CƠ SỞ LÝ LUẬN
BAO BÌ HỘP TỪ CARTON DỢN SÓNG (Corrugated box)
1.1.1 Đặc điểm của hộp carton dợn sóng
Bao bì hộp carton dợn sóng được làm từ vật liệu carton dợn sóng với nhiều loại sóng như A, B, C, E Có hai phương pháp chính để tạo ra bao bì này: in trực tiếp lên tấm carton bằng phương pháp in flexo cho các sản phẩm không yêu cầu chất lượng in cao, và bồi tờ in đã in trước đó lên tấm carton bằng phương pháp in offset cho những sản phẩm cần chất lượng bề mặt tốt Hiện nay, bao bì hộp carton dợn sóng được ưa chuộng nhờ khả năng chứa đựng sản phẩm lớn, tăng giá trị sản phẩm và bảo vệ sản phẩm khỏi các tác nhân cơ học bên ngoài.
Bao bì hộp từ carton dợn sóng có thể được sử dụng như bao bì cấp 1 để chứa đựng sản phẩm trực tiếp hoặc đóng vai trò là bao bì cấp 2, 3 để bảo vệ lớp ngoài cùng Cấu tạo của bao bì này có thể bao gồm một thành phần duy nhất, một thân và một nắp, hoặc được kết hợp từ nhiều thành phần với nhiều biến thể khác nhau.
1.1.1.2 Công dụng của bao bì hôp
Bao bì hộp carton dợn sóng là lựa chọn phổ biến cho nhiều loại sản phẩm, từ hàng hóa đại trà đến hàng cao cấp như văn hóa phẩm, linh kiện điện tử, thiết bị điện tử như điện thoại, trang sức, nước hoa và thời trang cao cấp.
Bao bì từ carton dợn sóng cho thấy tất cả những thuận lợi mà các bao bì ngày nay cần phải có như:
- Cấu trúc chắc chắn, có khả năng bảo vệ sản phẩm bên trong
- Đa dạng các kiểu dáng và kích thước
- Tự do thiết kế như có thể kết hợp các dạng với nhau
- Đa dạng về hình ảnh in và hiệu ứng gia tăng giá trị bề mặt như bao bì hộp giấy
- Có khả năng trưng bày tốt
- Có khả năng tái chế
1.1.2 Sự khác biệt giữa bao bì hộp từ carton dợn sóng và bao bì hộp giấy thông thường
Sự khác biệt chính giữa bao bì hộp carton dợn sóng và bao bì hộp giấy thông thường nằm ở độ dày của vật liệu Bao bì hộp carton dợn sóng có thể được sản xuất từ nhiều loại vật liệu với độ dày biến đổi từ 1.5mm đến 5mm, trong khi bao bì hộp giấy thông thường chỉ được làm từ một lớp giấy với độ dày không có sự chênh lệch nhiều.
Khi thiết kế bản vẽ khuôn bế cho bao bì hộp giấy thông thường, hướng sớ giấy thường được xem xét, nhưng có thể bị bỏ qua trong một số trường hợp Tuy nhiên, đối với bao bì hộp từ carton dợn sóng, việc quan tâm đến hướng sóng là điều bắt buộc trong quá trình thiết kế.
Bao bì hộp giấy thông thường có khả năng xếp phẳng và dựng lại nhiều lần, thường được kết dính bằng keo trước khi giao hàng Trong khi đó, bao bì hộp carton dợn sóng thường không được liên kết tại nhà in, mà sẽ được giao cho khách hàng để họ tự dựng hộp.
Hộp bao bì giấy chất lượng cao cho phép in trực tiếp lên bề mặt trong quá trình sản xuất, trong khi đó, bao bì hộp carton dợn sóng chất lượng cao yêu cầu phải in tờ in mặt trước trước khi bồi tờ in lên tấm sóng.
1.1.3 Các dạng bao bì hộp cơ bản từ carton dợn sóng theo FEFCO Đối với bao bì hộp từ carton dợn sóng thì thư viện hộp mẫu được sử dụng thông dụng nhất là thư viện mẫu của FEFCO, thư viện phân loại mẫu hộp thành bảy nhóm
Bảng 1.1: Phân loại các dạng bao bì hộp cơ bản từ carton dợn sóng theo FEFCO
Nhóm hộp Mô tả Minh họa
Thùng thông dụng có cấu trúc đơn giản, được làm từ một mảnh bế duy nhất mà không cần thêm chi tiết nào Thùng này được đóng kín bằng nắp gài, trong khi phần ghép bên hông được cố định bằng keo, đóng ghim hoặc dán bằng keo hai mặt.
Dạng hộp gồm nhiều hơn một mảnh và được đặc trưng bởi có một mảnh là nắp và một mảnh là đáy đáy
Nhóm hộp mã 04 được thiết kế từ một mảnh bế với phần hông không sử dụng keo, ghim hay băng keo hai mặt Hộp được đóng kín bằng cách gấp và gài, mang lại sự chắc chắn Ngoài ra, nhóm hộp này có thể được trang bị hai quai xách hoặc các phần bế làm quai xách, tạo sự tiện lợi trong việc di chuyển.
Bao gồm có nhiều mảnh ghép lại với nhau Thông thường nó có dạng ống tay áo
Hộp cứng được thiết kế với nắp và đáy làm từ một mảnh duy nhất, trong khi hai mảnh bên hông được ghép lại bằng keo hoặc đóng ghim, tạo nên sự chắc chắn và bền bỉ cho sản phẩm.
Hộp dạng bế với đáy và hông có thể dán keo giúp dễ dàng lắp ráp trên dây chuyền đóng gói mà không cần dán đáy.
Là các dạng vách ngăn, miếng đệm, miếng lót,
QUY TRÌNH THIẾT KẾ BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP CHO BAO BÌ HỘP TỪ CARTON DỢN SÓNG
Trên toàn cầu, việc chuyển đổi thiết kế cấu trúc hộp từ phác thảo không gian và các thông số kích thước, vật liệu thành mẫu khuôn bế hoặc cấu trúc phẳng được thực hiện nhờ các phần mềm thiết kế khuôn bế như ArtiosCAD, Engview, Cimpack và Impack.
Các phần mềm này đi kèm với bộ thư viện chứa các mẫu hộp cơ bản Chỉ cần nhập đúng các thông số về kích thước và vật liệu, người dùng sẽ nhận được các mẫu khuôn bế hoàn chỉnh.
Công việc thiết kế mẫu mã sẽ trở nên phức tạp nếu thiếu các công cụ hỗ trợ Để tạo ra cấu trúc phẳng, chúng ta có thể sử dụng bất kỳ phần mềm đồ họa nào, nhưng việc xác lập các công thức vẽ là rất quan trọng Ngoài việc giải quyết bài toán hình học, cần xem xét nhiều yếu tố khác như độ dày vật liệu, khả năng đóng kín, kiểu gài dán thuận lợi cho việc đóng gói và sử dụng, cũng như sự ăn khớp giữa các mặt của hộp tại các điểm cài dán.
Hình 1.1Phân loại các dạng bao bì hộp cơ bản từ carton dợn sóng theo FEFCO
Dưới đây là quy trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp chung:
Sơ đồ 1.1: Quy trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp chung
CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP
Trong thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp, các thông số kỹ thuật đóng vai trò quan trọng, là điều kiện cần thiết cho cả phần mềm đồ họa và phần mềm thiết kế cấu trúc chuyên dụng Việc chuẩn hóa các thông số này không chỉ tạo sự thống nhất trong quy trình làm việc mà còn giúp dễ dàng kiểm soát, thực hiện và tiết kiệm thời gian.
1.3.1 Thông số về kiểu dáng
Thông số về kiểu dáng bao gồm cơ sở lựa chọn dựa trên các yêu cầu của sản phẩm và cơ sở về kiểu dáng
1.3.1.1 Cơ sở cho việc lựa chọn kiểu dáng
Bảng 1.2: Cơ sở cho việc lựa chọn kiểu dáng
YẾU TỐ THÔNG TIN CẦN THU THẬP Đặc điểm của sản phẩm bên trong
- Hình dạng của sản phẩm bên trong
- Thể tích của sản phẩm bên trong
- Sản phẩm cần không gian để dịch chuyển , hay cứng chắc, hoặc có thể nén được
- Cấp độ của bao bì
- Số lượng sản phẩm chứa trong hộp
- Tính chất dễ vỡ của sản phẩm và sự chống va đập cần thiết khi vận chuyển
Các yếu tố về marketing
- Dòng sản phẩm mới hay cũ
- Có nhiều đối thủ cạnh tranh áp dụng hay không
- Khả năng trưng bày sản phẩm bên trong
Yếu tố sử dụng sản phẩm
- Đối tượng chính sử dụng sản phẩm (giới tính, độ tuổi, nhóm người, )
- Yêu cầu tránh xa tầm tay trẻ nhỏ hay không
- Sự tiện lợi khi đóng mở, hoặc đóng mở nhiều lần
Yếu tố sản xuất bao bì
- Hộp có những chi tiết cần dán hay không
- Dán tự động hay thủ công
- Kích thước khổ trải hộp phù hợp với điều kiện thiết bị phân xưởng
- Tự động hay thủ công
- Thiết bị và tốc độ đóng gói
Yếu tố lưu trữ và phân phối - Điều kiện lưu trữ và phân phối
- Số lượng hộp chồng lên nhau đối với bao bì cấp 2, 3
Yếu tố kinh tế - Tiết kiệm giấy
- Tiết kiệm diện tích chất xếp
Bảng 1.3: Kiểu dáng thân hộp
Các kiểu hình lăng trụ
Các kiểu hình chóp cụt
Bảng 1.4: Hình dạng nắp - đáy
Bảng 1.5: Kiểu dáng thành
Bảng 1.6: Kiểu dáng góc
Kích thước của hộp được xác định bởi không gian mà nó chiếm, bao gồm ba thành phần chính: chiều dài, chiều rộng và chiều cao, đặc biệt là đối với hộp hình chữ nhật.
Hình 1.2: Ba thành tố trong kích thước của hộp hình hộp chữ nhật: chiều dài (L), chiều rộng (W), chiều cao (D)
Kích thước hộp cần được xác định để vừa vặn chứa sản phẩm, đồng thời tiết kiệm giấy tối đa Các thông số kích thước hộp được quyết định dựa trên nhiều yếu tố quan trọng.
Bảng 1.7: Yếu tố xác định kích thước khối hộp
YẾU TỐ THÔNG TIN Đặc điểm của sản phẩm bên trong
- Tính chất sản phẩm: định hình hay vô định hình
- Kích thước, thể tích, số lượng bao bì cấp thấp hơn hoặc sản phẩm ở bên trong
- Cách sắp xếp và khoảng hở cần thiết giữa các sản phẩm bên trong
Thói quen cầm nắm của người tiêu dùng
- Kích thước của hộp phải phù hợp với thói quen cầm nắm của người tiêu dùng
Khả năng gia công của thiết bị gấp dán và dây chuyền đóng gói tự động
- Kích thước của hộp không nằm ngoài phạm vi của thiết bị đóng gói tự động
Kích thước khối không gian phải phù hợp với kích thước khổ trải của hộp, đảm bảo rằng khi chuyển đổi, hộp vẫn nằm trong giới hạn gấp dán của thiết bị Ngoài ra, cần xem xét các điều kiện lưu trữ, vận chuyển và trưng bày để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng.
- Kích thước của hộp phù hợp với khả năng trưng bày trên kệ hàng
- Kích thước hộp đảm bảo khả năng đứng vững, khả năng chất xếp và chịu lực tốt
Tính tiết kiệm nguyên vật liệu
Lựa chọn phương án kích thước tiết kiệm giấy dựa trên so sánh kích thước khổ trải nhưng cùng thể tích khối không gian
1.3.3 Thông số vật liệu và quy tắc bù trừ
Thông số về giấy là yếu tố quan trọng mà người thiết kế cần chú ý trong quá trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp, đặc biệt là đối với bao bì từ carton sóng Độ dày của vật liệu ảnh hưởng đến việc tính toán và phác thảo bản vẽ khổ trải hộp Việc bù trừ chính xác các thông số này sẽ quyết định đến các công đoạn sản xuất tiếp theo như gấp và dán hộp, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến hình dáng cuối cùng của sản phẩm.
Thông số về vật liệu giấy carton dợn sóng bao gồm:
Giá trị Caliper (CAL) – Độ dày vật liệu
Giá trị Inside Loss (IL)
Giá trị Outside Gain (OG)
Giá trị Caliper Related Rounding Value (CRRV)
Khi chuyển đổi kích thước hộp từ khối không gian sang khổ phẳng, người thiết kế cần tính toán bù trừ dựa trên các thông số vật liệu Đây không chỉ là một bài toán hình học thông thường mà còn liên quan đến nhiều yếu tố khác như độ dày vật liệu, khả năng đóng kín và sự ăn khớp giữa các diện của hộp tại các điểm cài dán Cụ thể, cần xác định vị trí các điểm cài khóa, điểm chèn, điểm giáp mí và điểm kết nối để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.
Hình 1.3: Bù trừ độ dày giấy tại các điểm cài khóa, chèn, giáp mí,
1.3.4 Thông số về định dạng đường
Thông số định dạng đường quy định các tính chất và công năng của các loại đường trên khuôn bế hộp Các thông số này có thể được cá nhân hoặc tổ chức tự thiết lập và sử dụng nội bộ, hoặc áp dụng từ các quy định chung của các phần mềm chuyên nghiệp.
Thông số định dạng đường là yếu tố quan trọng giúp người thiết kế bản vẽ khuôn bế xác định chính xác chức năng của các đường, từ đó thể hiện đúng các chức năng này trên bản vẽ Các loại định dạng đường bao gồm:
Bảng 1.8: Thông số định dạng đường
Công năng của các loại đường trong thiết kế bao bì rất đa dạng và quan trọng Đường cấn hỗ trợ việc gấp và dựng hình khối hộp, trong khi đường bế giúp tách rời các mảnh Đường xương cá (zipper) và đường răng cưa đều hỗ trợ xé một cách dễ dàng Đường cấn-bế theo tỉ lệ hỗ trợ gấp dán, còn đường hỗ trợ dán giúp thấm keo hiệu quả.
Một số đường khác Hỗ trợ một số chức năng khác: Hỗ trợ gấp đối với vật liệu dày, tạo tính thẩm mỹ,
PHÂN TÍCH, SO SÁNH QUY TRÌNH THIẾT KẾ BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP TỪ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU
Để thiết kế bản vẽ khuôn bế một hộp, có các phương pháp thiết kế sau:
Sử dụng phần mềm đồ họa (Ai, Corel…)
Sử dụng phần mềm chuyên dụng để thiết kế khuôn bế hộp (ArtiosCAD)
Dưới đây là bảng so sánh giữa các phương pháp thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp
Bảng 1.9: Phân tích, so sánh ưu nhược điểm giữa các phương pháp thiết kế khuôn bế hộp một hộp
QUY TRÌNH CÓ SỬ DỤNG ARTIOS CAD
New Design StyleMaker Run a Standard
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Không cần thực hiện
Để phát triển sản phẩm mới hoặc phục chế sản phẩm cũ, cần căn cứ vào yêu cầu của khách hàng và kiểu dáng của vật thể bên trong.
- Tìm kiếm kiểu dáng trên mạng
- Sử dụng lại kiểu dáng cũ khách hàng đưa
Chúng tôi tự phác thảo kiểu dáng theo yêu cầu của khách hàng, dựa trên quy luật hình học về mối liên hệ giữa các khối 3D và các diện Điều này giúp xác định đặc điểm và tính chất của các chi tiết một cách chính xác, đáp ứng nhu cầu thiết kế đa dạng.
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Không cần thực hiện
Để thực hiện, bạn cần đo và tính toán các công thức hình học trên hộp mẫu hoặc ước lượng kích thước của hộp dựa trên sản phẩm bên trong khi không có hộp mẫu.
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Không cần thực hiện
Để thực hiện việc tính toán độ bù trừ cho các thông số vật liệu tại các điểm chèn, giáp mí và kết nối, cần dựa vào sự xếp lớp của các cạnh như thân, đáy, kiểu góc, nắp và các chi tiết tăng thêm Việc này giúp đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thiết kế và sản xuất.
- Bù trừ các chi tiết theo thông số của vật liệu (giấy carton)
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Không cần thực hiện
Cách thực hiện: Xác định định dạng đường dựa vào công năng của mỗi đường: cấn, bế, hỗ trợ xé, hỗ trợ dán,
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Không cần thực hiện
Vẽ hộp thủ công trên phần mềm đồ họa yêu cầu sử dụng kiểu dáng và bản thảo kích thước đã xác định, kết hợp với các công thức bù trừ và tính chất dạng đường để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thiết kế.
Vẽ một file đồ họa mới với công cụ hỗ trợ vẽ đường và hình học cơ bản
Vẽ hộp thủ công trên phần mềm thiết kế khuôn bế hộp yêu cầu dựa vào kiểu dáng, kích thước và các công thức, tính chất đã được xác định trong các bước trước đó.
- File New design chọn loại giấy OK
- Sử dụng các công cụ thiết kế để vẽ và vẽ bằng nhập số thủ công (Phụ lục
2 : Hướng dẫn sử dụng các công cụ Design trong ArtiosCAD)
Vẽ hộp thủ công bằng phần mềm thiết kế khuôn bế hộp yêu cầu tuân thủ các kiểu dáng, kích thước và công thức đã được xác định từ trước.
(Phụ lục 1: Hướng dẫn cách tạo biến trong StyleMaker trang)
- Chỉ cần chọn mẫu có sẵn trong thư viện và nhập thông số kích thước
(Phụ lục 11: Hướng dẫn sử dụng thư viện mẫu hộp đã thiếp lập (Run a Standard) trang)
- Thao tác chuyên nghiệp, khoa học nhờ sự hỗ trợ của các công cụ chuyên nghiệp (vd: muốn vẽ một đường song song chỉ cần dùng công cụ )
- Có cơ sở vật liệu tham gia trực tiếp trên phần mềm thiết kế Bù trừ có tính hệ thống
Phần mềm CAD sở hữu cơ sở dữ liệu về định dạng đường, cho phép người dùng sử dụng các định dạng đã được định nghĩa sẵn hoặc tự thiết lập theo nhu cầu thiết kế Những định dạng này sẽ được chuyển đổi thành các lệnh điều khiển thiết bị cắt, giúp thực hiện các hành động như cắt, cấn, cưa khuôn gỗ và bẻ dao một cách chính xác và hiệu quả.
- Có công cụ hỗ trợ kiểm tra file vẽ ở dạng phẳng (Kiểm tra điểm hở, double line, đường cấn/ bế không đúng quy định)
- Có thể dựng hộp để kiểm tra bằng công cụ 3D (phụ lục 3: hướng dẫn các công cụ kiểm tra thiết kế trên ArtiosCAD) Ưu điểm:
- Thao tác chuyên nghiệp, khoa học nhờ sự hỗ trợ của các công cụ chuyên nghiệp
- Thao tác với biến số kích thước
- Có cơ sở vật liệu tham gia trực tiếp trên phần mềm thiết kế Bù trừ có tính hệ thống
- File vẽ có khả năng áp dụng nhiều lần đối với các đơn hàng cùng kiểu dáng, nhưng thay đổi kích thước
Phần mềm CAD cung cấp cơ sở dữ liệu về định dạng đường, cho phép người thiết kế sử dụng các định dạng được định nghĩa sẵn hoặc tự thiết lập vào hệ thống Những định dạng này sẽ được chuyển đổi thành các lệnh điều khiển thiết bị cắt, giúp thực hiện các hành động như cắt, cấn, cưa khuôn gỗ và bẻ dao một cách chính xác.
- Có công cụ hỗ trợ kiểm tra file vẽ ở dạng phẳng (Kiểm tra điểm hở, double line, đường cấn/ bế không đúng quy định)
- Kiểm tra bằng công cụ 3D Ưu điểm:
- Nhanh chóng Chỉ chỉnh sửa một phần nhỏ nếu cần thiết (thêm/bớt chi tiết)
- Các thao công cụ hỗ trợ người thực hiện không cần nhiều kinh nghiệm
- Độ chính xác tuyệt đối do bản vẽ đã được kiểm tra trong quá trình tạo thư viện mẫu
- Đa dạng, phong phú cho sự lựa chọn kiểu dáng và có khả năng thay đổi kích thước nhanh theo từng đơn hàng
Chúng tôi cung cấp công cụ hỗ trợ kiểm tra file vẽ ở dạng phẳng, giúp phát hiện các vấn đề như điểm hở, đường đôi, và các lỗi liên quan đến đường cấn/bế không đúng quy định.
- Có thể dựng hộp để kiểm tra bằng công cụ 3D trong trường hợp chỉnh sửa đặc biệt
- Thiếu các công cụ hỗ trợ kiểm tra bản vẽ dạng phẳng (Kiểm tra điểm hở, double line, đường cấn/ bế không đúng quy định)
- Không có công cụ dựng hộp để kiểm tra cấu trúc không gian
- Không có cơ sở vật liệu tham gia trực tiếp trên phần mềm bù trù độ dày vật liệu bằng nhập số thủ công
- Các định dạng đường được qui định mang tính nội bộ, cá nhân, chỉ mang tính chất biểu diễn
- File chỉ có khả năng sử dụng cho một đơn hàng với kích thước cố định
- Yêu cầu người thao tác cẩn trọng, kiến thức và kinh nghiệm
- File chỉ có khả năng sử dụng cho một đơn hàng với kích thước cố định
- Yêu cầu người thao tác cẩn trọng, kiến thức và kinh nghiệm
- Yêu cầu người thao tác cẩn trọng, kiến thức và kinh nghiệm
Có thực hiện Có thực hiện Có thực hiện Có thể không cần thực hiện
Cách thực hiện : Sử dụng file ARD và cắt mẫu kiểm tra trực tiếp trên máy cắt mẫu với vật liệu thật
Phụ lục 12 : Hướng dẫn sử dụng máy cắt mẫu Esko
Lập lại toàn bộ quy trình Lập lại toàn bộ quy trình
Chỉ cần xác định đúng kiểu dáng, sau đó tra cứu trong kho file đã vẽ trước đó và
Rebuild Design file theo kích thước mới
Để tạo ra sản phẩm đúng yêu cầu, trước tiên bạn cần xác định kiểu dáng và sau đó tra cứu trong thư viện bản vẽ khuôn bế hộp tại Run a Standard để nhập kích thước Đối với các đơn hàng lặp lại có số lượng lớn, bạn có thể giữ nguyên hình dáng nhưng thay đổi kích thước theo nhu cầu.
Kết luận cho phần phân tích so sánh các phương pháp thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp
Sau khi phân tích và so sánh các phương pháp thiết kế bản vẽ khuôn bế, nhóm sinh viên nhận thấy phương pháp Run a Standard bằng phần mềm ArtiosCAD có nhiều ưu điểm vượt trội như tính chính xác, tiết kiệm thời gian, tính hệ thống hóa và dễ sử dụng Để áp dụng phương pháp này, việc tạo lập thư viện bản vẽ khuôn bế hộp đa dạng kiểu dáng là cần thiết, sử dụng hai công cụ là StyleMaker và Geomety Macros Sự kết hợp của hai công cụ này sẽ giúp quá trình xây dựng thư viện bản vẽ khuôn bế hộp trở nên khoa học và hiệu quả hơn.
Nhóm sinh viên đã quyết định áp dụng phương pháp thiết kế Run a Standard để tiến hành nghiên cứu chuyên sâu, nhằm đề xuất quy trình và thực hiện các thí nghiệm dựa trên quy trình đã đề xuất.
TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ARTIOS CAD
1.5.1 Giới thiệu chung về phần mềm Artios CAD
CAD (Thiết kế hỗ trợ bằng máy tính) là công nghệ sử dụng máy tính và phần mềm kỹ thuật để thiết kế nhiều sản phẩm công nghiệp, từ chi tiết máy đến các công trình kiến trúc hiện đại CAD đã trở thành công cụ thiết yếu trong nhiều lĩnh vực thiết kế như kiến trúc, kỹ thuật dân dụng, kỹ thuật điện, kỹ thuật cơ khí và các thiết bị phụ trợ khác.
Các chương trình ứng dụng CAD là phần mềm đồ họa phức tạp, yêu cầu khả năng xử lý nhanh và màn hình độ phân giải cao Chúng tích hợp các công cụ phân tích và thống kê tinh vi, hỗ trợ kỹ sư trong việc tối ưu hóa thiết kế và sử dụng thư viện hình ký hiệu Những tính năng này đòi hỏi một khối lượng xử lý lớn mà trước đây không thể thực hiện trên máy tính cá nhân.
Phần mềm CAD cho máy tính cá nhân kết hợp đồ họa và cấu trúc đối tượng, cho phép điều chỉnh kích thước chính xác trong hai hoặc ba chiều, nhằm tạo ra các bản vẽ với chi tiết phức tạp.
Trên thế giới, nhiều hãng và tập đoàn lớn đã nghiên cứu và phát triển phần mềm CAD chuyên dụng cho thiết kế bao bì, tiêu biểu như EngView, ImpactCAD, IimPACT và ArtiosCAD.
Phần mềm ArtiosCAD của Esko-Graphic được ưa chuộng toàn cầu, cung cấp cho các nhà thiết kế những mẫu khuôn bế chất lượng ArtiosCAD hỗ trợ thiết kế, phát triển sản phẩm và tạo ra nguyên mẫu đầu tiên một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Mặc dù các phần mềm thiết kế khuôn bế hộp có giao diện làm việc khác nhau, nhưng chúng đều chia sẻ một số chức năng tương tự, giúp hỗ trợ quá trình thiết kế hiệu quả.
Phần mềm CAD cho phép người dùng thiết kế và tái sử dụng các mẫu có sẵn, giúp họ dễ dàng tạo ra các khuôn bế hộp mới hoặc tận dụng những mẫu đã được chương trình cung cấp.
Chức năng kiểm tra cấu trúc mẫu trong không gian ba chiều cho phép người thiết kế xác minh tính chính xác của cấu trúc sau khi hoàn thành quá trình tạo mẫu Nhờ vào các công cụ mạnh mẽ, chức năng này hỗ trợ việc tạo ra các mẫu gấp một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Hình ảnh đồ họa được tích hợp vào cấu trúc mẫu sẽ được hiển thị trên không gian ba chiều với phối cảnh chính xác, giúp khách hàng có cái nhìn trực quan về sản phẩm Chức năng này còn hỗ trợ nhà thiết kế điều chỉnh các yếu tố như độ dày giấy, độ dày dao cấn và độ biến dạng của vật liệu trong quá trình in, mang lại sự chính xác và hiệu quả cao trong thiết kế.
Chức năng mô phỏng thiết kế 3D giúp nhà sản xuất có cái nhìn rõ nét về sản phẩm, đồng thời giúp các nhà thiết kế phát hiện các khiếm khuyết sau khi hoàn thiện Phần mềm CAD chuyên nghiệp không chỉ hỗ trợ mô phỏng sản phẩm mà còn tối ưu hóa việc sắp xếp sản phẩm trong hộp, từ đó cải thiện quy trình xếp hộp vào thùng lớn và container để vận chuyển, giúp xác định kích thước hộp một cách hiệu quả.
Chức năng tạo mẫu thiết kế động trên ArtiosCAD và Engview Synergy cho phép người dùng thay đổi các thông số kích thước, như StyleMarker Tính năng này hỗ trợ vẽ các mẫu khuôn bế hộp, trong đó kích thước của hộp được xác định bởi các biến số Khi điều chỉnh giá trị của các biến này, người dùng có thể tạo ra nhiều hộp mới với kiểu dáng tương tự nhưng kích thước khác nhau.
Ngoài ra các phần mềm CAD đều có các chức năng hỗ trợ cho việc đưa ra các phương án sản xuất bao bì:
Chức năng tạo Layout trong ArtiosCAD cho phép thiết kế các tờ in phù hợp với thiết bị in và cấn bế, đồng thời hỗ trợ nhiều phương pháp đan xen khác nhau như "Manual Layout".
- Chức năng tính toán giá thành cho phương án sản xuất như “Quantities and cost” trong ArtiosCAD và “Cost Estimator” trong Engview
Chức năng "Intelligent Layout" trong Artios CAD cho phép tự động tính toán giá thành sản xuất và đề xuất phương án bố trí dàn thô một cách hiệu quả.
1.5.2 Các cách thiết kế bao bì hộp trong phần mềm ArtiosCAD
Với phần mềm ArtiosCAD, người dùng có nhiều cách để thiết kế cấu trúc hộp:
- Dùng mẫu có sẵn trong thư viện hộp (Run a Standard)
- Vẽ mới bằng cách dùng các công cụ hỗ trợ vẽ của ArtiosCAD (New Design)
- Vẽ mới có khả năng thay đổi kích thước ( StyleMaker)
ArtiosCAD cung cấp cho người sử dụng hai công cụ hỗ trợ thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp đó là StyleMaker và Geomety Macros
StyleMaker là công cụ thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp với khả năng sử dụng biến số kích thước Người thiết kế có thể dễ dàng thiết lập và điều chỉnh các biến số để tạo ra bản vẽ khuôn bế hộp có thể thay đổi kích thước Để kiểm tra tính linh hoạt và độ chính xác của bản vẽ, chỉ cần thay đổi giá trị biến số kích thước và thực hiện thao tác Rebuild Design Ngoài ra, StyleMaker còn hỗ trợ tạo ra các bản vẽ thành phần hộp có khả năng thay đổi kích thước dựa trên các biến số, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong quá trình thiết kế.
26 quả không nhất thiết phải là một bản vẽ khuôn bế hộp hoàn chỉnh Thay vào đó, các bản vẽ của các thành phần hộp có thể điều chỉnh kích thước theo các biến số, được gọi là Macro.
Hình 1.4: Công cụ StyleMaker trong phân mềm ArtiosCAD
KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CÔNG TY KHANG THÀNH
MỤC TIÊU VÀ TIÊU CHÍ KHẢO SÁT
Nhóm đã thực hiện khảo sát chuyên sâu tại công ty TNHH Khang Thành với những mục tiêu sau:
- Tìm hiểu quy trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp, cách thức thực hiện quy trình tại công ty
- Khảo sát về thực trạng chuẩn hóa các thông số và tập hợp cơ sở dữ liệu Từ đó thống kê cơ sở dữ liệu cho thực nghiệm
- Tìm hiểu những sai hỏng và nguyên nhân Từ đó tìm giải pháp khắc phục
- Thiết bị phục vụ quá trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp
KẾT QUẢ KHẢO SÁT
2.2.1 Quy trình thiết kế khuôn bế hộp tại công ty TNHH Khang Thành
Công ty TNHH Khang Thành nổi bật trong lĩnh vực sản xuất bao bì hộp từ carton dợn sóng chất lượng cao Là một công ty trẻ năng động, Khang Thành không ngừng đầu tư vào trang thiết bị công nghệ hiện đại Tuy nhiên, quy trình thiết kế cấu trúc tại công ty vẫn còn nhiều hạn chế và gặp phải sai hỏng Dưới đây là quy trình thiết kế cấu trúc tại công ty TNHH Khang Thành.
Sơ đồ 2.1: Quy trình thiết kế khuôn bế hộp tại công ty TNHH Khang Thành
Bảng 2.1: Chi tiết quy trình thiết kế khuôn bế hộp ở công ty Khang Thành
Công đoạn Cách thực hiện Công cụ hỗ trợ
Dựa trên yêu cầu của khách hàng về sản phẩm, như khả năng bảo vệ, độ chặt, khả năng trưng bày và đối tượng sử dụng, việc lựa chọn hình dạng khối hộp là rất quan trọng.
Kho lưu mẫu hộp đã sản xuất, mạng Internet
(2) Thực hiện chuyển hình thù khối không gian sang hình dạng khổ trải
Kho lưu mẫu hộp đã sản xuất, mạng Internet
(3) Tiến hành đo đạc kích thước chính trên file
Căn cứ vào kích thước, thể tích và số lượng sản phẩm bên trong để xác định kích thước khối hộp
Mẫu vật khách gửi, thước đo
Căn cứ vào thông số vật liệu lưu hành nội bộ trong công ty để tính toán bù trừ (tăng giảm) độ giày giấy Tính toán thủ công
Cơ sở về thông số vật liệu
(6) Thực hiện vẽ bản thảo đã tính toán trên phần mềm Adobe Illustrator
(7) Cắt mẫu Máy cắt Kongberg, vật liệu thật
(8) Gấp dán mẫu Thủ công
Kiểm tra tính thẩm mỹ của sản phẩm, xác định các điểm chèn, giáp mí và kết nối để đảm bảo tính kín khít; thực hiện việc đặt thử sản phẩm (nếu có) và đánh giá mức độ hài lòng của người sử dụng.
Bảng 2.2: Thực trạng chuẩn hóa thông số kỹ thuật và tập hợp cơ sở dữ liệu
Thông số, cơ sở dữ liệu Thực trạng
Thông số về kiểu dáng - Có sử dụng
- Hình thức: Kho lưu mẫu đã sản xuất trước đó; tham khảo mạng Internet
- Không có thư viện kiểu dáng bao bì chuyên nghiệp
Thông số về kích thước - Có sử dụng
- Hình thức: File word quy định, ký hiệu thông số sản phẩm lưu hành nội bộ
Thông số vật liệu - Có sử dụng
- Hình thức: File excel tập hợp thông số về độ dày giấy và định lượng
- Thiếu các giá trị: IL, OG, CRRV Thông số về định dạng đường - Có sử dụng
- Hình thức: File Adobe Illustrator lưu hành nội bộ quy định về chức năng và hình thức biểu diễn các loại đường
2.2.3 Những sai hỏng trong quá trình thiết kế và sản xuất tại công ty TNHH Khang Thành
Bảng 2.3: Những sai hỏng trong quá trình thiết kế và sản xuất tại công ty TNHH Khang Thành
STT Lỗi Nguyên Nhân Giải pháp
Khuôn bế sai kích thước, sai định dạng đường, những đường dao cong không mượt
Vẽ khuôn bế trên phần mềm đồ họa và gửi file cho bộ phận gia công khuôn bế bên ngoài có thể gây ra sai sót do cần phải chuyển đổi định dạng file hoặc vẽ lại bằng CAD.
Thực hiện thiết kế khuôn bế trên phần mềm chuyên dụng
2 Hộp sau khi thành phẩm không thể dựng hộp, kém thẩm mỹ
Việc nhập số liệu thủ công và lặp lại nhiều lần trong quá trình thiết kế khuôn bế bằng phần mềm đồ họa dẫn đến độ dày giấy không chính xác.
Thực hiện thiết kế khuôn bế trên phần mềm chuyên dụng có sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu về vật liệu
3 Các đường hỗ trợ xé không xé rách được
Thiết kế cảm tính Không thể thiết lập được thông số đường hỗ trợ xé trên phần mềm thiết kế đồ họa
Thực hiện thiết kế khuôn bế trên phần mềm chuyên dụng có sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu về định dạng đường
4 Tốn thời gian cho việc vẽ mẫu và mẫu
Thiếu cơ sở dữ liệu về bộ thư viện hộp mẫu để dễ dàng tìm kiếm và mẫu đã qua kiểm tra nên
Thực hiện thiết kế khuôn bế trên phần mềm chuyên dụng có
Khi chọn mẫu mới, cần phải tính toán và vẽ thủ công từ đầu, điều này không phù hợp với yêu cầu độ chính xác cao Thay vào đó, nên sử dụng thư viện bản vẽ khuôn bế đã được tính toán và kiểm tra để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thiết kế.
2.2.3 Thiết bị phục vụ công đoạn thiết kế
Khảo sát quy trình thiết kế cấu trúc bao bì hộp carton dợn sóng tại công ty TNHH Khang Thành cho thấy tầm quan trọng của việc áp dụng phương pháp thiết kế khuôn bế hộp thông qua phần mềm ArtiosCAD Việc xây dựng bộ thư viện mẫu bao bì từ carton dợn sóng với số lượng biến số tối giản giúp doanh nghiệp dễ dàng chuyển đổi quy trình thiết kế và sản xuất Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong việc hỗ trợ nhân viên tiếp cận phần mềm mới một cách thuận tiện và hiệu quả.
ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH XÂY DỰNG THƯ VIỆN BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP CÓ KHẢ NĂNG THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC CHO BAO HÌ HỘP TỪ CARTON DỢN SÓNG
NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG THƯ VIỆN BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP CÓ KHẢ NĂNG THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC
Nhóm sinh viên đã đề xuất quy trình xây dựng thư viện bản vẽ cho khuôn bế hộp, cho phép thay đổi kích thước bao bì từ carton dợn sóng Quy trình này được phát triển dựa trên các nguyên tắc thiết kế hiện đại, nhằm tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường.
Tạo thư viện bản vẽ khuôn bế hộp một cách hệ thống và khoa học bằng StyleMaker và Geometry Macro giúp tối ưu hóa quy trình xử lý đơn hàng Việc sử dụng thư viện này cho phép thực hiện các tác nghiệp nhanh chóng và chính xác, nâng cao hiệu quả trong sản xuất.
- Để có đa dạng các mẫu bản vẽ khuôn bế hộp, cần tạo thư viện mẫu hộp nhanh chóng và hệ thống bằng cách:
Xây dựng kho Macro ( từng chi tiết hộp)
Tổ hợp các Macro để tạo thành thư viện bản vẽ khuôn bế hộp
- Để tạo các Macro, cần:
Tổng hợp thư viện hình dạng Macro
Tạo công thức kích thước đã bù trừ chi tiết cho từng Macro
Tạo thư viện về thông số vật liệu
Tạo thư viện định dạng chức năng đường
- Tổ hợp các Macro thành các file khuôn bế cho các kiểu dáng hộp khác
ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH XÂY DỰNG THƯ VIỆN BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP CÓ KHẢ NĂNG THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC CHO BAO HÌ HỘP TỪ
Sơ đồ 3.1: Quy trình xây dựng thư viện bản vẽ khuôn bế hộp có khả năng thay đổi kích thước cho bao bì hộp từ carton dợn sóng
Bảng 3.1: Hướng dẫn công việc cho quy trình xây dựng bản vẽ cấu trúc bao bì hộp carton dợn sóng có khả năng thay đổi kích thước
QUY TRÌNH CHI TIẾT CÔNG VIỆC CÔNG CỤ HỖ TRỢ
1 Sưu tầm, nghiên cứu, tổng hợp các kiểu dáng hộp
Các kiểu hộp đã sưu tầm; tham khảo thư viện FEFCO, Engview, ECMA, phân loại ở CSDL
Các kiểu hộp đã sản xuất ở công ty thực nghiệm
2 Phân các dạng hộp đã sưu tầm thành các nhóm dựa trên tiêu chí đặt ra
Mỗi cá nhân, tổ chức có tiêu chí riêng để phân nhóm hộp, mục đích cuối cùng nhằm thuận tiện trong công việc và lưu hành nội bộ
3 Phân loại các thành phần cần vẽ cho từng kiểu hộp đã phân nhóm ở trên
- Kiểu dáng cho đáy hộp
- Kiểu dáng cho nắp hộp
- Kiểu dáng cho thân hộp
- Kiểu dáng cho thành hộp
- Kiểu dáng cho góc hộp
- Kiểu dáng cho chi tiết tăng thêm
4 Xây dựng tên hộp dựa trên hình dạng của từng thành phần cấu thành:
- Hình dạng của chi tiết tăng thêm
Tác nghiệp của người thiết kế trong quá trình tìm kiếm và truy xuất hình dạng hộp: Hình dáng thân, nắp, đáy, thành, góc,
5 Xác định kích thước, tính toán các công thức, mối liên hệ, ràng buộc giữa các biến số
- Thông số biến cơ bản (biến chính)
- Xác định kích từng Macro theo biến chính
Cơ sở các quy luật hình học về mối liên hệ giữa hình dạng và kích thước của khối với hình dạng và kích thước bề mặt các diện
6 Bù trừ độ dày giấy ở các điểm cài khóa, chèn, điểm giáp mí hay kết nối …
Lưu ý rằng khi hộp được thiết kế với vật liệu có độ dày khác nhau, cấu trúc trải hộp sẽ có những điểm khác nhau
Thông số vật liệu, quy tắc về thứ tự các lớp khi sản xuất hộp
7 Tiến hành vẽ tất cả macro:
- Tạo file biến số với tất cả những biến số sẽ sử dụng
- Sử dụng các công cụ Design để vẽ
Phụ lục 1: Hướng dẫn cách tạo biến số trong StyleMaker
Phụ lục 2: Hướng dẫn sử dụng các công cụ
8 Dự trù, tính toán các tính chất của mỗi loại đường trong từng bản vẽ
Tính chất, công năng, mục đích sử dụng các đường khi sản xuất, phù hợp quy trình
9 Tiến hành ghép các macro để tạo thành file khuôn bế một hộp hoàn chỉnh
Phụ lục 7: Hướng dẫn sử dụng cơ sở dữ liệu thành phần hộp macro trong Defautls
10 Kiểm tra trong ArtiosCAD bằng công cụ:
- Design checks: Kiểm tra bị đúp đường (double line) và bị hở (gap)
- Rebuild design: Kiểm tra để xem file có thay đổi kích thước không
Chuyển đổi sang 3D: Tạo mô hình hộp để kiểm tra cấu trúc, đảm bảo các thành phần khớp nhau và xác định xem các công thức kích thước có sai lệch hay không Đồng thời, cần kiểm tra tính chính xác của các thuộc tính đường đã được định dạng.
- Nếu có lỗi thì khắc phục
Phụ lục 3: Hướng dẫn sử dụng các công cụ kiểm tra file thiết kế cấu trúc trên ArtiosCAD
11 Làm mẫu thử 2 lần để kiểm tra tính chính xác của công thức kích thước cho từng bản vẽ chi tiết các thành phần hộp
Phụ lục 12: Hướng dẫn sử dụng máy cắt mẫu Esko
Cắt mẫu thử trên máy giúp kiểm tra sự khớp nối của các thành phần, đánh giá khả năng dựng hộp thực tế và phát hiện các lỗi còn sót lại mà không thể thấy trên file.
12 Gấp dựng hộp để kiểm tra
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, cần sử dụng giấy và vật tư đúng quy cách như định lượng, độ dày và giá trị làm tròn Việc kiểm tra khả năng dựng hộp, đóng kín và sự ăn khớp giữa các thành phần là rất quan trọng, đồng thời cần bù trừ độ dày vật liệu để đạt hiệu quả tối ưu.
- Nếu phát hiện lỗi, xem lại công thức tính kích thước và chỉnh sửa lại trên file
Làm mẫu thử thủ công:
- Xé đường xương cá (với hộp nào có)
13 Tạo Diagram cho từng kiểu hộp sẽ giúp người sử dụng hình dung kiểu dáng trong thư viện khi chọn mẫu, dễ dàng điền thông số kích thước dựa trên hình ảnh minh họa
Phụ lục 8: Hướng dẫn tạo Diagram cho file thiết kế khuôn bế hộp
14 Lưu tên file đã vẽ theo cách mã hóa của bộ thư viện đã tạo
15 Đưa file đã lưu vào Defaults
Style Catalog để tạo thư viện mẫu hộp
Phụ lục 9: Hướng dẫn thiết lập cơ sở dữ liệu hộp trong Defautls
THỰC NGHIỆM QUY TRÌNH ĐÃ ĐỀ XUẤT- KẾT QUẢ
THỰC NGHIỆM BƯỚC TÌM KIẾM, SƯU TẦM, TỔNG HỢP KIỂU DÁNG BAO BÌ HỘP TỪ CARTON DỢN SÓNG VÀ PHÂN LOẠI NHÓM HỘP – KẾT QUẢ
DÁNG BAO BÌ HỘP TỪ CARTON DỢN SÓNG VÀ PHÂN LOẠI NHÓM
Nhóm sinh viên đã tiến hành sưu tầm và phân loại mẫu hộp từ thư viện FEFCO và Engview, tổng hợp các mẫu theo tiêu chí kiểu dáng, khả năng tách và sử dụng chung macro, cũng như chức năng Dưới đây là kết quả của quá trình tổng hợp và phân nhóm các mẫu hộp.
Bảng 4.1: Kết quả thực nghiệm phân nhóm bao bì hộp từ carton dợn sóng
Tên nhóm hộp Mô tả Minh họa
I Hộp dạng ống Đây là những hộp thông dụng nhất và dễ nhận biết nhất Các hộp được thành phẩm nhờ dán tai dán hông và khi hộp ở dạng bán thành phẩm, hộp sẽ có dạng hình ống
Hộp có thể có nhiều hình dạng khác nhau từ thân hình hộp chữ nhật đến thân hình lăng trụ n giác
Hộp có thể không có nắp, đáy hoặc có nắp và đáy
II-III Hộp cuộn và khay
Khay và hộp cuộn là loại hộp được làm từ một mảnh duy nhất, gấp lại để tạo thành hình dáng Khác với các hộp có rãnh với nắp gắn ở trên và dưới, nhóm hộp này có tường và nắp cài vào đáy Đặc điểm nổi bật của nhóm hộp này bao gồm bản lề và các chốt cài.
Hộp âm-dương Đây là loại hộp luôn gồm hai phần tách rời là phần âm và phần dương
Gọi là thành phần phụ đỡ bên trong: vách ngăn, tấm lót,
Thường dùng bên trong các hộp chứa sản phẩm dễ vỡ
THỰC NGHIỆM BƯỚC PHÂN LOẠI KIỂU DÁNG MACRO, MÃ HÓA VÀ TẠO CƠ SỞ MÃ HÓA TÊN HỘP – KẾT QUẢ
VÀ TẠO CƠ SỞ MÃ HÓA TÊN HỘP – KẾT QUẢ
Dựa vào các nhóm hộp đã phân loại, chúng ta sẽ tạo ra một thư viện macro cho từng loại hộp dựa trên hình dạng các thành phần như thân, nắp-đáy, thành, góc và chi tiết tăng thêm Mỗi nhóm hộp sẽ có thư viện macro riêng, và tên hộp sẽ được mã hóa theo từng thành phần dựa trên yêu cầu thiết kế Trong quá trình thiết kế bản vẽ khuôn bế hộp, kiểu dáng hộp sẽ được xác định và lựa chọn dựa trên thứ tự hình dáng của thân, nắp, đáy, kiểu thành, kiểu góc và các chi tiết bổ sung.
Theo cách thực hiện trên, nhóm thu được kết quả thực nghiệm sau:
4.2.1 Kết quả 1: Cơ sở dữ liệu về mã tên hộp
Mã hóa hình dạng chung
NHÓM DẠNG HỘP KÝ HIỆU
II Hộp dạng cuộn BBCT-II
III Hộp dạng khay BBCT-III
IV Hộp âm dương BBCT-IV
Bảng 4.2: Kết quả mã hóa hình dạng chung
Cách mã hóa cho hộp nhóm I:
Mã nhóm – Mã hình dạng thân – Mã nắp – Mã đáy – Mã chi tiết tăng thêm
Mã nhóm – Mã hình dạng thân – Mã thành phần (Đối với Sleeve)
Mã hóa hình dạng thân nhóm I
Bảng 4.3: Kết quả mã hóa hình dạng thân nhóm I
Nhóm Dạng thân Ký hiệu Hình ảnh
2 Hình hộp chữ nhật BBCT-I-2
3 Lăng trụ tam giác đều BBCT-I-3
4 Lăng trụ ngũ giác đều BBCT-I-4
5 Lăng trụ lục giác đều BBCT-I-5
6 Lăng trụ lục giác cân BBCT-I-6
Mã hóa hình dạng nắp – đáy nhóm I
Bảng 4.4: Kết quả mã hóa hình dạng nắp - đáy nhóm I
Nhóm Hình dạng nắp (đáy) Ký hiệu
A Sleeve đơn BBCT-I-(mã thân)-A
B Sleeve đôi BBCT-I-(mã thân)-B
0 Không có nắp BBCT-I-(mã thân)-0
7 Khóa dán BBCT-I-(mã thân)-7
8 Khóa dán biến thể BBCT-I-(mã thân)-8
9 Khóa cài BBCT-I-(mã thân)-9
Mã hóa chi tiết tăng thêm
Nhóm Chi tiết tăng thêm Ký hiệu
0 Không có BBCT-I-(mã thân)-(mã nắp)-(mã đáy)-0
1 Khóa cài phụ BBCT-I-(mã thân)-(mã nắp)-(mã đáy)-1
2 Chi tiết hỗ trợ mở BBCT-I-(mã thân)-(mã nắp)-(mã đáy)-2
Bảng 4.5: Kết quả mã hóa chi tiết tăng thêm nhóm I
Mã hóa nhóm II/III
Cách mã hóa cho hộp nhóm II/III:
Mã nhóm – Mã hình dạng thân – Mã cạnh dài (thành-góc) – Mã cạnh ngắn (thành- góc) – Mã chi tiết tăng thêm
Mã hóa hình dạng thân nhóm II/III
Bảng 4.6: Kết quả mã hóa hình dạng thân nhóm II/III
Nhóm Hình dạng thân Ký hiệu
1 Hình hộp chữ nhật BBCT-II/III-01
2 Lăng trụ tam giác đều BBCT-III-02
3 Lăng trụ lục giác đều BBCT-III-03
4 Lăng trụ lục giác cân BBCT-III-04
5 Lăng trụ bát giác đều BBCT-III-05
6 Lăng trụ bát giác cân BBCT-III-06
Mã hóa kiểu thành-góc nhóm II/III
Chữ số đầu tiên là mã dạng thành, chữ số thứ 2 là mã góc
Bảng 4.7: Kết quả mã hóa kiểu thành nhóm II/III
Nhóm Kiểu thành Ký hiệu
1 Thành đơn cơ bản BBCT-II/III-(mã thân)-1
2 Thành đơn – dán trước khi giao hàng BBCT-II/III-(mã thân)-2
3 Thành đôi cơ bản BBCT-II/III-(mã thân)-3
4 Thành đôi biến thể 1 (có xẻ rãnh đáy)
BBCT-II/III-(mã thân)-4
5 Thành đôi biến thể 2 (Có tai cài xuống đáy hộp)
BBCT-II/III-(mã thân)-5
6 Thành đôi biến thể 3 (Có quai xách) BBCT-II/III-(mã thân)-6
Bảng 4.8: Kết quả mã hóa kiểu góc nhóm II/III
Nhóm Kiểu góc Ký hiệu
1CK Kiểu thành đơn cài khóa 1 BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành)1CK 2CK Kiểu thành đơn cài khóa 2 BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành)2CK
1_C Góc cài với 1 tai luồn khóa
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành)1_C
2_C Góc cài với 2 tai luồn khóa ở
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành)2_C
1D Góc dán cơ bản BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành)1D
Mã hóa chi tiết tăng thêm nhóm II/III
Bảng 4.9: Kết quả mã hóa chi tiết tăng thêm nhóm II/III
Nhóm Chi tiết tăng thêm Ký hiệu
0 Không có chi tiết tăng thêm
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-00
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-11
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-12
Nắp đơn có cài biến thể: nắp 2 tài cài
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-13
Nắp đơn có cài biến thể: nắp 3 tai cài
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-14
Nắp đơn có cài biến thể: nắp đơn 1 tai cài có đường hỗ trợ xé
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-15
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-21
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-22
Nắp đôi có cài biến thể: nắp
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-23
Nắp đôi có cài biến thể: có 2 khóa cài ở giữa
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-24
Nắp đôi có cài biến thể: có 1 khóa cài ở giữa
BBCT-II/III-(mã thân)-(mã thành góc cạnh dài)-(mã thành góc cạnh ngắn)-25
Mã hóa hộp nhóm IV
Cách mã hóa cho hộp nhóm IV: Tên hộp nhóm IV là sự kết hợp tên các thành phần được tạo ra từ các nhóm I, II, III
Mã nhóm-(Mã đáy)-(Mã thân)-(mã nắp)
Ví dụ: BBCT-IV-(BBCT-III-05-11C-41C-00)-(BBCT-I-1-7-A)-(BBCT-05-III-11D-11D-00)
Hình 4.1: Ví dụ mã hóa tên hộp nhóm IV
4.2.2 Kết quả 2: File cơ sở dữ liệu về kiểu dáng bao bì hộp carton dợn sóng đã được mã hóa
Bảng cơ sở dữ liệu về kiểu dáng bao bì hộp carton dợn sóng đã được mã hóa, giúp người dùng dễ dàng tìm kiếm và lựa chọn mẫu thiết kế khuôn bế hộp phù hợp với yêu cầu sản phẩm và khách hàng Nhóm sinh viên đã tạo ra một bảng CSDL thư viện mẫu hộp (file excel) chứa thông tin chi tiết về kiểu dáng khuôn bế hộp.
Hình 4.2: File excel cơ sở dữ liệu hình dáng hộp nhóm I
Hình 4.3 File excel cơ sở dữ liệu hình dáng hộp nhóm II
Hình 4.4: File excel cơ sở dữ liệu hình dáng hộp nhóm III
Hình 4.5: File excel cơ sở dữ liệu hình dáng hộp nhóm IV
4.3 THỰC NGHIỆM CHUẨN HÓA THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN (BIẾN) – KẾT QUẢ
Sau khi phân nhóm hộp, tiến hành chuẩn hóa thông số kích thước nhằm tạo sự thống nhất trong quá trình thiết kế và sử dụng.
Bảng 4.10: Kết quả thực nghiệm thống kê nhóm thông số và biến số
NHÓM THÔNG SỐ TÊN GỌI BIẾN
Chiều rộng của hộp Chiều dài của hộp Chiều cao của hộp Tai dán
Chiều rộng tai dán Góc tai dán
Chiều rộng tai cài Góc nắp lục giác cân Đáy Chiều cao phần khóa đáy
Chiều dài lỗ treo Chiều cao lỗ treo Chiều dài khóa phụ Chiều rộng khóa phụ Chiều cao vách ngăn Chiêu cao quai xách
2 HỘP DẠNG KHAY, CUỘN, HỘP ÂM DƯƠNG
Chiều dài thân Chiều rộng thân Chiều cao thân Chi tiết thành Rộng rãnh xẻ
Chiều rộng tai dán Góc tai dán
Chi tiết góc Chiều cao cài
Chiêu cao quai xách Chiêu rộng quai xách Chiều dài khóa phụ Chiều rộng khóa phụ
Bảng 4.11 Kết quả thực nghiệm chuẩn hóa thông số kích thước
CHUẨN HÓA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN KÍCH THƯỚC Nhóm thông số
Chiều rộng tai dán TD
Chiều rộng nắp cài NC
Chiều cao phần khóa đáy
Chiều dài lỗ treo DLT
Chiều cao lỗ treo CLT
Chiều dài khóa phụ DKP
Chiều rộng khóa phụ RKP
Chiều cao vách ngăn CVN
Chiêu cao quai xách CQX
Nhóm II –III: Hộp dạng cuộn và khay
Nắp Chiều rộng nắp cài NC
Chiều rộng tai dán TD
Góc Chiều cao cài 1 CC1
Thành Rộng rãnh xẻ RRX
Chiều dài khóa phụ DKP
Chiều rộng khóa phụ RKP
Chiều cao quai xách CQX
THỰC NGHIỆM BƯỚC TÍNH TOÁN CÔNG THỨC KÍCH THƯỚC, BÙ TỪ CÁC VỊ TRÍ, XÁC ĐỊNH CÔNG NĂNG ĐƯỜNG VÀ TIẾN HÀNH VẼ
Ký hiệu Định nghĩa Đường gióng và hiển thị kích thước Đường cấn Đường bế Đường 50% cấn 50% bế
Bảng 4.12: Chú thích đường
4.4.1 Kết quả 1: Kết quả thực nghiệm tính toán, bù trừ kích thước, vẽ macro hộp nhóm I
Nhóm sinh viên sử dụng phần mềm ArtiosCAD để vẽ macro và thu được kết quả báo cáo dưới đây:
Bảng 4.13: Kết quả tính toán, bù trừ kích thước, vẽ macro hộp nhóm I
Thân hình hộp chữ nhật
Thân lăng trụ tam giác đều
Thân lăng trụ ngũ giác đều
Thân lăng trụ lục giác cân
Thân lăng trụ lục giác đều
- Tai dán ngoài bằng tai dán trong Tai dán trong kiểu center
- Tai dán ngoài kiểu center Tai dán trong bằng tai dán ngoài
- Tai dán ngoài kiểu center Tai dán trong kiểu center
- Tai dán ngoài kiểu full lap Tai dán trong bằng tai dán ngoài
- Tai dán ngoài kiểu full lap Tai dán trong bằng tai dán ngoài
Dán hộp lăng trụ tam giác đều
Dán hộp lăng trụ ngũ giác đều
Dán hộp lăng trụ lục giác đều
Dán hộp lăng trụ lục giác cân
Dán biến thể 1 (chỉ làm nắp)
Cài hộp thân hình chữ nhật 1
Cài hộp thân hình chữ nhật
Cài hộp thân hình chữ nhật 2
Cài hộp thân hình chữ nhật
Cài hộp lăng trụ tam giác đều
Cài hộp lăng trụ tam giác đều, có khóa phụ
Cài hộp lăng trụ ngũ giác đều
Cài hộp lăng trụ ngũ giác đều, có khóa phụ
Cài hộp lăng trụ lục giác đều
Cài hộp lăng trụ lục giác đều, có khóa phụ
Cài hộp lăng trụ lục giác cân
Cài hộp lăng trụ lục giác cân có khóa phụ
Cài biến thể 1 (chỉ làm nắp)
Cài biến thể 2 (chỉ làm nắp)
Cài biến thể 3 (chỉ làm nắp)
Cài biến thể 4 (chỉ làm nắp)
Cài biến thể 5 (chỉ làm nắp)
4.4.2 Thư viện macro và công thức tính kích thước hộp nhóm II/III
Bảng 4.14: Kết quả công thức biến số và công thức kích thước maccro nhóm II/III ĐÁY
Lăng trụ bát giác đều
Lăng trụ lục giác cân
Lăng trụ lục giác đều
Thành đơn có tai dán (D/R)
Thành đôi có tai cài (D/R)
Thành đôi có khóa rãnh (D/R)
Thành đôi có quai xách
Thành đơn cài khóa kiểu 1
Thành đơn cài khóa kiểu 2
Góc cài với một tai luồn khóa
Nắp đơn có đường xé
Nắp đôi có 2 khóa cài giữa
Nắp đôi có 1 khóa cài giữa
Sau đó tiến hành đưa macro vào Defaults: Xem phụ lục 6
THỰC NGHIỆM BƯỚC TẠO VÀ TỔ HỢP MACRO TẠO THÀNH BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP – KẾT QUẢ
VẼ KHUÔN BẾ HỘP – KẾT QUẢ
Nhóm sinh viên đã sử dụng thư viện file macro để tính toán, bù trừ và vẽ các thành phần, từ đó tiến hành tổ hợp macro để tạo ra bản vẽ khuôn bế hộp Mỗi bản vẽ được tạo ra bằng cách gọi các macro cho thân, nắp, đáy, thành, góc và các chi tiết bổ sung, sau đó ghép các thành phần lại với nhau (Xem phụ lục 7) Cuối cùng, nhóm thực hiện kiểm tra bằng các công cụ hỗ trợ trên phần mềm.
ArtiosCAD (Xem phụ lục 3) Kết quả của bước thực nghiệm được báo cáo trong bảng sau:
Bảng 4.15: Kết quả thực nghiệm tổ hợp bản vẽ khuôn bế hộp từ macro
NHÓM HỘP SỐ LƯỢNG FILE
THỰC NGHIỆM BƯỚC TẠO CSDL VẬT LIỆU, CẮT THỬ MẪU, GẤP DÁN VÀ KIỂM TRA – KẾT QUẢ
4.6.1 Điều kiện thực nghiệm bước cắt thử mẫu, gấp dán và kiểm tra
Qua khảo sát tại công ty TNHH Khang Thành ở Chương 2, nhóm sinh viên nhận thấy công ty sở hữu thiết bị hiện đại, hỗ trợ tốt cho việc thực nghiệm luận văn Vì vậy, nhóm đã quyết định chọn công ty TNHH Khang Thành để xin hỗ trợ thực nghiệm.
Nhóm sinh viên đã nhận được sự hỗ trợ từ Công ty TNHH Khang Thành, bao gồm việc sử dụng thiết bị cắt mẫu Kongberg X, máy tính văn phòng và các thiết bị đo lường khác Thời gian thực nghiệm được thực hiện trong vòng 2 tuần.
Công ty TNHH Khang Thành cam kết hỗ trợ toàn bộ chi phí vật tư cho nhóm sinh viên, bao gồm 40 tấm carton dợn sóng (sóng E ba lớp bồi giấy Duplex 250, kích thước 650 x 860 mm, với hướng sóng là hướng 860).
4.6.2 Quá trình thực nghiệm bước cắt thử mẫu, gấp dán và kiểm tra
(Xem sơ đồ dưới đây)
Sơ đồ 4.1: Quy trình thực nghiệm bước tạo CSDL vật liệu, cắt mẫu thử và kiểm tra
Bảng 4.16: Chi tiết công việc thực nghiệm bước cắt thử mẫu, gấp dán và kiểm tra
Khảo sát xưởng in và xưởng vật tư nhằm thu thập các mẫu carton sóng E, B hiện có tại công ty là bước quan trọng để xây dựng cơ sở dữ liệu về vật liệu Để đảm bảo độ chính xác, cần đo các thông số như định lượng, độ dày, giá trị Inside Loss, Outside Gain và Caliper Related Rounding Value (CRRV) Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một số thiết bị hỗ trợ tại phòng QC của công ty, bao gồm máy cắt mẫu đo, máy cân định lượng giấy và thước Panme để thu thập các giá trị cần thiết.
- Đo định lượng: Chuẩn đo và cách thức lấy mẫu theo: FEFCO TESTING METHOD N 0 2
- Đo caliper: Chuẩn đo và cách thức lấy mẫu dựa theo: FEFCO TESTING METHOD N 0 3
- Xử lý dữ liệu: Loại bỏ giá trị đo bất thường, lấy trung bình giá trị các lần đo
Sau khi đã có các giá trị đo được về vật liệu giấy Tiến hành tạo vật liệu trong DataCenter trên máy của công ty
Để tiết kiệm giấy tối đa trong quá trình cắt và kiểm tra, nhóm đã tiến hành tổ hợp các macro nhằm giảm thiểu số lượng file hộp cần cắt xuống mức thấp nhất.
Tiến hành bình các file đã được tổ hợp và chọn lọc lên khổ giấy do Công ty tài trợ, đồng thời tính toán bù hao để tối thiểu hóa số lượng tấm carton cần thiết Sau đó, đưa file cần cắt vào hệ thống của công ty và vận hành máy cắt Kongberg cùng phần mềm i-cut Production Console.
Kiểm tra kích thước, khả năng thành phẩm, tính thẩm mỹ, các vị trí bù trừ giấy như các góc và cạnh nắp, đáy
Nếu không đạt yêu cầu trong bước kiểm tra, cần tiến hành phân tích lỗi sai, đánh dấu vị trí cần sửa và xác định phương án khắc phục Sau khi phân tích, sửa lỗi ngay trên file tương ứng và đánh dấu để cắt lại và kiểm tra.
Tổng hợp các file bị lỗi đã được sửa rồi bình lại trên khổ giấy và tiến hành cắt lại
Nếu đạt ở bước kiểm tra, tiến hành đưa file vô thư viện mẫu trên phần mềm ArrtiosCAD của công ty
Phương pháp đo các thông số IL, OG, CRRV cho vật liệu carton dợn sóng được trình bày dưới đây, kèm theo bảng kết quả Những kết quả này sẽ được áp dụng trong quá trình thực nghiệm cắt mẫu.
Hình 4.6: Phương pháp đo Inside Loss, Outside Gain, Caliper Related Rounding Value
Bảng 4.17: Kết quả đo thông số vật liệu carton dợn sóng tại Công ty Khang Thành
Kết quả đo là giá trị trung bình của 10 lần đo Loại sóng Giấy mặt CAL
OG (mm) CRRV (mm) Định lượng
4.6.3 Kết quả thực nghiệm bước cắt thử mẫu, gấp dán và kiểm tra
Bảng 4.18: Kết quả thống kê số lượng hộp cắt thực nghiệm
NHÓM HỘP SỐ LƯỢNG HỘP CẮT THỬ NGHIỆM
Số hộp cần sửa sau khi cắt và kiểm tra: 8 Hộp Tổng số hộp cắt được sau chỉnh sửa: 21 Hộp
Số hộp cần sửa sau khi cắt và kiểm tra: 19 Tổng số hộp cắt được sau chỉnh sửa: 20 III
Số hộp cần sửa sau khi cắt và kiểm tra: 14 Hộp Tổng số hộp cắt được sau chỉnh sửa: 17 Hộp
Số hộp cần sửa sau khi cắt và kiểm tra: 5 Hộp Tổng số hộp cắt được sau chỉnh sửa: 10 Hộp
Bảng 4.19: Báo cáo chi tiết ví dụ 8 mẫu hộp nhóm I cần sửa sau khi cắt mẫu thử
Mã tên hộp Loại giấy Khuôn bế hộp Lỗi sai Chỉnh sửa
- Lỗi sai định dạng đường
- Giảm 1 lần giá trị IL
- Lỗi sai vị trí chi tiết
- Đo đạc tính toán vẽ lại vị trí
- Lỗi sai định dạng đường
- Tăng 2 lần giá trị CRRV
- Lỗi sai hình dạng cấu trúc
- Vẽ lại cấu trúc sai
- Thêm chi tiết hỗ trợ mở
- Vẽ lại cấu trúc sai
- Tăng thêm 2 lần giá trị OG
- Vẽ lại cấu trúc sai
- Giảm kích thước rãnh cài 1 lần giá trị IL
- Vẽ lại cấu trúc sai
- Tăng thêm 2 lần giá trị CRRV tại vị trí sai
THỰC NGHIỆM BƯỚC LƯU FILE BẢN VẼ KHUÔN BẾ HỘP THEO TÊN VÀ ĐƯA FILE VÀO DEFAULTS TRÊN PHẦN MỀM ARTIOSCAD – KẾT QUẢ
VÀ ĐƯA FILE VÀO DEFAULTS TRÊN PHẦN MỀM ARTIOSCAD – KẾT QUẢ
Thực hiện: (Xem phụ lục 9: Hướng dẫn thiết lập cơ sở dữ liệu hộp trong Defaults)
Hình 4.7: Kết quả thực nghiệm lưu file bản vẽ khuôn bế hộp nhóm I theo tên và đưa file vào thư viện Standard trên phần mềm ArtiosCAD
Hình 4.8: Kết quả thực nghiệm lưu file bản vẽ khuôn bế hộp nhóm II theo tên và đưa file vào thư viện Standard trên phần mềm ArtiosCAD
Hình 4.9: Kết quả thực nghiệm lưu file bản vẽ khuôn bế hộp nhóm III theo tên và đưa file vào thư viện Standard trên phần mềm ArtiosCAD
Hình 4.10: Kết quả thực nghiệm lưu file bản vẽ khuôn bế hộp nhóm IV theo tên và đưa file vào thư viện Standard trên phần mềm ArtiosCAD
ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM
Quá trình thực nghiệm diễn ra đúng tiến độ mà nhóm sinh viên đã đặt ra
4.8.2 Vấn đề phát sinh và giải quyết:
Các vấn đề phát sinh xảy ra chủ yếu ở công đoạn cắt mẫu, kiểm tra chỉnh sửa và đưa file vào thưu viện:
- Chưa thu thập đủ các loại vật liệu sử dụng tại công ty
- Giấy sóng được cung cấp bị cong vênh
- Hiện tượng nhảy đường cấn khi dựng mẫu Cấn thủ công lại lần 2 sau khi cấn bằng máy, gấp cẩn thận
Đường cấn xéo theo hướng sóng có thể gây khó khăn trong việc gấp và dễ dẫn đến tình trạng nứt, rách bề mặt mẫu hộp, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ Do đó, cần thực hiện việc cấn thủ công lần thứ hai sau khi đã cấn bằng máy và gấp một cách cẩn thận.
Mặc dù công ty sở hữu bản quyền phần mềm ArtiosCAD, nhưng vẫn thiếu nhiều công cụ hỗ trợ để đưa file vào hệ thống thư viện mẫu Do đó, đề xuất tạm thời sử dụng phần mềm crack nhằm đưa bộ mẫu hộp vào thư viện mẫu của công ty.
Chất lượng của kết quả thực nghiệm phụ thuộc vào 4 yếu tố: Thiết bị, vật liệu, chất lượng file thiết kế và quy cách gấp dán thủ công
- Về thiết bị: Thiết bị hiện đại, hoạt động ổn định cung cấp chất lượng đường cắt và cấn thẩm mỹ
Chất lượng tấm carton dợn sóng được công ty hỗ trợ tốt với sóng đều, tuy nhiên vẫn có hiện tượng cong vênh Bên cạnh đó, việc sử dụng giấy ngay sau khi bồi đã dẫn đến một số mẫu hộp bị ảnh hưởng bởi hiện tượng keo ẩm.
Chất lượng file cắt hiện tại cho thấy tỷ lệ sai hỏng trung bình khoảng 35% so với tổng số hộp cần cắt, với lỗi sai hỏng chủ yếu tập trung ở macro nhóm II và III.
Quy cách gấp dán thủ công có thể dẫn đến chất lượng không đồng đều giữa các hộp Việc keo dán không được bảo quản kín sẽ làm mất nước, từ đó giảm độ bám dính của sản phẩm.
- Đánh giá chất lượng chung: Hài lòng với kết quả
