های تاول پی وی سی مقاومت نسبتاً کم برش را نشان می دهند. فولادهای ابزار استاندارد همچنان می توانند شرایط لبه پایدار را تحت تنظیمات تولید کنترل شده حفظ کنند. هر چند, هنگام تغییر به ساختارهای تاول آلی-پی وی سی یا PET, بار برش به دلیل مقاومت لایه آلومینیوم یا سختی بیشتر مواد افزایش می یابد, که در صورت عدم ارتقاء عملکرد ابزار، خطر ایجاد تاول‌ها را افزایش می‌دهد.

بسته های تاول عسل به دلیل افزایش ضخامت و طراحی حفره تقویت شده، لایه دیگری از سختی را اضافه می کنند. این شرایط سایش ابزار برش را تسریع می کند, به خصوص در دسته های دارویی طولانی مدت که در آن توقف ماشین محدود است و پایداری خروجی مورد نیاز است..

برای محیط های تولید با بار بالا, DC53 به طور گسترده در سراسر صنعت توصیه می شود. این نه تنها برای بسته‌های تاول‌های عطری مناسب است، بلکه برای سازه‌های Alu-PVC و PET که مقاومت برش بالا است نیز مناسب است.. در تولید دارو در مقیاس بزرگ, DC53 معمولاً در عملیات های با سرعت بالا و دسته ای طولانی برای کنترل سایش ابزار برش و حفظ کیفیت لبه پایدار در سیستم های دستگاه بسته بندی تاول استفاده می شود..

در مصارف صنعتی عملی, تولیدکنندگان بزرگ تجهیزات جهانی مانند Syntegon, اولمان, وجود دارد, مارکسینی, Ruida Packing و دیگر تامین‌کنندگان سیستم بسته‌بندی تاول‌زده، همگی از استراتژی‌های ابزار DC53 یا معادل آن در خطوط تولید پر تقاضا استفاده می‌کنند..

4.2 تراز قالب و استراتژی تنظیم مدولار

بسیاری از ساختارهای سنتی دستگاه بسته‌بندی تاولی به سیستم‌های نصب ثابت متکی هستند. تنظیم تراز به چندین مرحله دستی نیاز دارد, از جمله جابجایی اجزای قالب و برش آزمایشی مکرر. این عملیات باعث افزایش زمان از کار افتادگی می شود و ممکن است در طول تنظیم مکرر تغییر موقعیت ایجاد کند.

در سیستم های دستگاه بسته بندی تاول رده بالا, تولیدکنندگانی مانند Syntegon, اولمان, وجود دارد, و Ruida Packing از معماری قالب مدولار برای پشتیبانی از هم ترازی پانچ و قالب قابل تکرار استفاده می کنند. قالب بالایی و قالب پایینی با ارجاعات موقعیت یابی ثابت طراحی شده اند, بنابراین تراز توسط ساختار ماشین به جای تکیه بر اصلاح دستی مکرر کنترل می شود.

در طول تنظیم تراز قالب, قالب توسط ساختارهای راهنمای یکپارچه پشتیبانی می شود. اپراتورها می توانند اصلاحات موقعیت کنترل شده را بدون بازسازی کامل ایستگاه پانچ انجام دهند.

سیستم‌های بسته‌بندی دارویی از طرح‌های قالب مدولار با ساختارهای شکاف بیرون‌کش استفاده می‌کنند. این ساختارها تنظیم تراز داخل دستگاه بسته بندی تاول را ساده می کند. ماژول قالب را می توان مستقیماً در شکاف راهنمای از پیش تعریف شده قرار داد, در حالی که سیستم موقعیت یابی یکپارچه دقت هم ترازی ایستگاه پانچ را کنترل می کند.

تراز دقیق قالب توزیع نابرابر نیرو را بین پانچ و قالب کاهش می دهد. وقتی نیروی برش متعادل می ماند, لبه پانچ بارگذاری یکنواخت تری دریافت می کند, که به کاهش سرعت سایش ابزار برش کمک می کند.

در عمل تولید واقعی, این ساختار مدولار اجازه می دهد تا نصب کامل قالب و تنظیم تراز در اطراف تکمیل شود 10 دقایقی. فرآیند تنظیم ساده زمان خرابی را کاهش می دهد و به حفظ عملکرد ثابت برش در داخل دستگاه بسته بندی تاول کمک می کند..

طراحی شکاف بیرون‌کش، تعویض را راحت می‌کند

نتیجه‌گیری

سوراخ های تاول در دستگاه بسته بندی تاول به سایش پانچ مربوط می شود, بار مواد, و تغییر موقعیت می میرند. در سوابق تولید, این سه عامل اغلب در طول دوره های طولانی تولید بسته های تاول با هم ظاهر می شوند. زمانی که ساییدگی پانچ بیشتر شود 0.2 مگنی, رفتار برش از برش تمیز به پارگی جزئی تغییر می کند, و عیوب لبه ها در طول بازرسی درون خطی بیشتر ظاهر می شوند.

مواد مختلف سرعت سایش را تغییر می دهند. پی وی سی پایدار است, در حالی که Alu-PVC, PET, و ساختارهای تاول عطر باعث افزایش مقاومت و تسریع سایش ابزار برش می شود. تولید با بار بالا معمولاً به ابزار DC53 برای حفظ پایداری لبه نیاز دارد.

رانش تراز نیز به این امر کمک می کند. توزیع نابرابر نیرو باعث ایجاد پیک های تنش موضعی و تشکیل زودرس سوراخ می شود. در عمل, سیستم هایی با استفاده از طراحی تراز مدولار و ابزار DC53, همانطور که توسط Syntegon اعمال شده است, اولمان, وجود دارد, مارکسینی, و بسته بندی رویدا, عملکرد برش پایدارتری را نشان می دهد.

سوالات متداول

چرا بسته های تاول به مرور زمان لبه های سوراخ می کنند؟?
هنگامی که سایش ابزار برش در دستگاه بسته بندی تاول زنی پیشرفت می کند، لبه های سوراخ ظاهر می شوند. لبه پانچ هندسه تیز را از دست می دهد, و برش از شکستگی تمیز به پارگی تغییر می کند. این باعث ایجاد لبه های بسته تاول ناپایدار می شود.

چه چیزی باعث ایجاد بریدگی تاول در دستگاه های بسته بندی تاول می شود?
دلایل اصلی شامل سایش پانچ است, مقاومت مواد, و به اشتباه می میرند. هنگامی که تنش در رابط برش ناهموار است, سوراخ های تاول در امتداد لبه بسته تاول ایجاد می شود.

چگونه سایش ابزار برش بر کیفیت بسته تاول‌ها تأثیر می‌گذارد?
با افزایش سایش, وضوح لبه کاهش می یابد. زمانی که سایش بیشتر شود 0.2 مگنی, برش ناپایدار می شود. این به طور مستقیم باعث افزایش تاول ها و کاهش قوام کیفیت لبه می شود.

آیا تراز ماشین می تواند تشکیل سوراخ را کاهش دهد?
بله. تراز مناسب در دستگاه بسته بندی تاول، توزیع یکنواخت نیرو را تضمین می کند. این امر سایش ابزار برش را کند می کند و ایجاد سوراخ موضعی را کاهش می دهد.

بهترین راه برای جلوگیری از تاول زدن چیست؟?
از تطبیق صحیح مواد استفاده کنید, حفظ تراز, و فولاد ابزار مناسب مانند DC53 را برای تولید بسته های تاول بار بالا انتخاب کنید.

مراجع

1. ایالات متحده. FDA - روش فعلی تولید خوب (CGMP) برای داروسازی تمام شده
   https://www.fda.gov/drugs/pharmaceutical-quality-resources/current-good-manufacturing-practice-cgmp-regulations
2. دستورالعمل GMP اتحادیه اروپا - ضمیمه 1: تولید فرآورده های دارویی استریل
   https://health.ec.europa.eu/medicinal-products/eudralex/eudralex-volume-4_en
3. ISO 15378: مواد اولیه بسته بندی محصولات دارویی (الزامات GMP)
   https://www.iso.org/standard/72850.html
4. ASM International – مکانیزم های سایش و خرابی فولاد ابزار
   https://www.asminternational.org/
5. تولید دارو - مقالات مربوط به راندمان خط بسته بندی و کنترل عیب
   https://www.pharmamanufacturing.com/