Du contrôle de la tension au système de correction : un inventaire des technologies clés pour les machines de découpe de feuilles d'estampage à chaud

Le film d'estampage à chaud est un matériau composite flexible multicouche (comprenant un film de base en PET, une couche de séparation, une couche de couleur, une couche de placage d'aluminium et une couche de colle) dont le processus de découpe est extrêmement sensible à la tension, aux bords, aux couteaux et à la protection de surface. Toute erreur dans un maillon peut entraîner des rebuts.

Voici un inventaire détaillé de ses technologies clés :

1. Système de contrôle de tension - « l'âme » de la machine de refendage

Le contrôle de la tension est la technologie de base de la machine de refendage, qui détermine directement l'étanchéité, la planéité et s'il y a une « blessure interne » (comme une déformation par traction, des plis, un débordement de caoutchouc, etc.) de la membrane de refendage.

• Pourquoi est-ce important ?

◦ Tension excessive : elle étire la feuille d'estampage à chaud, déformant le motif (imprécis lors de l'estampage à chaud ultérieur), voire provoquant son arrachement. Pour les feuilles d'estampage à chaud comportant des couches aluminisées et colorées, une tension excessive peut provoquer un glissement, des fissures ou un noircissement entre les couches, affectant gravement l'apparence et l'effet de transfert.

◦ Tension trop faible : l'enroulement est lâche, ce qui entraîne un « motif de chrysanthème » (froissé), des bords affaissés et même une incapacité à être estampé normalement.

◦ Fluctuations de tension : Pendant le processus de refendage, le diamètre de la bobine varie constamment entre le déroulement et le rembobinage, et la tension doit rester constante. Toute fluctuation formera un cercle de traces serrées et lâches sur la bobine, ce qui constitue un risque pour la qualité.

• Comment y parvient-on ?

◦ Système de contrôle de tension entièrement automatique : adopte généralement le mode « contrôle vectoriel en boucle fermée ».

▪ Composants principaux : capteur de tension (ou capteur de déplacement à rouleau flottant), PLC (contrôleur logique programmable), embrayage/frein à poudre magnétique (ou moteur servo-couple plus avancé), variateur de fréquence.

▪ Flux de travail :

1. Tension de déroulement : Le moment de résistance inverse est assuré par des freins à particules magnétiques ou des servomoteurs pour contrôler la tension de déroulement. Le système ajuste automatiquement le courant du frein ou le couple du servomoteur en fonction de la tension réglée et de la tension réelle détectée en temps réel, maintenant ainsi la tension de déroulement constante.

2. Tension de rembobinage : Le couple de rotation est assuré par un embrayage à poudre magnétique ou un servomoteur pour contrôler la tension de rembobinage. Le système utilise un contrôle de tension conique : le couple d'enroulement augmente avec le diamètre de l'enroulement, mais la tension superficielle doit être légèrement réduite pour éviter l'écrasement du noyau ou l'incrustation de la feuille extérieure dans la couche intérieure. L'automate programmable calcule et génère automatiquement une courbe de conicité parfaite.

◦ Tendance : Les machines de refendage haut de gamme utilisent généralement des servomoteurs comme actionneur de chaque point de contrôle, ce qui offre une réponse plus rapide, un contrôle plus précis et est plus économe en énergie et sans entretien.

2. Système de correction - la clé pour garantir un « affleurement des bords »

Le rôle du contrôle de position des bords (EPC) est de garantir que la feuille suit toujours le bon chemin avant d'entrer dans le couteau de refendage, garantissant que les bords de la bobine sont nets et qu'il n'y a pas de « serpentin » après la refendage.

• Pourquoi est-ce important ?

◦ Défauts de la bobine maîtresse : la bobine maîtresse de matière première elle-même peut avoir des bords irréguliers tels que des bords fins et des bords dérivant.

◦ Écart de fonctionnement : des facteurs tels que l'installation de l'équipement, le parallélisme des rouleaux et la réduction des contraintes du matériau lui-même peuvent entraîner une déviation du matériau pendant la transmission.

◦ Conséquences : Si l'écart n'est pas corrigé, le couteau de refendage coupera selon le modèle, ce qui entraînera la mise au rebut du produit ; après l'enroulement, il formera une « marche » à couche fendue et les bords de la bobine seront irréguliers, la rendant inutilisable.

• Comment y parvient-on ?

◦ Composants principaux : capteurs de guidage (capteurs de vision à ultrasons, infrarouges ou CCD), contrôleurs de guidage, actionneurs (généralement des dispositifs à rouleaux pivotants pneumatiques ou à servomoteur).

◦ Flux de travail :

1. Le capteur détecte la position du bord de la feuille en temps réel.

2. Le contrôleur compare le signal de position détecté avec la position prédéfinie et calcule la quantité d'écart et la direction.

3. Le contrôleur donne une commande pour entraîner l'actionneur (rouleau pivotant) à pivoter à un petit angle pour « guider » la feuille vers le bon chemin.

◦ Position d'installation : Un système de guidage est généralement mis en place après le déroulement, avant la refente et avant l'enroulement pour garantir la précision des bords des deux stations clés de refente et d'enroulement.

3. Technologie du couteau à refendre - une « chirurgie » précise

La méthode de refendage affecte directement la qualité de la coupe, la quantité de bavures et la durée de vie de l'outil.

• Méthode de refendage :

◦ Cisaillage à l'aide d'un couteau plat : principe similaire à celui des ciseaux. Un couteau rond (couteau inférieur) et un couteau rond au-dessus (couteau supérieur) interagissent pour cisailler.

▪ Avantages : Incision plate, sans bavures, sans poudre. C'est la méthode préférée de découpe de feuilles car elle produit une coupe nette et empêche la poussière de contaminer la surface de colle de la feuille.

◦ Découpe par couteau circulaire (coupe par traction) : un couteau circulaire tranchant appuie sur un rouleau inférieur de dureté inférieure, en utilisant la différence de pression et de vitesse linéaire pour « tirer » le matériau.

▪ Avantages : Convient aux matériaux plus épais, coût inférieur.

▪ Inconvénients : Il peut produire des bavures et de la poussière, et le risque de contamination de la couche de feuille d'aluminium est élevé, il est donc généralement rarement utilisé.

• Matériau et conception de l’outil :

Les outils sont généralement fabriqués en acier rapide (HSS) ou en carbure (acier au tungstène). Les plaquettes en carbure sont plus résistantes à l'usure et ont une durée de vie plus longue, ce qui les rend idéales pour le refendage à grande vitesse sur le long terme.

La conception du porte-outil doit être conçue avec des capacités de réglage fin de haute précision pour régler rapidement et avec précision la largeur de refendage.

◦ Tendance : Système de réglage automatique des outils, chaque porte-outil est entraîné par un servomoteur et la valeur de largeur peut être saisie sur l'interface homme-machine HMI pour terminer automatiquement le réglage de toutes les positions d'outils, ce qui améliore considérablement l'efficacité et le décodage.

4. Autres technologies clés auxiliaires

En plus des trois cœurs ci-dessus, les technologies suivantes sont également cruciales :

• Transmission par rouleau de contact de surface (S-wrap) : la feuille passe à travers plusieurs rouleaux fixes avec de grands angles d'enroulement, augmentant la friction et la stabilité de la transmission, évitant le glissement et réduisant les fluctuations de tension.

• Éliminateur d'électricité statique : les films d'estampage à chaud (en particulier les films PET) génèrent une grande quantité d'électricité statique lors du refendage à grande vitesse, ce qui entraîne une adsorption de poussière, un enroulement irrégulier et même des risques opérationnels. Les éliminateurs d'électricité statique neutralisent efficacement les charges électriques.

• Système EPC/LPC : En plus de la correction des bords (EPC), pour les matériaux avec des marquages ​​transparents ou spécifiques, des capteurs CCD à réseau linéaire sont également utilisés pour la correction de la position de la ligne (LPC, Line Position Control) afin de garantir la précision de la découpe en identifiant les lignes imprimées.

• Système de surveillance de la qualité : les machines de refendage haut de gamme peuvent intégrer un système d'inspection visuelle en ligne pour détecter les défauts sur la surface de la feuille d'estampage à chaud, tels que les rayures, les revêtements manquants, les bulles, etc., en temps réel, et marquer ou trier automatiquement.

résumé

Une machine de découpe de feuilles d'estampage à chaud haute performance est un système mécatronique de précision :

Ces technologies sont interconnectées, garantissant que la machine de refendage de feuilles d'estampage à chaud peut produire des bobines de haute qualité avec des dimensions précises, un enroulement soigné, des incisions propres et aucune pollution par blessure interne, posant ainsi une base solide pour le processus d'estampage à chaud ultérieur.