Analyse approfondie des machines de refendage de films PET : l’art du refendage efficace, de l’enroulement de précision et du contrôle de la tension

Dans des secteurs comme l'optique, l'emballage, l'électronique et les énergies nouvelles, le PET (film polyester) est devenu un matériau de base indispensable grâce à son excellente résistance mécanique, sa tenue aux hautes températures et sa transparence. Cependant, du grand rouleau maître aux rouleaux étroits de petit format destinés aux clients finaux, la machine de refendage du film PET constitue l'élément le plus critique de ce processus.

La refendeuse n'est pas seulement une machine à découper un film large en une bande étroite, mais aussi un système mécatronique de précision intégrant le déroulement, la refendage et l'enroulement. Parmi ces opérations, la qualité de la refendage, la qualité de l'enroulement et le contrôle de la tension sont les trois éléments clés qui déterminent le rendement.

1. Découpe efficace : esthétique artisanale de la lame

Le refendage est la première étape de la transformation des films PET et le signe le plus évident de la qualité. La netteté du bord de refendage et la quantité de poussière générée déterminent directement si le produit peut accéder au marché haut de gamme.

1. Choix de la méthode de découpe

Selon l'épaisseur et la dureté du film PET, les principales méthodes de découpe se divisent en deux types :

• Découpe au couteau plat (type coupe-papier/lame de rasoir) :

Adapté aux films PET de faible épaisseur (généralement < 50 µm). La lame est fixée dans la fente selon un angle précis, et le film est découpé par son tranchant. Ce système présente l'avantage d'un changement d'outil rapide et d'une compatibilité avec plusieurs spécifications. Cependant, il exige un tranchant et un angle d'installation extrêmement élevés, sous peine de provoquer des bavures ou des rayures.

• Découpe au couteau circulaire (type cisaillement) :

Adaptée aux films d'épaisseur moyenne à épaisse, ou aux films PET avec revêtement, cette machine utilise la rotation de deux disques de coupe, à la manière de ciseaux. Ce procédé génère moins de déchets, l'incision est nette et les risques de déformation par traction sont minimes. Il s'agit d'un équipement standard pour la découpe de films optiques haut de gamme.

2. Élimination de la poussière et de l'électricité statique

Le PET est très sensible à l'électricité statique de haute tension due au frottement lors du refendage. Cette électricité statique favorise l'adsorption de poussières en suspension dans l'air, la formation de cristaux et peut engendrer des problèmes de sécurité. C'est pourquoi les machines de refendage modernes doivent être équipées de barres d'ionisation et de systèmes d'aspiration des poussières afin d'éliminer les résidus de coupe et de neutraliser l'électricité statique le plus rapidement possible après le refendage.

2. Technologie d'enroulement : un jeu précis de tension à pression

Le film découpé doit être réenroulé en rouleau. La qualité de l'enroulement détermine si le film se déformera lors du stockage et de l'utilisation.

1. Enroulement de surface vs. enroulement central

• Enroulement centralLe moteur entraîne directement la rotation de l'arbre d'enroulement. Cette structure simple convient aux lignes de production exigeant une vitesse élevée et une précision de contrôle de tension extrêmement rigoureuse.

• Enroulement de surface(Type à rouleau de contact) : Le rouleau presseur en caoutchouc frotte contre la surface du mandrin de la bobine, et la force de friction entraîne l’enroulement du film. Cette méthode élimine l’air et assure une dureté homogène entre l’intérieur et l’extérieur du mandrin enroulé. Elle est particulièrement adaptée aux matériaux comme le film PET qui nécessitent un enroulement serré, évitant ainsi efficacement tout affaissement pendant le transport.

2. Contrôle progressif de la pression du rouleau

Lors de l'enroulement, la pression exercée sur le film varie à mesure que le diamètre de la bobine augmente. Si la pression reste constante, la partie proche du noyau est comprimée par le film suivant, ce qui provoque un phénomène de « rupture du tendon » ou de « pétale de chrysanthème ».

Les machines à refendre modernes utilisent une technologie de contrôle de tension conique pour réduire progressivement la pression ou la tension d'enroulement du rouleau à mesure que le diamètre du rouleau augmente, garantissant ainsi que chaque couche de film, de l'intérieur vers l'extérieur, est soumise à une tension uniforme et rebobinée de manière uniforme.

3. Maîtrise des tensions : l'âme qui traverse tout le processus

Si la structure mécanique est le squelette de la machine à refendre, le contrôle de la tension en est le cerveau et le système nerveux. Le film PET présente des caractéristiques de retrait thermique et un module d'élasticité ; une tension excessive provoque une déformation du film (phénomène d'haltère) voire sa rupture ; une tension insuffisante entraîne un enroulement lâche et des bords irréguliers.

1. Zone de tension à trois niveaux

Une machine à refendre haute performance divise généralement le contrôle de la tension en trois zones distinctes :

• Détente des tensions: Fournit un débit d'alimentation stable, généralement contrôlé par des freins à poudre magnétique ou des moteurs vectoriels, maintenant une tension constante ou décroissante.

• Tension de traction et de fenteC'est là toute la subtilité. Le film doit être tendu et plat lors de son passage dans le porte-outil de refente, mais la lame ne doit pas sauter à cause des variations de tension.

• Tension de rembobinageComme mentionné précédemment, le contrôle s'effectue généralement par conicité. Par exemple, la tension initiale est fixée à 100 N, et lorsque le diamètre du rouleau atteint la moitié, elle est automatiquement réduite à 80 N afin d'éviter un serrage excessif à l'intérieur et à l'extérieur, ou inversement.

2. Capteurs et algorithmes

Pour réaliser ce contrôle, l'équipement utilise des barres de pendule à rouleaux flottants de haute précision et des capteurs de diamètre ultrasoniques/laser.

• Retour d'information du rouleau flottant : le changement de position du rouleau flottant reflète la petite fluctuation de tension en temps réel, et le système de contrôle ajuste le couple du moteur en temps réel grâce à l'algorithme PID pour obtenir un équilibre dynamique.

• Compensation de l'accélération et de la décélération : Au démarrage et à l'arrêt de l'équipement, l'inertie influe fortement sur la tension. Le système de commande haut de gamme intègre une fonction de compensation anticipée de l'accélération et de la décélération, qui augmente automatiquement le couple de sortie lors de l'accélération du moteur afin de compenser le relâchement de la tension dû à l'inertie.

4. Tendances futures : intelligence et automatisation

Avec la demande croissante de films PET haut de gamme tels que les films de libération pour batteries au lithium et les films de base optiques, les machines de refendage évoluent également vers un niveau supérieur :

1. Changement de vent entièrement automatique: réaliser la découpe, le rembobinage et le déroulage automatiques sans interruption, et faire évoluer la machine à refendre d'un « équipement autonome » à une « ligne de production à flux continu », améliorant considérablement l'efficacité de la production.

2. Interconnexion numériqueGrâce à l'Internet industriel des objets, la surveillance en temps réel des données de vibration, de température et de courant pendant le processus de refendage permet une maintenance prédictive et évite les arrêts imprévus.

3. Système d'inspection visuelle :Détection en ligne et en temps réel des points de cristallisation, des yeux de poisson, des rayures et autres défauts à la surface du film ; une fois détectés, marquage ou alarme immédiats pour empêcher les produits défectueux de passer à l'étape suivante.

Épilogue

La machine à refendre les films PET paraît simple, mais elle repose en réalité sur une intégration poussée de la conception mécanique, de la mécanique des matériaux et des principes de l'automatique. La précision de la lame, le parallélisme du rouleau et l'optimisation du programme PID convergent pour obtenir un film parfaitement plat. Pour les entreprises manufacturières, choisir et exploiter une machine à refendre performante, c'est opter pour une capacité de production optimale, mais aussi pour un contrôle absolu de la qualité du produit.