Solutions spéciales pour les matériaux en rouleaux de grand diamètre : enrouleurs et bras de compression pour machines de refendage de films

Dans le domaine du traitement des films, face à l'amélioration constante des exigences en matière de longueur et de largeur des matériaux pour les applications finales, l'enroulement de bobines de grand diamètre est devenu la norme dans le procédé de refendage. Cependant, lorsque le diamètre d'enroulement dépasse 600 mm, voire 800 mm, la structure d'enroulement des machines de refendage traditionnelles rencontre souvent des problèmes tels que des plis sur le noyau, des faces d'extrémité irrégulières, des plis importants sur le fond, voire une impossibilité d'enrouler correctement. C'est pourquoi les solutions de bras d'enroulement conçues pour les matériaux en bobines de grand diamètre sont devenues une technologie clé pour améliorer la qualité et l'efficacité de l'enroulement.

1. Le principal défi du bobinage de grandes bobines

La difficulté d'enrouler des bobines de grand diamètre n'est pas simplement due au poids de la bobine, mais aussi à la répartition inégale de la tension et aux variations de contraintes internes pendant le processus d'enroulement :

1. Serré à l'intérieur, lâche à l'extérieur et pli du basLors de l'enroulement d'une bobine de grand diamètre, la couche initiale de la bobine sera soumise à une pression radiale croissante et, si elle ne peut être efficacement déchargée, le film intérieur est sujet à des plis permanents (plis inférieurs).

2. Déformation et effondrement du noyauLes mandrins en papier classiques de 3 ou 6 pouces peuvent présenter une déformation elliptique après avoir été soumis à une compression radiale de grands rouleaux, ce qui entraîne des difficultés de déroulement ou une déviation du déroulement.

3. Mauvais alignement de la face avant et nageÀ mesure que le diamètre du rouleau augmente, le léger faux-rond ou la fluctuation de pression d'air du rouleau d'enroulement seront amplifiés, ce qui entraînera une face d'extrémité d'enroulement en forme de chou-fleur ou des bords irréguliers.

4. Entraînement d'airLors du processus d'enroulement de grand diamètre, l'air entraîné entre les couches n'est pas facile à évacuer, ce qui entraîne l'effondrement ou la déformation du produit fini après un enroulement lâche.

2. Principe de fonctionnement du bras de rembobinage

Le bras de pression spécial n'est pas un simple dispositif de compression mécanique, mais un composant structurel intelligent intégrant un contact de pression constant, une compensation en continu, l'absorption des chocs et la réduction des jeux. Ses principes de fonctionnement principaux sont les suivants :

• Contrôle actif de la pression radiale :Le bras de pression applique une pression radiale contrôlable à la surface de la bobine de film grâce à des coussins d'air, des servomoteurs ou des mécanismes de contrepoids, pression qui s'adapte à l'augmentation du diamètre de la bobine. Cette pression compense la dilatation entre les couches internes, assurant ainsi la compacité et la planéité de la bobine.

• Protection anti-rides du noyau: lors de la phase initiale de rebobinage, le bras de presse fournit une force de compression auxiliaire pour éviter le glissement au démarrage ; après l’entrée dans la phase de grande bobine, le bras de pression est progressivement déchargé ou maintenu à une basse pression constante pour éviter la déformation de la bobine par surpression.

• Suivi dynamique et réduction des vibrationsL'extrémité du bras de pression est souvent équipée d'un rouleau de suivi ou d'un plateau arqué, qui peut suivre en temps réel la variation du diamètre extérieur du rouleau de film et absorber les vibrations mécaniques du rouleau d'enroulement afin de garantir une zone de pression uniforme et continue.

• Évacuation et extraction des copeauxDans certains systèmes, la surface du bras de pression est conçue avec des rainures ou des revêtements spéciaux, ce qui favorise l'évacuation de l'air et des poussières fines entre les couches et améliore la propreté interne des bobines de grand diamètre.

3. Solution technique et configuration typiques

Pour le refendage de films en rouleaux de grand diamètre (tels que le BOPP, le PET, le PE, le papier aluminium, les séparateurs de batteries, etc.), les solutions de bras de compression courantes peuvent être divisées en trois catégories :

Parmi eux, les bras de pression servo, avec leurs courbes de pression programmables, leur vitesse de réponse rapide et l'absence d'interférences dues aux fluctuations de la source d'air, sont devenus un équipement standard pour les machines de refendage haut de gamme de grand diamètre.

4. Points clés de la conception

1. Méthode de contact par zone de pressionIl est recommandé d'utiliser un système de rouleaux de pression plutôt qu'un système de plaques de pression à point unique. La surface des rouleaux est revêtue de polyuréthane de dureté moyenne (environ 60-80 Shore A), assurant une bonne adhérence sans endommager le film.

2. Optimisation de la distribution de pressionLe bras de pression doit être conçu avec des mécanismes de réglage ou d'équilibrage gauche-droite indépendants aux deux extrémités afin d'éviter toute déviation de pression causée par une flexion du noyau ou un désalignement mécanique.

3. Fonction de verrouillage de sécuritéLors du rembobinage de grands diamètres, le bras de pression doit être équipé d'une protection contre les surcharges et de fonctions de levage d'urgence afin d'éviter d'endommager l'équipement ou le personnel pendant l'opération ou de provoquer une rupture du film.

4. Liaison avec le système de contrôle de tension :La pression exercée sur le bras doit être réglée en fonction de la tension d'enroulement et de la courbe de conicité. Une faible tension associée à une pression appropriée sur le bras est généralement recommandée.

5. Effets de l'application et cas typiques

Une nouvelle entreprise de matériaux énergétiques produit des séparateurs pour batteries au lithium d'une épaisseur de 6 µm. La machine de refendage d'origine avait un diamètre d'enroulement maximal de 600 mm, mais après sa mise à niveau à 800 mm, des plissements fréquents du fond et des effondrements du noyau sont apparus. Après l'introduction du système de bras de suivi servo-commandé :

• Le taux de défauts de plis au fond a été réduit de 12 % à moins de 0,3 % ;

• Permet d’augmenter le diamètre d’enroulement maximal à 1000 mm, réduisant ainsi le nombre de rebobinages et augmentant la capacité de 35 % ;

• Alignement des extrémités optimisé de ±3 mm à ±1 mm.

Une autre usine de refendage de ruban BOPP utilisait initialement une machine de refendage ancienne, sans bras de pression. Lorsque le diamètre d'enroulement dépassait 400 mm, des irrégularités apparaissaient aux extrémités. L'ajout d'un simple bras de pression pneumatique a permis d'atteindre un diamètre d'enroulement stable de 700 mm, sans qu'il soit nécessaire de réduire la vitesse de refendage.

6. Recommandations relatives au choix du modèle et à la maintenance

• Un bras de pression est-il obligatoire ?Si le diamètre d'enroulement conventionnel est inférieur à 500 mm et que la dureté du matériau est relativement élevée (comme le BOPP supérieur à 20 μm), un bras de pression dédié peut ne pas être nécessaire ; si l'épaisseur dépasse 500 mm ou si le matériau est mou/mince, il est fortement recommandé de le configurer.

• Priorité à l'entretien quotidienVérifiez la flexibilité du palier du bras de pression, nettoyez la couche de caoutchouc sur la surface du rouleau de pression et étalonnez régulièrement le capteur de pression ou la vanne proportionnelle pour une dérive nulle.

• Compatibilité des équipementsLors de la modernisation de machines anciennes, évaluez la rigidité de l'arbre d'enroulement et la capacité de charge du châssis, et si nécessaire, renforcez simultanément les panneaux muraux et les bras d'enroulement.

7. Conclusion

Le refendage de bobines de grand diamètre est devenu un axe majeur d'amélioration de la qualité et de l'efficacité dans l'industrie du traitement de films, et le bras d'enroulement constitue l'élément fonctionnel clé pour relever ce défi. Grâce à une sélection judicieuse des types de bras de pression, à l'optimisation de la courbe de pression et à une intégration poussée avec les systèmes de contrôle existants, il est possible d'améliorer significativement la qualité interne et l'aspect des bobines de film de grand diamètre, tout en étendant les capacités des équipements et en réduisant les coûts de production globaux. Pour les fabricants spécialisés dans la production de films haut de gamme, une solution de compression de bras d'enroulement éprouvée et fiable est devenue indispensable.

NoteLes paramètres spécifiques et les détails de mise en œuvre doivent être personnalisés et conçus par des fabricants professionnels de machines à refendre en fonction des caractéristiques du matériau, des modèles d'équipement et des exigences du processus.