Chương 1: Giới Thiệu - Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết - Chương 3: Các nghiên cứu trong và ngoài nước - Chương 4: Ý tưởng và giải pháp thiết kế - Chương 5: Tính toán và thiết kế từng cụm - Chương 6: Chế tạo phần cơ khí và phần điện - Chương 7: Kết luận và kiến nghị 4 do an CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. Sơ lƣợc vềngành sản xuất bao bì 1. Tăng cƣờng nghiên cứu trong ngành công nghiệp bao bì Trong những năm gần đây, lĩnh vực nghiên cứu bao bì được đang thay đổi. Hiện nay, nghiên cứu ngành bao bì chủ yếu tập trung vào phát triển các kỹ thuật mang tính sáng tạo, trong đó bao gồm bảo vệ sản phẩm, thuận tiện cho việc sử dụng các sản phẩm đóng gói, lưu kho.
Một bao bì tốt có thể thiết lập liên kết giữa các vật liệu, sản phẩm, và quá trình đóng gói, mà cuối cùng đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Tất cả những yếu tố này được đưa vào xem xét trong khi tiến hành công việc nghiên cứu trên bao bì. Các lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu hiện nay trong ngành công nghiệp bao bì. Các lĩnh vực chính của việc nghiên cứu trong ngành công nghiệp đóng gói bao gồm nghiên cứu chiến lược, nghiên cứu ứng dụng và nghiên cứu cơ bản.
• Nghiên cứu chiến lược tập trung vào những ý tưởng mới và sự đổi mới trong lĩnh vực đóng gói. Mục tiêu của nghiên cứu chiến lược là thực hiện các công nghệ mới sáng tạo cho ngành bao bì trong tương lai. • Nghiên cứu ứng dụng nói chung được tập trung tới các vấn đề cụ thể liên quan tới việc sử dụng và phân phối các sản phẩm được đóng gói. • Nghiên cứu cơ bản chủ yếu liên quan tới các hoạt động nghiên cứu bao bì thông qua công nghệ hiện đại.
Mục tiêu chính của nghiên cứu cơ bản là giải thích các vật liệu và trạng thái của hệ thống đóng gói, và do đó thiết lập sự kết nối mạnh mẽ giữa các vật liệu đóng gói và các sản phẩm. Một số lĩnh vực khác của ngành công nghiệp bao bì mà việc nghiên cứu đang được thực hiện là thiết kế đồ họa cho bao bì để làm cho bao bì hấp dẫn hơn và thuận tiện hơn đối với người tiêu dùng khi sử dụng, khi mở ra và lĩnh vực an toàn thực phẩm. Báo cáo của ngành công nghiệp bao bì toàn cầu: Theo một báo cáo phân tích thị trường của Tập đoàn SPG Media, xu hướng ngành công nghiệp bao bì toàn cầu là như sau: Ngành công nghiệp bao bì toàn cầu trị giá 424 tỷ USD , châu Âu chiếm 127 tỷ, Châu Á là 114 tỷ, Bắc Mỹ 118 tỷ, Châu Mỹ La Tinh 30 tỷ, và các nước khác chiếm 30 tỷ. Về tỷ lệ phần trăm, châu Âu chiếm 30%, Bắc Mỹ là 28%, châu Mỹ La tinh chiếm 7%, châu Á chiếm 27% và 8% là của các khu vực khác.
5 do an Nguyên liệu được sử dụng trong ngành công nghiệp bao bì toàn cầu thì giấy chiếm nhiều nhất là 36%, kim loại là 17%, nhựa 34%, thủy tinh 10% và các loại khác chiếm 3%. Chính sách quản lý liên quan tới nghiên cứu ngành công nghiệp bao bì Một số chính sách quản lý chủ yếu, thường được xem xét trong khi làm nghiên cứu tổng quan toàn ngành công nghiệp bao bì là sự quản lý chuỗi giá trị, quản lý vòng đời .Nghiên cứu ngành công nghiệp bao bì đang trở nên tích cực hơn và nhấn mạnh về các vấn đề như tái sử dụng, tái chế, thu hồi và xử lý vật liệu đóng gói. Tái chế là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất mà rất nhiều công trình nghiên cứu đang tập trung vào. Các vấn đề môi trường và vấn đề an toàn liên quan tới khía cạnh môi trường của bao bì, gồm cả việc tái chế các bao bì và sự an toàn của các sản phẩm như sự ô nhiễm plastic.
Ngày càng có nhiều doanh nghiệp và các ngành công nghiệp tham gia vào các phong trào xanh, hoặc là của một quan tâm thực sự trong việc tiết kiệm các hành tinh hoặc mong muốn tận dụng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng về cách xanh. Ví dụ, Wal-Mart dự kiến tiết kiệm để điều chỉnh tỷ đô la bằng cách giảm bao bì trên toàn chuỗi cung cấp và các khoản tín dụng carbon Wells Fargo các vấn đề để bù đắp mua thẻ tín dụng của khách hang II. Khái quát về công nghệ hàn siêu âm. Khái niệm Siêu âm là âm thanh (sóng âm) có tần số cao hơn tần số tối đa mà tai ngƣời nghe thấy đƣợc.
Tần số tối đa này tùy vào từng ngƣời, nhƣng thông thƣờng nó vào cỡ 20 kHz.1 Tần số siêu âm Siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường vật chất như không khí, các chất lỏng và rắn, và với tốc độ gần bằng tốc độ âm thanh (khoảng 344 m/s trong môi trường không khí). Do cùng tốc độ lan truyền, trong khi tần số cao hơn, bước sóng của siêu âm thường ngắn hơn bước sóng của âm thanh. Nhờ bước sóng ngắn, 6 do an độ phân giải của ảnh chụp siêu âm thường đủ để phân biệt các vật thể ở kích thước cỡ cm hoặc mm. Do đó, siêu âm ngày càng được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như y học, sinh học, hóa học, công nghiệp, nông nghiệp và thực phẩm… Hàn siêu âm Ultrasonic welding (UW) là quá trình hàn áp lực ,sử dụng năng lượng cơ học của dao động siêu âm làm biến dạng dẻo cục bộ tại bề mặt mối ghép, làm cho các phần tử của các chi tiết hàn khuếch tán, thẩm thấu lẫn nhau và liên kết với nhau tạo thành mối hàn.Quá trình tạo liên kết hàn trong hàn siêu âm.2 Hàn siêu âm 1.
Ƣu nhƣợc điểm, ứng dụng 1.Ƣu điểm: Có khả năng tự phá bỏ lớp oxit bề mặt và làm sạch tốt dầu mỡ nhờ có ma sát ,dịch trượt giữa các vật hàn .Hàn siêu âm có khả năng hàn nối các chi tiết kim loại mà không cần làm sạch lớp bề mặt, không cần nấu chảy chỗ hàn. Hàn siêu âm có thể hàn tốt những kim loại có điện trở nhỏ (như đồng điện kỹ thuật , nhôm, bạc, vàng…) mà các phương pháp khác không đáp ứng được. Hàn siêu âm có ưu điểm là có thể hàn được các lá kim loại mỏng, hàn các giấy kim loại. Hàn siêu âm có thể hàn các kim loại khác nhau với nhau, hàn kim loại với phi kim, hàn chất dẻo, hàn xương… Hàn siêu âm cho phép các chi tiết hàn có tỷ lệ chiều dày tới 1:1000 Hàn siêu âm tiêu tốn ít năng lượng, dễ tự động hóa, thời gian hàn nhanh.Nhƣợc điểm: Nhược điểm cơ bản của hàn siêu âm là chất lượng mối hàn không ổn định.
- Chỉ thích hợp hàn với vật liệu mỏng. - Giá thành thiết bị tương đối cao.Ứng dụng: Hàn siêu âm là một phương pháp hàn tiên tiến, rất có triển vọng. - Ứng dụng trong y học Thiết bị siêu âm là một thiết bị rất có hiệu quả trong việc ghi nhận hình ảnh của các mô mềm. Những cấu trúc nằm ở bề mặt như cơ, dây chằng, và não được quan sát với tần số cao (7-18 MHz).
Những cấu trúc nằm sâu bên trong cơ thể như gan, thận được khảo sát với sóng âm có tần số thấp hơn từ 1 đến 6 Mhz. Tác dụng đầu tiên của siêu âm trong điều trị là tác dụng về mặt cơ học, do tác dụng của sóng siêu âm gây nên những thay đổi áp lực tương ứng với tần số siêu âm. Với tần số càng lớn (trên 3MHz) sự thay đổi áp lực nhanh hơn so với tần số thấp (dưới 1 MHz). Sự thay đổi áp lực có thể gây ra thay đổi thể tích tế bào, thay đổi tính thấm màng tế bào, tăng chuyển hóa…Tác dụng cơ học phụ thuộc vào cường độ siêu âm (W/cm2) và chế độ liên tục hay xung.
Tác dụng khác của siêu âm là tác dụng sinh nhiệt. Sự sinh nhiệt của siêu âm là do hiện tượng cọ xát và chuyển từ năng lượng cơ học sang năng lượng nhiệt. Siêu âm có thể tác động tới độ sâu từ 3-5cm.3 Máy siêu âm 9 do an Từ tác dụng cơ học và tác dụng nhiệt dẫn đến tác động sinh học như: tăng tuần hoàn và dinh dưỡng do tăng nhiệt độ, tăng tính thấm của mạch máu và tổ chức, giãn cơ do kích thích trực tiếp của siêu âm lên các thụ cảm thể thần kinh, tăng tính thấm của màng tế bào, kích thích quá trình tái sinh tổ chức, tác dụng lên hệ thần kinh ngoại vi, giảm đau. - Ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp Siêu âm thường dùng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp như: hàn siêu âm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, gia công vật liệu cứng, sấy khô bằng siêu âm….
Ngày nay, nhờ những tiến bộ về khoa học kỹ thuật mà các thiết bị kiểm tra bằng siêu âmđược phát triển rất da dạng và trong nhiều lĩnh vực như: kiểm tra bề dày, độ đồng đều, phát hiện khuyết tật trong kim loại, kiểm tra vết nứt, chất lượng bê tông,. Tín hiệu siêu âm được phát đến sản phẩm, từ sản phẩm sóng được phản xạ sẽ được chuyển thành tín hiệu điện nhờ biến tử và thể hiện trên màn hình. Từ thông tin nhận được này, chúng ta có thể biết được vị trí, kích thước của khuyết tật và độ chắc đặc của vật liệu đang kiểm tra.4 Hàn túi nhựa bằng siêu âm 10 do an Ngoài ra, nhờ vào khả năng tác dụng cơ học lớn của dao động siêu âm, ngành công nghiệp đã ứng dụng nó vào việc hàn một số vật liệu. Năng lượng cơ học của dao động siêu âm được sử dụng làm biến dạng dẻo cục bộ tại bề mặt mối ghép, làm cho các phần tử của các chi tiết hàn khuếch tán, thẩm thấu lẫn nhau và liên kết với nhau tạo thành mối hàn.
Hàn siêu âm thường dùng tần số vào khoảng vài chục Khz cho mối hàn với kích thước rất nhỏ. Hàn siêu âm được dùng để hàn các chi tiết tinh vi mà không cần đòi hỏi phải làm sạch trước khi hàn. Siêu âm còn được ứng dụng trong việc sấy khô các loại vật liệu. Trước đây, có nhiều phương pháp sấy, song hầu hết là sấy nóng.
Tuy nhiên, có nhiều loại vật liệu, vật phẩm không thể sấy khô bằng nhiệt vì nhiệt độ cao sẽ làm thay đổi các tính chất hóa, lý của chúng. Vì vậy, sấy khô bằng siêu âm được lựa chọn như là một giải pháp tối ưu. - Thường được dùng hàn các màng mỏng,trong công nghiệp điện,điện tử và cơ khí chính xác.