A la indústria de processament de pel·lícules, el mecanisme de rotació de tracciótraieu{0}}la màquina de pel·lícula rotativaés la part bàsica per garantir un estirament uniforme de la pel·lícula. El disseny combina mecànica, ciència dels materials, termodinàmica, etc., i realitza un control precís de la deformació uniforme de la pel·lícula tant en direcció longitudinal com transversal mitjançant un control col·laboratiu multi-dimensional. En aquest article, el mètode d'estirament uniforme s'analitza sistemàticament a partir de quatre dimensions clau: composició de l'estructura, control de moviment, control de temperatura i regulació de la tensió.
1. Composició estructural: Sistema de transmissió mecànica coordinat amb diversos rodets
El nucli del mecanisme de rotació de tracció consisteix en diversos jocs de rotlles giratoris, inclosos els rotlles de preescalfament, els rotlles d'estirament, els rotlles de refrigeració i els rotlles d'aplanament. Aquests rodets aconsegueixen un control precís de la transmissió mecànica a través de diferents diàmetres, concordança de velocitat i disposició espacial. Eltraieu{0}}la màquina de pel·lícula rotativaes basa en aquest sistema de rodets múltiples per mantenir una distribució uniforme de la tensió a tota l'amplada de la pel·lícula.
1.1 Sistema de rotlle d'estirament graduat
La configuració típica utilitza parells de rotlles rotatius de "diàmetre petit{0}}de gran diàmetre". Per exemple, el diàmetre del corró d'estirament de la primera etapa és d'entre 80 i 120 mm, i el diàmetre del corró d'estirament de la segona etapa és d'entre 150 i 200 mm. Quan la pel·lícula passa a través d'un rodet d'estirament, els sistemes de força d'estirament longitudinal es genera amb una velocitat d'estirament diferent. Si la primera etapa roda a 50 m/min, la segona etapa roda a 80 m/min, amb una relació d'estirament longitudinal de fins a 1,6 vegades.
1.2 Disposició espacial tridimensional
El sistema de corrons està esglaonat amb un patró "Z" o "S" i la diferència d'alçada entre els rodets adjacents es manté entre 50 i 100 mm. Aquest disseny crea un recorregut ondulat per al recorregut de la pel·lícula, ampliant la longitud del recorregut d'estirament. Per exemple, en la producció de tres-co-capes, la pel·lícula de LDPE s'estira longitudinalment. segons, redueix el temps de deformació en un 30% en comparació amb una disposició lineal i minimitza el risc de sobreescalfament local.
1.3 Disseny especialitzat de rotlles aplanadors
L'etapa terminal està equipada amb rotlles aplanadors en forma d'arc- amb un eix corbat amb una deflexió de 2 a 5 mm i recobert de cautxú de silicona. Quan la pel·lícula toca la superfície del rotlle amb un angle d'inclinació de 15 graus, les làmines de molla helicoïdals produeixen una força de component lateral de 0,5 a 1,2 N/cm, eliminant efectivament l'encrespament de les vores. Les dades experimentals mostren que els rotlles de pel·lícula aplanador en forma d'arc-es poden augmentar un 92% i la pèrdua de vora es pot reduir per sota del 3%.
2. Control de moviment: un sistema de regulació dinàmica de relacions de velocitat sincronitzades
La concordança dinàmica de les velocitats de línia del sistema multi-roll s'aconsegueix mitjançant el control coordinat entre servomotors i convertidors de freqüència. Les seves tecnologies bàsiques inclouen:
2.1 Control de bucle-tancat de la relació de dibuix
Els sensors de velocitat làser controlen contínuament la velocitat lineal de la pel·lícula i proporcionen informació en -en temps real al sistema de control PLC. La freqüència del motor d'accionament s'ajusta automàticament quan les fluctuacions de velocitat són superiors a ± 0,5%. Per exemple, l'algoritme PID L'algoritme PID manté la relació de tracció a 5,2 ± 0,1 per a la producció de pel·lícula BOPP de 20-μm de gruix, assegurant una desviació estàndard de la resistència a la tracció longitudinal inferior o igual a 0,8 MPa.
2.2 Tecnologia d'estirament de velocitat diferencial
L'estirament transversal s'aconsegueix per la diferència entre el rail de guia final i l'aparell. Quan la bretxa entre els accessoris s'eixampla de 100 mm a 400 mm, l'amplada de la guia s'estreny simultàniament, donant lloc a una relació d'estirament transversal de 4 vegades. El dispositiu connectat-molla desenvolupat per Montedison (Itàlia) manté l'estabilitat de subjecció amb forces de molla de 0,3-0,5 N/mm i una variació transversal del gruix de + -± 1,5%.
2.3 Mecanisme d'oscil·lació rotativa
Alguns models-de gamma alta utilitzen dispositius de desmuntatge rotatiu de 360-graus que canvien la direcció de la força a mesura que estiren la pel·lícula. La tecnologia patentada de Bayer demostra que 60 girs per minut poden millorar la uniformitat de la distribució de l'estrès dins de la membrana en un 40%, especialment per a pel·lícules de grau òptic. Moderntraieu{0}}la màquina de pel·lícula rotativaEls dissenys incorporen cada cop més aquestes característiques d'oscil·lació rotativa per millorar la qualitat de la pel·lícula.
3. Gestió de la temperatura: un sistema de calefacció gradient amb control de deformació
La uniformitat de la temperatura afecta directament la cristal·linitat i el rendiment d'estirament de la pel·lícula. El mecanisme de rotació de tracció aconsegueix una gestió tèrmica precisa a través d'un sistema de control de camp de temperatura de tres-etapes:
3.1 Calefacció per infrarojos de la secció de preescalfament
Es van utilitzar escalfadors d'infrarojos{0}}d'ona curta amb longituds d'ona de 2 a 10 micres i una densitat de potència de 80 a 120 W/cm2. Els panells reflectants augmenten l'eficiència de la reflexió de la calor fins al 95% i la temperatura de la superfície de la pel·lícula entre 120 i 140 graus en 0,5 segons. Els experiments mostren que aquest mètode d'escalfament redueix la variació de gruix de la secció de preescalfament a ± 0,8 micres.
3.2 Tèrmica 3.2 Circulació d'aire calent a l'extensió
Al voltant del rodet d'estirament s'hi disposen uns conductes d'aire calent en forma de zig-zag{0}}, i la sortida de la canonada d'aire calent es troba en grau amb la direcció del moviment de la pel·lícula. Es pot formar una capa límit tèrmica de 0,5-1,0 mm de gruix controlant la velocitat de l'aire a 0.8 -1.2 m/s. Les dades de proves de Toray (Japó) indiquen que aquest disseny prevé eficaçment els defectes del cristall causats pel sobreescalfament local mantenint una desviació estàndard de la temperatura de la membrana inferior o igual a 1,5 graus en el tram.
3.3 Refrigeració ràpida per estabilitzar la forma del segment de refrigeració
La temperatura superficial de la pel·lícula es pot reduir a menys de 60 graus en 0,3 segons fent circular el corró de refrigeració cromat amb aigua a 15 graus C. El corró de refrigeració és lleugerament més ràpid que la velocitat de tracció (1:1,02) per evitar que es formin arrugues a mesura que la contracció de la pel·lícula. L'estudi de cas de Brückner (Alemanya) demostra que aquesta tècnica de refrigeració ràpida redueix la contracció tèrmica per sota del 0,3%.
4. Regulació de la tensió: un sistema de control estable amb compensació dinàmica
Les fluctuacions de tensió són la principal causa de la tracció desigual de la pel·lícula. El mecanisme de rotació de tracció aconsegueix un equilibri dinàmic mitjançant la regulació de la tensió en diverses etapes:
4.1 Regulació primària mitjançant frens de partícules magnètiques
Els frens de partícules magnètiques s'instal·len al dispositiu d'afluixament i controlen el parell de fre ajustant el corrent. Quan la tensió de la pel·lícula supera el valor establert, el sistema redueix automàticament el corrent de fre, limitant les fluctuacions de tensió a ± 0,2 N/m. L'aplicació de Hyosung (Corea del Sud) mostra que la tècnica pot reduir la desviació estàndard de l'allargament de la fractura de la pel·lícula al 3,2%.
4.2 Monitorització en temps real-de sensors de tensió ultrasònics
Els sensors de tensió ultrasònics instal·lats al tram funcionen a una freqüència de mostreig de 1.000 vegades per segon. Un cop es detecta un canvi sobtat de tensió, el sistema ajusta la velocitat del motor d'accionament en 20 mil·lisegons. Per exemple, quan la tensió augmenta en 0,5 N/m, el PLC redueix la velocitat del servomotor un 0,3% per restaurar la tensió estable.
4.3 Control auxiliar mitjançant dispositius d'eliminació d'estàtica
La secció de refrigeració estava equipada amb un eliminador electrostàtic de doble cara de ± 7 kV, que neutralitzava la càrrega a la superfície de la pel·lícula i reduïa la tensió estàtica de ± 5 kV a ± 0, 5 kV. Les proves de 3M (EUA) mostren que l'eliminació electrostàtica millora la pulcritud del bobinat en un 85% i redueix l'heterogeneïtat de la tensió causada per l'adhesió electrostàtica.
V. Cas d'aplicació: Films BOPET d'orientació biaxial
Una empresa va utilitzar un mecanisme de rotació de tracció millorat per produir una pel·lícula BOPET de 12 μm, controlant els paràmetres clau de la següent manera:
Estirament longitudinal: 130 graus en preescalfament, 145 graus en estirament i 3,8 vegades la relació de tracció.
Estirament transversal: 125 graus preescalfat-, 140 graus de tracció, 4,2x relació de tracció
Control de tensió: alliberament N/m, tensió de la secció d'estirament N/m, tensió de la bobina 22N/m.
Les dades de producció van mostrar que la resistència a la tracció longitudinal de la desviació estàndard va disminuir d'1,2 MPa a 0,7 MPa, la variació del gruix lateral va disminuir de 3,2 μm a 1,8 μm i la taxa de qualificació del producte va augmentar fins al 98,5%. Aquest exemple verifica l'eficàcia del sistema de control multi-dimensional en el mecanisme de rotació del tren d'aterratge. Eltraieu{0}}la màquina de pel·lícula rotativautilitzat en aquest cas va demostrar un rendiment excepcional per aconseguir una orientació biaxial uniforme.
Conclusió
Mitjançant l'optimització estructural, el control del moviment, el control de la temperatura i la regulació de la tensió, es construeix el sistema tecnològic de pel·lícula de tracció uniforme. Com eltraieu{0}}la màquina de pel·lícula rotativacontinua evolucionant, les futures iteracions es desenvoluparan en la direcció de l'alta precisió, eficiència i intel·ligència, proporcionant un suport tècnic clau per a la fabricació de pel·lícules-de gamma alta.
