Padrões de acabamento de pescoço da IBM:
Tópico GPI, BPF e PCO Guia de Engenharia

CRC de empurrar e girar

O sistema CRC mais comum para frascos farmacêuticos e agroquímicos da IBM. Gargalo IBM: rosca GPI padrão (28/400, 28/410) mais ranhura ou saliência de encaixe do CRC na parte externa do gargalo. Fechamento do CRC: pressione para baixo (abaixa a saia do TE) + gire para abrir. A tolerância de ±0,05 mm no diâmetro externo do gargalo IBM garante uma força de encaixe consistente do CRC (meta: crianças não conseguem abrir em menos de 10 minutos, de acordo com a norma EN ISO 8317; adultos conseguem abrir em menos de 5 minutos). A Korea Ever-Power valida a força do CRC em um ensaio clínico de nível 1 com um lote de teste do fornecedor do CRC.

CRC de aperto e rotação

Mecanismo CRC alternativo para IBM de produtos químicos domésticos e agroquímicos: comprima os lados opostos do corpo da tampa CRC simultaneamente enquanto gira. Gargalo IBM: rosca padrão + duas posições de entalhe de ativação por compressão na parte externa do gargalo (formadas por injeção na Estação ZQ 1) que acionam o mecanismo de compressão CRC. Menos comum do que o sistema de pressão e rotação para aplicações IBM. A Korea Ever-Power pode produzir gargalos IBM CRC de compressão e rotação nos modelos ZQ40/ZQ60 para frascos IBM de pesticidas domésticos de marcas agroquímicas coreanas, em conformidade com a KCPA.

Faixa à prova de violação (TE)

A faixa TE (saia destacável abaixo da tampa de rosca) encaixa na borda TE do gargalo IBM (cordão ou degrau circunferencial formado na estação de injeção ZQ abaixo da rosca). A primeira abertura rompe as pontes da faixa TE, fornecendo evidências visíveis de violação na primeira abertura. A posição e o diâmetro externo da borda TE IBM são formados por injeção com uma precisão de ±0,05 mm para garantir uma força de encaixe consistente da faixa TE na aplicação do fechamento e um torque de ruptura consistente da faixa TE na primeira abertura pelo consumidor (meta: ruptura abaixo do torque de remoção da tampa 80%).

Selo de folha de indução

O revestimento de vedação por indução (folha de alumínio + camada de selante de PE) é termicamente colado à face do gargalo (face da boca) da garrafa IBM por selagem por indução na linha de enchimento, proporcionando vedação hermética e barreira contra umidade/oxigênio na abertura da garrafa. A face do gargalo da garrafa IBM deve ser plana e lisa (Ra ≤ 0,8 μm) para garantir a completa adesão da folha em toda a circunferência da boca. A estação de injeção IBM forma uma face plana e sem rebarbas com diâmetro externo de ± 0,05 mm para uma área de adesão por indução consistente. Utilizado para: garrafas IBM de cápsulas de suplementos (barreira contra umidade), garrafas IBM de alimentos infantis (vedação contra violação), garrafas IBM de proteína em pó (vedação contra umidade).

Q 01

É possível que a mesma cavidade de injeção da IBM produza frascos para tampas GPI e BPF modificando apenas a haste central?

A cavidade de injeção e a haste central da IBM definem em conjunto a geometria do gargalo da garrafa IBM: a parede externa da cavidade de injeção define o perfil da rosca externa e o diâmetro externo do gargalo, enquanto a haste central define o diâmetro interno e o raio interno da face do bico. Se as tampas GPI e BPF para o mesmo diâmetro externo nominal do gargalo (por exemplo, 28 mm GPI 28/410 versus 28 mm BPF 28×3 mm) tiverem a mesma especificação de diâmetro externo do gargalo, pode parecer que apenas o perfil da rosca da cavidade de injeção (rosca externa) precisa ser alterado e a haste central permanece inalterada. No entanto, alterar apenas o perfil da rosca da cavidade de injeção, mantendo a haste central inalterada, normalmente não é conseguido modificando apenas a haste central — requer a alteração do perfil da rosca da cavidade de injeção por meio de usinagem ou substituição da cavidade de injeção. A abordagem de modificação da haste central funciona para alterações no diâmetro interno (diâmetro interno diferente, diâmetro do bico de despejo diferente), não para alterações no perfil da rosca externa. Na prática, a Korea Ever-Power produz conjuntos de cavidades de injeção IBM separados para acabamentos de gargalo GPI e BPF, mesmo com o mesmo diâmetro externo nominal do gargalo, porque: o passo, a profundidade e a inclinação da rosca diferem entre GPI 28/410 e BPF 28×3mm, exigindo usinagem de rosca diferente na cavidade de injeção; a geometria da borda de transição pode diferir entre os sistemas de fechamento GPI e BPF (diâmetro externo e altura da borda de transição diferentes para o fechamento GPI versus o engate da borda de transição do fechamento BPF). A solução prática para uma marca que requer garrafas IBM de 28mm GPI e BPF na mesma máquina ZQ é: dois conjuntos de cavidades de injeção (GPI e BPF) compartilhando a mesma cavidade de moldagem por sopro e o mesmo corpo da haste de núcleo (apenas a seção superior do gargalo da cavidade de injeção difere entre GPI e BPF). A cavidade de moldagem por sopro (corpo e base) e a seção do corpo da haste de núcleo são compartilhadas, reduzindo o custo total de ferramental para o programa IBM de padrão duplo GPI/BPF em comparação com dois conjuntos de moldes IBM completamente separados. A Korea Ever-Power Ansan-si pode projetar e produzir configurações de moldes de sopro compartilhados GPI/BPF + moldes IBM de dupla cavidade de injeção para programas IBM de mercado de exportação que exigem gargalo GPI para fornecimento de tampas na América do Norte e Ásia e gargalo BPF para fornecimento de tampas na Europa, a partir do mesmo programa de garrafas IBM.

Q 02

Por que o diâmetro externo do gargalo de uma garrafa de PP da IBM varia ligeiramente entre os primeiros 100 ciclos de produção e a produção em estado estacionário?

A variação do diâmetro externo (DE) do gargalo de PP da máquina IBM durante os primeiros 100 a 300 ciclos de produção ZQ (desvio de inicialização) é um fenômeno comumente observado na fábrica da Korea Ever-Power em Ansan-si e é causada por três processos de equilíbrio térmico que ocorrem quando a máquina IBM ZQ transita da partida a frio para as condições térmicas de estado estacionário. Primeiro, a expansão térmica do aço ferramenta da cavidade de injeção: a cavidade de injeção de aço H13 da IBM se expande termicamente à medida que aquece da temperatura ambiente (tipicamente 20–25 °C na partida pela manhã na Coreia) até sua temperatura operacional de estado estacionário (temperatura de estado estacionário da cavidade de injeção: aproximadamente 40–60 °C para IBM de PP padrão devido ao contato com o PP fundido a 220–235 °C em cada ciclo). O coeficiente de expansão térmica do aço H13 é de aproximadamente 11 × 10⁻⁶/°C: para um furo de cavidade de injeção com diâmetro externo de 28 mm, um aumento de temperatura de 35 °C da temperatura ambiente até o estado estacionário produz uma expansão do diâmetro externo do furo de Δd = 28 × 11 × 10⁻⁶ × 35 = 0,011 mm. Essa expansão da ferramenta significa que o furo da cavidade de injeção é 0,011 mm menor no estado estacionário do que na partida a frio — resultando em um diâmetro externo do gargalo da IBM aproximadamente 0,01 mm menor no estado estacionário do que na partida. Em segundo lugar, a expansão térmica da haste do núcleo: a haste do núcleo ZQ também aquece da temperatura ambiente até o estado estacionário (a temperatura de estado estacionário da haste do núcleo é tipicamente de 50 a 80 °C devido ao contato repetido com o PP fundido) — o diâmetro externo da haste do núcleo aumenta ligeiramente no estado estacionário, reduzindo ligeiramente a parede anular do gargalo da pré-forma (diâmetro externo da haste do núcleo ↑ ⇒ parede do gargalo da pré-forma ↓). Terceiro, estabilização da temperatura do processo de PP: o controlador PID do aquecedor do cilindro ZQ leva de 20 a 50 ciclos para atingir o estado térmico estável a partir da partida a frio — a variação da temperatura de fusão durante a estabilização térmica produz variação na contração do PP e, portanto, variação no diâmetro externo do gargalo (DE) das garrafas IBM iniciais. Prática padrão da Korea Ever-Power Ansan-si: as máquinas IBM ZQ aquecem por 30 a 50 ciclos (purga inicial + ciclos de produção iniciais mantidos como "refugo de aquecimento") antes do início da produção e da medição do DE do gargalo. Somente após as temperaturas do cilindro ZQ, da cavidade de injeção e da haste de núcleo atingirem o estado estável (confirmado por 10 medições consecutivas do DE do gargalo das garrafas IBM dentro de ±0,03 mm) é que a produção da Korea Ever-Power Ansan-si inicia a geração de garrafas IBM em conformidade para envio ao cliente.

Q 03

Como a Korea Ever-Power lida com o acabamento de gargalo da IBM para sistemas de fechamento proprietários (não padronizados) de clientes?

Os acabamentos de gargalo IBM proprietários do cliente (sistemas de fechamento projetados e pertencentes à marca cosmética ou farmacêutica, não baseados em padrões GPI/BPF publicados) estão entre os projetos de engenharia de gargalo IBM mais exigentes da Korea Ever-Power Ansan-si, pois a geometria do gargalo deve ser obtida por engenharia reversa a partir da amostra física ou desenho 2D do fechamento proprietário da marca e replicada exatamente na cavidade de injeção IBM sem acesso à folha de especificações de tolerância do fornecedor do fechamento. O processo da Korea Ever-Power para engenharia de gargalo IBM proprietário: etapa 1 — análise dimensional da amostra do fechamento: a marca fornece de 5 a 10 amostras do corpo do fechamento (tampas de PP ou HDPE moldadas por injeção, corpos de bomba ou tampas flip-top) de suas ferramentas de fechamento proprietárias. A equipe de dimensionamento da Korea Ever-Power Ansan-si mede todas as dimensões internas relevantes de encaixe do fechamento (perfil da rosca interna do corpo do fechamento, diâmetro externo da ranhura interna do colarinho de pressão do fechamento, diâmetro externo interno de encaixe da saia TE) usando um micrômetro digital calibrado (±0,001 mm) e medição de perfil de projeção por comparador óptico. Etapa 2 — Cálculo da dimensão alvo do gargalo IBM: Diâmetro externo do gargalo da garrafa IBM = diâmetro externo interno de encaixe do corpo da tampa ± interferência/folga projetada para a função específica da tampa (tampa de rosca: folga de 0,0 a 0,1 mm entre a rosca da tampa e a rosca da garrafa para encaixe da rosca; anel de pressão: interferência positiva de 0,2 a 0,4 mm para retenção do anel de pressão). Etapa 3 — Usinagem da cavidade de injeção: A oficina de moldes da Korea Ever-Power Ansan-si usina a geometria do gargalo da cavidade de injeção de acordo com a especificação calculada para o gargalo da garrafa IBM (rosca EDM, furo CNC, anel CNC). Etapa 4 — Validação de encaixe T1: Amostras de garrafa IBM T1 enviadas à marca para teste de encaixe da tampa proprietária — a equipe de controle de qualidade de tampas da marca instala a tampa proprietária na garrafa IBM T1 e mede: torque de aplicação da tampa (rosca), força de encaixe (bomba/anel), força de desencaixe (retenção), torque de ruptura da saia TE (primeira abertura). A Korea Ever-Power ajusta as dimensões da cavidade de injeção com base nos dados de encaixe T1 para validação T2 antes da aprovação FAI do programa de garrafa IBM com gargalo proprietário. Todos os dados confidenciais sobre as dimensões de fechamento estão protegidos por acordo de confidencialidade na Korea Ever-Power Ansan-si.

Q 04

Quais características do design do gargalo dos frascos IBM permitem a instalação do conta-gotas em frascos de soro IBM para uso farmacêutico e cosmético?

A montagem do conta-gotas em frascos de soro IBM (frasco farmacêutico IBM de PP com gargalo estreito 18/415 ou 20/415 ou frasco IBM para sérum cosmético para os olhos) requer uma geometria de gargalo IBM especificamente projetada para o colarinho do conta-gotas (colarinho de alumínio ou PP que retém a pera de borracha e a pipeta conta-gotas de vidro ou PP). Características do projeto do gargalo IBM para a montagem do conta-gotas: superfície interna lisa do gargalo IBM (Ra ≤ 0,4 μm no diâmetro externo da haste central do gargalo para produzir um furo interno liso) para inserção e remoção da pipeta conta-gotas sem atrito na superfície. Gargalo IBM com colarinho de crimpagem (conta-gotas com colarinho de crimpagem de alumínio): borda externa do gargalo IBM ou zona serrilhada abaixo da rosca para deformação do colarinho de crimpagem de alumínio durante a montagem (o colarinho de crimpagem é crimpado mecanicamente no gargalo do frasco IBM durante a montagem da linha de envase farmacêutico, retendo permanentemente o conjunto pera de borracha-pipeta). Dimensões do diâmetro externo da borda do gargalo IBM e do serrilhado na estação de injeção ZQ projetadas para a força de crimpagem alvo (força de pressão de 50 a 120 N para a montagem do conta-gotas farmacêutico). Gargalo IBM com rosca para pipeta (gotato com rosca em PP): Rosca IBM 18/415 ou 20/415 no gargalo do frasco para pipeta com rosca em PP (a rosca com bulbo de borracha integrado retém a pipeta ao ser rosqueada no gargalo do frasco IBM). Diâmetro externo da rosca IBM com tolerância de ±0,05 mm para torque de aplicação consistente da rosca na linha de envase farmacêutico. Inserto para ponta conta-gotas: alguns frascos de soro farmacêutico IBM possuem um inserto para ponta conta-gotas (pequeno inserto de PP que se encaixa no orifício da boca do frasco IBM) que limita o fluxo do frasco conta-gotas à dispensação de uma única gota. Diâmetro externo do orifício da boca do frasco IBM (orifício interno formado pelo diâmetro externo do gargalo da haste central) usinado com tolerância de ±0,02 mm para força de encaixe consistente do inserto da ponta conta-gotas em toda a produção IBM. A Korea Ever-Power produz frascos conta-gotas de PP com gargalo estreito nos formatos 18/415 e 20/415 para soro e produtos farmacêuticos na máquina IBM ZQ40 (maior número de cavidades para frascos conta-gotas IBM de pequeno formato em Ansan-si: 10 a 12 cavidades para frascos conta-gotas de PP com gargalo estreito de 10 a 30 ml na ZQ40) para marcas farmacêuticas e cosméticas coreanas, incluindo sérum para os olhos, medicamentos líquidos de venda livre e produtos dermatológicos.

Q 05

Como o pescoço do molde da IBM suporta o molde de sopro na Estação ZQ 2 e por que isso é importante para o diâmetro externo do pescoço?

Na Estação 2 da ZQ IBM (estação de sopro), a pré-forma, transportada pela haste central, entra na cavidade do molde de sopro. As seções do corpo e da base da cavidade do molde de sopro se fecham ao redor do corpo e da base da pré-forma, mas o gargalo da pré-forma IBM fica acima da linha de partição da cavidade do molde de sopro, fora do molde fechado. O gargalo da pré-forma IBM é suportado na Estação 2 pelo anel de gargalo (também chamado de placa de gargalo ou bipartição de gargalo): duas metades de um anel usinado com precisão que se encaixam ao redor do diâmetro externo do gargalo da pré-forma IBM no plano de partição do molde de sopro, proporcionando: suporte lateral para o gargalo da pré-forma IBM contra o movimento lateral induzido pela pressão de sopro durante a inflação (sem o suporte do anel de gargalo, a pressão do ar de sopro de 4 a 8 bar atuando dentro do corpo da pré-forma poderia empurrá-la radialmente dentro da cavidade do molde de sopro, causando uma distribuição assimétrica da parede do corpo); suporte vertical para o peso do conjunto pré-forma-haste central-núcleo na estação de sopro (o anel de gargalo suporta o peso da pré-forma e da haste central suspensas na plataforma da máquina da estação de injeção durante o tempo de sopro). Nas máquinas ZQ da Korea Ever-Power, as dimensões do diâmetro externo interno do anel de gargalo são usinadas para corresponder ao diâmetro externo do gargalo da pré-forma IBM, com tolerância de produção + folga de 0,1 a 0,2 mm: diâmetro externo interno do anel de gargalo = diâmetro externo do gargalo da pré-forma IBM + folga de 0,15 mm. Essa folga permite que o gargalo da pré-forma IBM entre e saia do anel de gargalo durante a indexação da estação ZQ sem raspar (folga do anel de gargalo de 0,15 mm > tolerância posicional de indexação ZQ de 0,05 mm para entrada suave no anel de gargalo), mas é suficientemente justa para evitar o movimento lateral da pré-forma durante o sopro. A folga do anel de gargalo é importante porque o desgaste excessivo do anel (o diâmetro externo interno do anel de gargalo aumenta ao longo dos ciclos de produção IBM, à medida que o gargalo da pré-forma de PP/HDPE entra em contato com o anel de gargalo durante a indexação) produz um aumento no movimento lateral da pré-forma na estação de sopro, o que pode causar assimetria na parede do corpo da IBM (um lado mais fino que o lado oposto devido à expansão descentralizada do sopro da pré-forma). A Korea Ever-Power monitora o desgaste do anel de fixação do cabeçote por meio de medições dimensionais trimestrais em Ansan-si e substitui os anéis quando o diâmetro externo interno excede a folga de 0,25 mm do diâmetro externo do cabeçote da pré-forma IBM, para manter a especificação de simetria da parede do corpo da IBM.

Q 06

A Korea Ever-Power consegue produzir garrafas IBM com gargalo de rosca dupla (rosca GPI externa + rosca interna) para aplicações de fechamento especiais?

Gargalos de frascos IBM com rosca dupla (rosca externa na superfície externa do gargalo + rosca interna no furo interno do gargalo) são possíveis nas máquinas IBM ZQ da Korea Ever-Power para aplicações especiais de fechamento, onde o gargalo do frasco IBM deve engatar dois componentes de fechamento distintos simultaneamente. Rosca externa: formada pelo perfil externo do gargalo da cavidade de injeção ZQ (rosca externa padrão GPI ou BPF usinada por eletroerosão na cavidade de injeção). Rosca interna: formada pelo perfil externo do gargalo da haste central ZQ (perfil da rosca usinado por CNC no diâmetro externo do gargalo da haste central, produzindo rosca interna no furo interno da pré-forma na Estação de Injeção 1 da ZQ). Aplicações especiais de gargalo com rosca dupla em frascos IBM: frasco conta-gotas farmacêutico de precisão, onde: a rosca externa (28/400) aceita uma tampa externa de rosca protetora em PP (tampa externa com trava de segurança infantil para exibição e transporte no varejo) e a rosca interna aceita um corpo de pipeta conta-gotas rosqueado (pipeta de vidro com adaptador de rosca em PP para titulação precisa da dose). O usuário do frasco IBM remove a tampa externa de rosca, insere a pipeta conta-gotas na rosca interna e utiliza o conta-gotas para a medição da dose. Frasco de reagente de precisão industrial IBM: rosca externa para tampa de rosca padrão de laboratório (mantendo a vedação primária) e rosca interna para pipeta dispensadora com ponta de vidro ou PTFE. Complexidade de usinagem da cavidade de injeção IBM com rosca dupla: a rosca externa no furo externo da cavidade de injeção e a rosca interna no diâmetro externo da haste central devem ser projetadas em conjunto para a folga específica entre os dois sistemas de fechamento que se encaixam simultaneamente. A equipe de engenharia de moldes da Korea Ever-Power Ansan-si projeta a geometria do gargalo IBM com rosca dupla a partir do conjunto de desenhos de fechamento do cliente (desenho da tampa externa + desenho da pipeta conta-gotas), calcula a interferência de encaixe da rosca para cada sistema independentemente e usina a cavidade de injeção + haste central de acordo. Validação do teste T1: amostras do frasco IBM T1 com rosca dupla são testadas com a tampa externa e o conjunto da pipeta conta-gotas interna para verificar o encaixe, o torque de aplicação/remoção da tampa e o encaixe da pipeta conta-gotas antes da aprovação do FAI (First Application Inspection) do frasco IBM com rosca dupla na Korea Ever-Power Ansan-si.