Analisi approfondita delle macchine per il taglio di film in PET: l'arte del taglio efficiente, dell'avvolgimento di precisione e del controllo della tensione

In settori come l'ottica, l'imballaggio, l'elettronica e le nuove energie, il PET (film di poliestere) è diventato un materiale di base indispensabile grazie alla sua eccellente resistenza meccanica, alle alte temperature e alla trasparenza. Tuttavia, dalle bobine master di grandi dimensioni alle bobine strette di piccolo formato per i clienti finali, la parte più critica di questo processo è la macchina per il taglio del film di PET.

La taglierina non è solo un sistema di taglio stretto di film largo, ma anche un sistema meccatronico di precisione che integra svolgimento, taglio e avvolgimento. Tra questi, l'effetto di taglio, la qualità dell'avvolgimento e il controllo della tensione sono i tre elementi fondamentali che determinano la resa.

1. Taglio efficiente: estetica artigianale sulla lama

Il taglio è il primo passaggio nella lavorazione del film in PET e la dimostrazione più intuitiva della qualità. La precisione del taglio e la quantità di polvere generata determinano direttamente se il prodotto può essere immesso sul mercato di fascia alta.

1. Selezione del metodo di taglio

In base allo spessore e alla durezza della pellicola PET, i metodi di taglio più diffusi si dividono in due tipologie:

• Taglio a coltello piatto (tipo taglierina/lama di rasoio):

Adatto per film in PET di spessore sottile (solitamente < 50 μm). La lama è fissata nella fessura con un angolo e il film viene tagliato da un bordo affilato durante il funzionamento. Il vantaggio di questo metodo è che la velocità di cambio utensile è elevata e adatta alla commutazione multi-specifica, ma l'affilatura e l'angolo di installazione della lama sono estremamente elevati, altrimenti è facile produrre flangiature o graffi.

• Taglio con lama circolare (tipo cesoia):

Adatto per film di medio e spessore, o film in PET con rivestimenti. Utilizza le lame a disco superiori e inferiori per ruotare e tagliare a metà, in modo simile al principio delle forbici. Questo metodo produce meno detriti, l'incisione è piatta e non facile da deformare per trazione, caratteristica standard del taglio ottico di film di fascia alta.

2. Rimozione della polvere ed eliminazione dell'elettricità statica

Il PET è molto soggetto a elettricità statica ad alto voltaggio dovuta all'attrito durante il processo di taglio, che non solo assorbe la polvere presente nell'aria e causa macchie cristalline, ma crea anche problemi di sicurezza operativa. Pertanto, le moderne macchine da taglio devono essere dotate di barre ad aria ionica e dispositivi di rimozione della polvere ad adsorbimento sotto vuoto per rimuovere la polvere di taglio e neutralizzare l'elettricità statica il prima possibile dopo il taglio.

2. Tecnologia di avvolgimento: un gioco preciso dalla tensione alla pressione

La pellicola tagliata deve essere riavvolta in un rotolo finito. La qualità dell'avvolgimento determina se la pellicola si deformerà durante lo stoccaggio e l'utilizzo.

1. Avvolgimento superficiale vs. avvolgimento centrale

• Avvolgimento centrale: Il motore aziona direttamente l'albero di avvolgimento per ruotare. Questa struttura semplice è adatta a linee di produzione con requisiti di alta velocità, ma con requisiti estremamente elevati di precisione nel controllo della tensione.

• Avvolgimento superficiale(tipo a rullo di contatto): il rullo pressore in gomma sfrega contro la superficie del nucleo della bobina e la forza di attrito viene utilizzata per azionare il film da avvolgere. Questo metodo esclude l'aria e la durezza interna ed esterna del nucleo avvolto è costante, il che è particolarmente adatto per materiali come il film in PET che devono essere avvolti strettamente, evitando efficacemente il fenomeno del collasso durante il trasporto.

2. Controllo conico della pressione del rullo

Durante il processo di avvolgimento, la pressione esercitata sul film varia all'aumentare del diametro della bobina. Se la pressione rimane costante, la parte vicina al nucleo verrà schiacciata dal film successivo, dando origine al fenomeno dello "scoppio del tendine" o del "petalo di crisantemo".

Le moderne macchine da taglio utilizzano la tecnologia di controllo della tensione conica per ridurre gradualmente la pressione o la tensione di avvolgimento del rullo man mano che il diametro del rullo aumenta, garantendo che ogni strato di pellicola, dall'interno verso l'esterno, venga sollecitato e riavvolto uniformemente.

3. Controllo della tensione: l'anima che attraversa l'intero processo

Se la struttura meccanica è lo scheletro della taglierina, il controllo della tensione ne è il cervello e il sistema nervoso. Il film in PET ha caratteristiche di termoretrazione e modulo elastico, e una tensione eccessiva causerà una deformazione da trazione del film (fenomeno dell'osso di cane) o addirittura la rottura; una tensione insufficiente causerà un avvolgimento allentato e bordi irregolari.

1. Zona di tensione a tre stadi

Una macchina da taglio ad alte prestazioni solitamente divide il controllo della tensione in tre zone separate:

• Tensione di svolgimento: Fornisce una produzione di materia prima stabile, solitamente controllata da freni a polvere magnetica o motori vettoriali, mantenendo una tensione costante o decrescente.

• Tensione di trazione e taglio: Questa è la parte più delicata. La pellicola deve essere tesa e piatta mentre passa attraverso il portautensile di taglio, ma la lama non deve saltare a causa delle fluttuazioni di tensione.

• Tensione di riavvolgimento: Come accennato in precedenza, la tensione è solitamente controllata tramite conicità. Ad esempio, la tensione iniziale è impostata a 100 N e, quando il diametro del rullo raggiunge la metà, viene automaticamente ridotta a 80 N per evitare tensioni interne ed esterne o tensioni interne ed esterne allentate.

2. Sensori e algoritmi

Per ottenere questo controllo, l'apparecchiatura si basa su barre a pendolo a rulli flottanti ad alta precisione e sensori di diametro a ultrasuoni/laser.

• Feedback del rullo flottante: la variazione di posizione del rullo flottante riflette la piccola fluttuazione della tensione in tempo reale e il sistema di controllo regola la coppia del motore in tempo reale tramite l'algoritmo PID per ottenere un equilibrio dinamico.

• Compensazione di accelerazione e decelerazione: al momento dell'avvio o dell'arresto dell'apparecchiatura, l'inerzia ha il maggiore impatto sulla tensione. Il sistema di controllo di fascia alta introduce una funzione di compensazione feedforward per accelerazione e decelerazione, che aumenta automaticamente la coppia di uscita quando il motore accelera per compensare il rilassamento della tensione causato dall'inerzia.

4. Tendenza futura: intelligenza e automazione

Con la crescita della domanda di pellicole PET di alta qualità, come quelle per il rilascio delle batterie al litio e quelle per basi ottiche, anche le macchine da taglio si stanno evolvendo verso un livello superiore:

1. Cambio del vento completamente automatico: realizzare il taglio automatico, il riavvolgimento e lo svolgimento senza interruzioni e aggiornare la macchina da taglio da "apparecchiatura autonoma" a "linea di produzione a flusso continuo", migliorando notevolmente l'efficienza produttiva.

2. Interconnessione digitale: Grazie all'Internet industriale delle cose, il monitoraggio in tempo reale dei dati sulle vibrazioni, della temperatura e della corrente durante il processo di taglio consente una manutenzione predittiva ed evita tempi di fermo non pianificati.

3. Sistema di ispezione visiva:rilevamento online in tempo reale di punti di cristallo, fisheye, graffi e altri difetti sulla superficie della pellicola; una volta individuati, vengono immediatamente contrassegnati o emessi allarmi per impedire che i prodotti difettosi vengano trasferiti al collegamento successivo.

Epilogo

Una macchina per il taglio di film in PET sembra semplice, ma in realtà è una profonda integrazione di progettazione meccanica, meccanica dei materiali e teoria dei controlli automatici. L'affilatura di una lama, il parallelismo di un rullo e l'ottimizzazione di una riga di codice PID convergono tutti in un rotolo di film piatto come uno specchio. Per le aziende manifatturiere, scegliere o utilizzare una macchina per il taglio di alta qualità non significa solo scegliere la capacità produttiva, ma anche scegliere il massimo controllo sulla qualità del prodotto.