Misurazioni in fabbrica: 3 vere ragioni per il taglio irregolare dei bordi della macchina per il taglio di pellicole in PET

Nella produzione di pellicole PET tagliate, i bordi di taglio irregolari rappresentano uno dei maggiori problemi. Bordi irregolari, bave pronunciate e persino tagli ondulati possono non solo compromettere la resa, ma anche portare allo scarto dell'intero rotolo.

Abbiamo trascorso due settimane in fabbrica, monitorando sul campo tre diverse marche di macchine da taglio, registrando decine di serie di dati anomali e individuando infine la causa principale del taglio irregolare. Le tre ragioni che seguono sono tutte frutto di riscontri reali provenienti dalle operazioni e dalle misurazioni effettuate in prima linea.

Motivo 1: La lama "salta leggermente" - il tremore invisibile a occhio nudo è il più letale

Descrizione del fenomeno

Il bordo tagliato della pellicola a volte appare netto, a volte ruvido, oppure finemente seghettato. L'operatore controlla la lama e sembra ben salda, e non si notano vibrazioni quando viene spinta.

Risultati misurati

Abbiamo misurato l'eccentricità radiale dell'albero della taglierina con un comparatore a quadrante. Una macchina da taglio utilizzata per due anni ha raggiunto un'eccentricità di 0,08 mm. Per una pellicola in PET di 12 μm di spessore, questo valore è ben al di fuori dell'intervallo accettabile (generalmente dovrebbe essere controllato entro 0,02 mm).

Un problema più nascosto è la vibrazione della lama stessa. Ad alta velocità (500-800 m/min), la lama è soggetta all'effetto combinato della forza centrifuga e della resistenza al taglio, con conseguente leggera vibrazione ad alta frequenza. Questa vibrazione non è percepibile a occhio nudo, ma se misurata con un sensore di spostamento laser, l'ampiezza della punta oscilla tra 0,03 e 0,05 mm.

Cause profonde

• Cuscinetti dell'albero di taglio usurati o precarico insufficiente

• La superficie di bloccaggio della flangia della lama è irregolare

• Insufficiente rigidità della lama stessa (specialmente lame sottili non originali)

Direzione della soluzione

Sostituire i cuscinetti di alta precisione e regolare nuovamente il precarico; passare a inserti per substrati spessi (oltre il 30% di rigidità in più); dopo ogni cambio utensile, è necessario utilizzare il comparatore a quadrante per controllare l'eccentricità della punta dell'utensile.

Motivo 2: Il "volume di morso" delle lame superiore e inferiore non è corretto - un parametro seriamente trascurato

Descrizione del fenomeno

A volte il bordo tagliato è "filamentoso" (alcune fibre non vengono tagliate), e a volte c'è un "bordo bianco pressato" (il bordo del taglio è biancastro e deformato). La lama sembra abbastanza affilata, ma dopo un po' smette di funzionare.

Risultati misurati

La sovrapposizione dei dischi lamellari superiore e inferiore si regola manualmente: "basta sentire il leggero attrito durante la rotazione". Abbiamo misurato la qualità del taglio con sei diverse impostazioni:

Il problema è che la profondità di taglio non è un valore fisso. La profondità di taglio effettiva varia in base all'usura delle lame, all'espansione e alla contrazione del telaio e persino alle variazioni della temperatura ambiente durante la giornata. Abbiamo monitorato la produzione per un giorno: all'avvio, al mattino, è stata impostata una profondità di taglio di 0,15 mm, ma nel pomeriggio la temperatura del telaio era aumentata di 8 °C, la profondità di taglio era scesa a 0,22 mm e la qualità della rifilatura era calata significativamente.

Cause profonde

• Mancanza di disciplina procedurale per controllare regolarmente il volume del morso

• La rigidità tra i portautensili superiore e inferiore è insufficiente, con conseguente spostamento durante il funzionamento.

• Gli effetti della deformazione termica non vengono presi in considerazione

Direzione della soluzione

Il volume di morso viene ricontrollato ogni 2 ore con uno spessimetro o uno strumento di misurazione specifico; un dispositivo di bloccaggio viene aggiunto ai portautensili superiore e inferiore; gli ordini che richiedono un'elevata precisione necessitano di un sistema automatico di regolazione degli utensili con sensore di pressione.

Motivo 3: Il film "devia" e sovrappone oscillazioni laterali - non è tagliato in linea retta

Descrizione del fenomeno

L'intero rotolo viene tagliato e la larghezza varia tra grande e piccola, e la quantità di bordo lasciato su entrambi i lati è incoerente. I bordi sono generalmente puliti, ma la tolleranza di larghezza supera i requisiti del cliente.

Risultati misurati

Abbiamo posizionato tre sensori a ultrasuoni sul percorso di taglio per monitorare in tempo reale la posizione del bordo della pellicola. I risultati sono interessanti: l'oscillazione laterale della pellicola è di soli ±0,3 mm a 120 mm prima dell'ingresso nella lama; a 30 mm dalla lama, l'ampiezza dell'oscillazione aumenta a ±0,8 mm.

Perché viene amplificato? Il motivo è che la distribuzione della tensione della pellicola è irregolare. La tensione nella direzione della larghezza è stata misurata con un tensiometro: 35 N nella zona centrale e solo 18 N vicino al bordo tagliato. La pellicola nella zona a bassa tensione non ha un supporto rigido sufficiente e una leggera perturbazione amplificherà l'ampiezza dell'oscillazione.

Un'altra anomalia riscontrata è stata la deviazione di parallelismo del rullo di guida. Verificata con un centratore laser, la deviazione di parallelismo tra il terzo rullo di guida e l'albero dell'utensile ha raggiunto 0,5 mm/m. Ciò ha causato un leggero orientamento della pellicola all'ingresso del tagliente, con la conseguenza che il bordo di taglio non risultava perfettamente rettilineo.

Cause profonde

• Ritardo di risposta o precisione insufficiente del sistema di svolgimento e correzione

• Il parallelismo del rullo di raddrizzamento o del rullo di guida non è corretto

• Distribuzione non uniforme della tensione nella direzione della larghezza (comune nelle pellicole grezze con ampie tolleranze di spessore)

Direzione della soluzione

Installare il sensore di correzione della guida il più vicino possibile al bordo della lama; utilizzare uno strumento di centraggio laser per ricalibrare il parallelismo di tutti i rulli di guida; aggiungere un rullo di pressione locale o un dispositivo di aspirazione sottovuoto nella posizione di taglio del bordo per sopprimere le vibrazioni della pellicola.

Riepilogo

Questi tre tipi di problematiche spesso si sovrappongono nella produzione reale. Nel caso che abbiamo analizzato, il piano di riparazione finale ha previsto contemporaneamente tre aspetti: la sostituzione del cuscinetto dell'albero della fresa, l'implementazione di un sistema di controllo per ogni variazione del volume di taglio e la ricalibrazione del parallelismo dei rulli di guida. Dopo la riparazione, la tolleranza della larghezza di rifilatura è stata ridotta da ±1,5 mm a ±0,3 mm e il tasso di scarto è diminuito di 6 punti percentuali.

Il taglio irregolare dei bordi non è un singolo difetto, ma la manifestazione di uno squilibrio tra precisione meccanica, parametri di processo e proprietà fisiche della pellicola. Si consiglia di iniziare con la quantità di taglio più semplice per verificare il problema e, se il miglioramento non è evidente, controllare a turno l'eccentricità dell'albero della lama e l'oscillazione laterale della pellicola. È fondamentale basarsi sui dati e non affidarsi all'intuito per regolare la macchina.