Mesures en usine : 3 raisons réelles d’une découpe irrégulière des bords sur une machine à refendre les films PET

Dans la production de films PET par refendage, les bords de coupe irréguliers constituent l'un des principaux problèmes. Des bords irréguliers, des bavures importantes et même des coupes ondulées peuvent non seulement affecter le rendement, mais aussi entraîner la mise au rebut de la bobine entière.

Nous avons récemment passé deux semaines en usine, à observer trois marques différentes de machines à refendre, à enregistrer des dizaines de données anormales et à identifier la cause première des coupes irrégulières. Les trois raisons suivantes sont issues de retours d'expérience concrets et de mesures prises sur le terrain.

Raison 1 : La lame « saute légèrement » – ce tremblement invisible à l’œil nu est le plus mortel.

Description du phénomène

Le bord de coupe du film peut présenter une section nette, une section rugueuse ou un bord finement dentelé. L'opérateur vérifie la lame : elle semble bien fixée et ne vibre pas lorsqu'on appuie dessus.

Résultats mesurés

Nous avons mesuré le faux-rond radial de l'arbre de coupe à l'aide d'un comparateur. Une machine à refendre utilisée pendant deux ans présentait un faux-rond de 0,08 mm. Pour un film PET de 12 μm d'épaisseur, cette valeur dépasse largement la plage acceptable (elle doit généralement être inférieure à 0,02 mm).

Un problème plus difficile à déceler est la vibration de la lame elle-même. À haute vitesse (500-800 m/min), la lame est soumise à l'effet combiné de la force centrifuge et de la résistance à la coupe, ce qui engendre de légères vibrations à haute fréquence. Invisibles à l'œil nu, ces vibrations se manifestent pourtant, mesurées à l'aide d'un capteur de déplacement laser, par des fluctuations d'amplitude de l'extrémité de la lame comprises entre 0,03 et 0,05 mm.

causes profondes

• Roulements de l'arbre de coupe usés ou précharge insuffisante

• La surface de verrouillage de la bride de la lame est irrégulière

• Rigidité insuffisante de la lame elle-même (en particulier les lames fines non originales)

Orientation de la solution

Remplacez les roulements de haute précision et réajustez la précharge ; utilisez des inserts de substrat épais (rigidité accrue de plus de 30 %) ; après chaque changement d’outil, le comparateur doit être utilisé pour vérifier le faux-rond de la pointe de l’outil.

Raison 2 : Le « volume de morsure » ​​des lames supérieure et inférieure est incorrect — un paramètre sérieusement négligé

Description du phénomène

Parfois, la coupe est irrégulière (certaines fibres ne sont pas coupées), et parfois elle présente un bord blanchâtre et déformé. La lame semble très tranchante, mais au bout d'un certain temps, elle cesse de fonctionner.

Résultats mesurés

Le chevauchement des lames des disques supérieur et inférieur se règle manuellement : « il suffit de sentir un léger frottement en tournant ». Nous avons mesuré la qualité de la coupe avec six réglages différents :

Le problème, c'est que la profondeur de coupe n'est pas fixe. Elle varie en fonction de l'usure des lames, de la dilatation et de la contraction du plateau, et même des fluctuations de la température ambiante. Nous avons suivi la production pendant une journée : la profondeur de coupe était réglée à 0,15 mm au démarrage le matin, mais l'après-midi, la température du plateau avait augmenté de 8 °C, la profondeur de coupe était passée à 0,22 mm et la qualité de coupe avait chuté de manière significative.

causes profondes

• Manque de rigueur dans le contrôle régulier du volume des bouchées

• La rigidité entre les porte-outils supérieur et inférieur est insuffisante, ce qui entraîne un déplacement pendant le fonctionnement.

• Les effets de la déformation thermique ne sont pas pris en compte

Orientation de la solution

Le volume de morsure est testé à nouveau toutes les 2 heures à l'aide d'une jauge d'épaisseur ou d'un outil de mesure spécial ; un dispositif de verrouillage est ajouté aux porte-outils supérieur et inférieur ; les commandes de haute précision nécessitent un système de réglage automatique de l'outil avec capteur de pression.

Raison 3 : Le film « dévie » et superpose une oscillation latérale ; il n’est pas coupé en ligne droite.

Description du phénomène

Le rouleau est entièrement découpé, et sa largeur varie considérablement, de même que la quantité de bord restant de chaque côté. Les bords sont généralement nets, mais la tolérance en largeur dépasse les exigences du client.

Résultats mesurés

Nous avons placé trois capteurs ultrasoniques sur la trajectoire de découpe afin de surveiller en temps réel la position du bord du film. Les résultats sont intéressants : le déplacement latéral du film n’est que de ±0,3 mm à 120 mm avant l’entrée du bord de la lame ; à 30 mm en amont de ce bord, l’amplitude du déplacement atteint ±0,8 mm.

Pourquoi l'oscillation est-elle amplifiée ? Cela s'explique par la répartition inégale de la tension du film. La tension dans le sens de la largeur a été mesurée à l'aide d'un tensiomètre : 35 N au centre et seulement 18 N près du bord de découpe. Dans les zones de faible tension, le film ne bénéficie pas d'un support rigide suffisant, et une légère perturbation amplifie l'amplitude de l'oscillation.

Un autre constat concernait le défaut de parallélisme du galet de guidage. Vérifié à l'aide d'un centreur laser, ce défaut entre le troisième galet de guidage et l'arbre porte-outil atteignait 0,5 mm/m. De ce fait, le film pénétrait dans le tranchant de la lame avec une légère torsion, et la coupe ne pouvait donc être parfaitement rectiligne.

causes profondes

• Le délai de réponse ou la précision insuffisante du système de déroulement et de correction

• Le parallélisme du rouleau d'aplatissement ou du rouleau de guidage est défectueux

• Répartition inégale de la tension dans le sens de la largeur (fréquent dans les films bruts présentant de grandes tolérances d'épaisseur)

Orientation de la solution

Installez le capteur de correction de guidage au plus près du tranchant de la lame ; utilisez un instrument de centrage laser pour recalibrer le parallélisme de tous les rouleaux de guidage ; ajoutez un rouleau de pression local ou un dispositif d’adsorption sous vide au niveau de la coupe du bord pour supprimer les vibrations du film.

Résumé

Ces trois types de problèmes se superposent souvent en production. Dans le cas que nous avons étudié, le plan de rectification final comprenait trois aspects : le remplacement du palier de l’arbre de coupe, la mise en place d’un système de contrôle pour chaque variation du volume de coupe et le recalibrage du parallélisme des galets de guidage. Après la rectification, la tolérance de la largeur de coupe a été réduite de ±1,5 mm à ±0,3 mm et le taux de rebut a diminué de 6 points de pourcentage.

Une coupe irrégulière n'est pas un défaut isolé, mais la manifestation d'un déséquilibre entre la précision mécanique, les paramètres de processus et les propriétés physiques du film. Il est recommandé de commencer par une faible profondeur de coupe pour vérifier le réglage. Si l'amélioration n'est pas notable, il convient de contrôler successivement le faux-rond de l'arbre de coupe et le déviation latérale du film. Basez vos réglages sur des données chiffrées et non sur votre ressenti.