Uma costura dupla não é apenas um fecho na indústria conserveira, é a barreira mais importante entre o seu produto e o mundo exterior. No caso dos fabricantes de alimentos, bebidas e produtos industriais, a integridade do produto desta costura determina o prazo de validade, a segurança e a reputação da marca.

No entanto, a maioria dos gestores de controlo de qualidade e engenheiros de linha abordam a questão da inspeção da costura dupla de uma perspetiva reactiva. Prestam muita atenção aos defeitos de costura dupla - registam as medições, registam a falha e eliminam o produto. A medição não é a resposta, embora seja uma parte vital do processo de controlo de qualidade.

Para ter zero defeitos, é necessário mudar a mentalidade da inspeção para a otimização. Os dados de uma inspeção de costura dupla não são apenas uma nota de aprovação/reprovação, são um relatório de diagnóstico da saúde da sua máquina de costura. Qualquer alteração na espessura da costura, na sobreposição ou no comprimento do gancho do corpo é uma indicação direta de que uma determinada peça mecânica, um rolo, um elevador ou um mandril de costura, precisa de ser alterada.

O guia destina-se a gestores de produção e engenheiros que pretendam colmatar a lacuna entre os dados de inspeção da costura e a mecânica da máquina. Iremos analisar a forma de converter as medições da qualidade do produto em alterações mecânicas que podem ser implementadas, para que a sua linha de produção funcione com precisão e eficiência.

A definição principal de costura dupla

A costura dupla é um vedante hermético criado pelo encravamento mecânico de 5 camadas de metal. Estas camadas são três camadas das extremidades da lata (a tampa) e duas camadas do corpo da lata. Essencialmente, estas peças de metal têm de ser dobradas corretamente para evitar fugas.

O processo de costura efectua-se em duas operações. A estrutura inicial é feita enrolando o gancho de cobertura à volta do gancho do corpo na primeira operação. Estas camadas são apertadas para formar uma vedação estanque ao gás na segunda operação. Este encravamento mecânico é o que precisa de ser compreendido para diagnosticar a falha de uma costura. Se a sobreposição física destas cinco camadas não for suficiente, ou se a formação da segunda operação for demasiado frouxa, acabará por ter uma costura dupla com fugas.

Como inspecionar: Métodos visuais vs. métodos destrutivos

O controlo de qualidade deve ser efectuado em duas vertentes: em primeiro lugar, inspecções visuais não destrutivas regulares para detetar falhas graves e, em segundo lugar, testes destrutivos periódicos para garantir a integridade interna utilizando equipamento especializado de inspeção de costuras.

1. Inspeção visual (não destrutiva)

Frequência: A cada 15-30 minutos na estação de costura.

Objetivo: Detetar falhas graves da máquina ou "Drift" com antecedência suficiente antes de se tornarem críticas.

Os operadores devem rodar fisicamente a lata e tocar na costura. Está à procura de:

• Abaixar: Uma projeção suave da costura para baixo no cruzamento.
• Vee: Uma saliência acentuada em forma de "V", que indica frequentemente uma costura solta na primeira operação.
• Costura afiada: Uma borda afiada na borda superior do corpo da lata dentro da parte superior da costura (indica problemas de mandril).
• Skidders/Deadheads: Prova de que a lata escorregou durante a costura dupla.

2. Inspeção de desmontagem (destrutiva)

Frequência: No início do turno (First-off), na mudança de turno e após cada 4 horas.

Objetivo: Para medir os componentes internos de costura dupla e o grau de estanquidade.

O procedimento:

1. Seccionamento: Com uma serra de costura especial, cortar uma secção transversal da costura. Isto permite-lhe colocar a lata no equipamento de inspeção da costura da lata para medir a sobreposição, o gancho do corpo e o gancho da tampa.
2. Decapagem: Retire o resto do gancho da tampa do corpo de uma lata utilizando um descascador de costuras (ou uma pinça).
3. Classificação de aperto: Verificar o interior do gancho do corpo da lata e o gancho da tampa retirada. Encontrará algumas operações de costura que deixaram rugas. Uma impressão de costura significativa é frequentemente um bom sinal.
   • Sem rugas (100% Tightness): Ideal (ou mesmo demasiado apertado).
   • Ligeiras rugas (90% Estanquidade): Indicação normal de estanquidade adequada.
   • Rugas profundas que se estendem até ao fundo (Loose): FALHA.

Ligação das métricas de inspeção à mecânica das máquinas de costura

Agora que tem as suas medidas, como é que as utiliza?

As suas costuras devem ter um determinado intervalo de tolerância para estarem em conformidade com os requisitos regulamentares, como a FDA (21 CFR 113) ou as normas da indústria, como a ISBT. Mas não é nem metade da batalha ver um número fora das especificações. É preciso saber qual o parafuso a rodar.

Os padrões críticos da indústria (zonas de segurança) são diretamente mapeados para os componentes da máquina que os controlam na tabela seguinte. Este é o seu principal raciocínio de diagnóstico para a qualidade da costura dupla.

A primeira operação: Formar os ganchos (gancho do corpo e da tampa)

A costura dupla baseia-se na primeira operação. Decide a quantidade de material que resta para utilizar no fecho final. Constitui, nomeadamente, o gancho do corpo e o gancho da tampa. Estas são as duas estruturas metálicas que terão finalmente de se ligar uma à outra. Uma boa costura na primeira operação é crucial; se forem demasiado curtas ou deformadas nesta fase, a segunda operação não conseguirá salvar a lata.

Estes ganchos são produzidos apenas pelo primeiro rolo de operação. O rolo força a curvatura da tampa sob o bordo da flange do corpo da lata. A quantidade de material dobrado depende da profundidade do rolo em relação ao mandril (altura do pino) e do perfil da ranhura do rolo.

Se o seu Body Hook não for consistente, não olhe para o segundo rolo de operação. É necessário verificar o primeiro rolo de operação. O rolo oscila devido ao desgaste da chumaceira? A came de acionamento do rolo está a exercer uma pressão uniforme?

A segunda operação: Criação do selo (sobreposição e estanquicidade)

Os ganchos ficam soltos depois de formados. A segunda operação é a causa da sobreposição (a distância real de vedação) e da estanquidade da costura (a compressão da massa de vedação). A sobreposição não pode ser medida diretamente sem cortar a lata, mas é calculada utilizando os comprimentos dos ganchos e a espessura da costura. A estanquidade é determinada descascando a costura e examinando o gancho da tampa para ver se tem rugas.

O segundo rolo de operação controla-o. O perfil deste rolo é mais plano do que o do primeiro. A sua função é alisar as dobras efectuadas no primeiro passo para criar uma costura apertada.

Um dos erros cometidos é aplicar a quantidade errada de pressão, neste caso para vedar uma fuga. A sobrepressão pode esticar demasiado o metal, criando uma costura solta ou diminuindo a sobreposição (uma falha conhecida como "ironing out"). O objetivo é uma compressão adequada. Isto implica uma cabeça de costura estável. Quando a pressão do rolo varia devido a um controlo ineficaz do motor, observa-se um aperto desigual numa única produção.

A base estrutural: Rebaixamento e altura da costura

A distância entre o topo da costura e o painel plano da tampa é a profundidade do escareador. A medida vertical das dimensões externas é a altura da costura.

Estas medidas são os sinais da estabilidade vertical da sua máquina. O mandril de costura (cabeça de prensa) e o elevador (placa de base) controlam-nas.

A tampa é mantida pelo mandril e o corpo da lata é empurrado para cima pelo elevador. Quando a mola do elevador é demasiado fraca, a lata derrapa ou cai durante a costura, e o gancho do corpo será longo e a altura da costura curta. A menos que o mandril esteja perfeitamente centrado nos rolos, o escareador será irregular em torno do diâmetro.

Guia de resolução de problemas: Diagnóstico de falhas de máquinas a partir de dados de inspeção

Um defeito detectado pelo equipamento de inspeção provoca a paragem da linha de produção. Quanto mais cedo se identificar a causa do problema, menos se paga em termos de tempo de paragem. Segue-se um roteiro para a tradução de dados de defeitos comuns em soluções mecânicas.

Fixação de costuras afiadas ajustando o alinhamento do mandril

É possível sentir uma aresta afiada no bordo superior interior da costura. Isto é perigoso para o consumidor e, normalmente, corta a costura, resultando em fugas instantâneas. Este é quase sempre um problema da Chuck.

1. Verificar o alinhamento vertical: O mandril está provavelmente demasiado baixo em relação aos rolos. Isto faz com que o metal se dobre sobre o rebordo do mandril de forma demasiado violenta. Tem de aumentar o ajuste da altura do pino.
2. Inspecionar o desgaste: Examine o rebordo do mandril. Se o rebordo estiver lascado ou desgastado de forma irregular, cortará o metal.

Resolver a baixa sobreposição através do aperto dos rolos

O cálculo indica que não há sobreposição suficiente (menos de 1,0 mm ou qualquer que seja o seu padrão). Isto implica que os ganchos não estão a enganchar suficientemente fundo. Isto implica uma verificação em várias etapas, verificando frequentemente o raio do gancho de cobertura.

1. Verificar a pressão do elevador: Quando a lata está a deslizar para baixo, o gancho do corpo não está formado. Aplicar mais tensão na mola da placa de base.
2. Ajustar o segundo rolo de operação: Quando os ganchos não estão sobrepostos, mas são suficientemente compridos, o segundo rolo de operação não consegue empurrar suficientemente fundo. O rolo deve ser apertado para garantir uma crista de pressão visível.
3. Aviso: Não apertar demasiado. O aperto excessivo provoca o estiramento do metal e a redução da sobreposição. Trata-se de um equilíbrio fino que necessita de uma estrutura de máquina estável.

Correção de costuras falsas: Problemas com rolamentos e flanges

A costura parece impecável no exterior, mas uma desmontagem mostra que o gancho do corpo e o gancho da tampa nem sequer se tocam. A lata não está selada. Trata-se de uma falha de segurança grave. Normalmente, isto deve-se a uma inclinação mecânica ou a um desalinhamento no ciclo.

1. Verificar os rolamentos: Quando os rolamentos de rolos são lúdicos, o rolo pode fazer ricochete ao bater na costura da lata e não se comprime.
2. Verificar a alimentação: Se a flange da lata estiver dobrada antes de atingir a costureira, os ganchos não engatam. Verificar a roda em estrela e o sincronismo da torre.

Protocolo de qualidade integrado: Fluxo de trabalho diário de preparação e inspeção

A rotina é a consequência da consistência. Para reduzir os defeitos, é necessário tornar a inspeção da costura dupla uma parte do fluxo de trabalho diário de configuração da máquina. Este protocolo leva-o da atividade de captura de latas estragadas para a atividade de prevenção de latas estragadas.

Fase 1: Verificação da máquina antes do arranque (método visual)

O operador deve efetuar uma auditoria visual antes de a máquina processar uma lata. Não é a lata que é medida, mas a preparação da máquina.

• Controlo de detritos: Verifique os rolos e o mandril para ver se há pó de alumínio ou verniz. Estes resíduos modificam o diâmetro efetivo da ferramenta e alteram as dimensões da costura.
• Condição das ferramentas: Inspecionar visualmente o lábio do mandril quanto a aparas.
• Lubrificação: Lubrificar todas as peças móveis.

Fase 2: A calibração "inicial" (o método destrutivo)

Não iniciar a produção completa sem uma desmontagem utilizando ferramentas de inspeção de costuras adequadas.

• Aquecimento: Ponha a máquina a funcionar durante 5-10 minutos. As máquinas de costura dilatam-se ligeiramente à medida que aquecem; as definições efectuadas numa máquina fria irão desviar-se.
• O desmantelamento: Recolher as 3 primeiras latas consecutivas. Efetuar um teste destrutivo completo.
• Calibração: Se o aperto não for 100% (ou o seu padrão), altere imediatamente a força da mola do segundo rolo de operação. Não continuar até que as amostras da primeira operação estejam perfeitas.

Fase 3: Monitorização de Intervalo (Não Destrutiva e Amostragem)

Quando a produção é iniciada, não é possível desmontar todas as latas.

• Frequência: Verificar a cada 30 minutos nas linhas de alta velocidade (como os nossos modelos de 50 latas/minuto). No caso de linhas mais lentas, uma hora pode ser suficiente.
• Registo de dados: Documentar estes intervalos. Se se verificar uma tendência (por exemplo, a altura da costura está a aumentar gradualmente), isso significa que a máquina está a desviar-se (uma porca de bloqueio pode estar solta ou a mola do elevador está a aquecer).

Seleção de Ferramentas de Inspeção para Calibração Rápida de Máquinas

As ferramentas manuais e os sistemas automatizados são frequentemente objeto de debate. Recomendamos que os clientes seleccionem as ferramentas de acordo com a sua velocidade de feedback, em vez da sua tecnologia. O objetivo é garantir que os dados sejam disponibilizados ao operador rapidamente para que ele possa fazer ajustes na máquina.

• Ferramentas manuais (micrómetros/calibradores):
  • Prós: Económica e duradoura.
  • Contras: Registo de dados subjetivo (medido de forma diferente por diferentes operadores), lento e manual.
  • Caso de utilização: Ideal para arranques de baixo volume ou como cópia de segurança.
• Sistemas de visão automatizados (monitores de costura):
  • Prós: Armazenamento objetivo, extremamente rápido, de dados digitais.
  • Contras: Custo inicial mais elevado.
  • Caso de utilização: Essencial para qualquer linha de produção séria onde a rastreabilidade é necessária.

A ferramenta mais útil é aquela que se enquadra no seu fluxo de trabalho. Uma unidade de inspeção automatizada de 50.000 dólares não tem qualquer utilidade quando os dados são armazenados num gabinete informático. A costureira deve estar ao lado do monitor. Quando o sistema sinaliza um gancho de corpo baixo, o operador deve estar ciente de que precisa de inspecionar o primeiro rolo de operação.

Nunca invista demasiado em tecnologia de que não necessita, mas nunca especifique mal o seu controlo de qualidade. O protocolo de um produtor artesanal que fecha 20 latas por minuto não é o mesmo de uma fábrica de bebidas que fecha 500.

A matriz seguinte pode ser utilizada para identificar o dispositivo de inspeção adequado a utilizar ao seu nível de produção:

Conclusão

A inspeção de costura dupla não é uma atividade passiva de escrever números, mas sim uma interação ativa com a sua máquina. Qualquer mícron de variação no seu registo de inspeção é um murmúrio da sua máquina a dizer-lhe o que pretende, quer seja um ajuste do rolo, uma mola ou um mandril.

No entanto, uma máquina de alta qualidade é a base de uma costura perfeita. Uma máquina de costura que não seja estruturalmente rígida ou que não tenha precisão de componentes não pode ser corrigida com qualquer tipo de ajuste.

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