Do controle de tensão ao sistema de correção: um inventário das principais tecnologias para máquinas de corte de folhas de estampagem a quente

A folha de estampagem a quente é um material flexível composto por várias camadas (incluindo película base de PET, camada de liberação, camada de cor, camada de revestimento de alumínio e camada de cola) cujo processo de corte é extremamente sensível à tensão, às bordas, às facas e à proteção da superfície. Erros em qualquer elo podem levar ao descarte.

Aqui está um inventário detalhado de suas principais tecnologias:

1. Sistema de controle de tensão - a "alma" da máquina de corte

O controle de tensão é a tecnologia central da máquina de corte, que determina diretamente a estanqueidade, a planura e se há "danos internos" (como deformação por tração, rugas, transbordamento de borracha, etc.) da membrana de corte.

• Por que isso é importante?

◦ Tensão excessiva: esticará a folha de hot stamping, causando deformação do padrão (impreciso durante a hot stamping subsequente) e até mesmo arrancando a folha. Para folhas de hot stamping com camadas aluminizadas e coloridas, a tensão excessiva pode causar deslizamento, rachaduras ou escurecimento entre as camadas, afetando seriamente a aparência e o efeito de transferência.

◦ Tensão muito baixa: o enrolamento fica frouxo, resultando em "padrão crisântemo" (enrugado), bordas amassadas e até mesmo impossibilitando a estampagem normal.

◦ Flutuações de tensão: Durante o processo de corte longitudinal, o diâmetro da bobina muda constantemente entre o desenrolamento e o rebobinamento, e a tensão deve permanecer constante. Quaisquer flutuações formarão um círculo de traços apertados e soltos na bobina, o que se torna um risco à qualidade.

• Como isso é alcançado?

◦ Sistema de controle de tensão totalmente automático: geralmente adota o modo "controle vetorial de circuito fechado".

▪ Componentes principais: sensor de tensão (ou sensor de deslocamento do rolo flutuante), CLP (controlador lógico programável), embreagem/freio de pó magnético (ou servomotor de torque mais avançado), acionamento de frequência variável.

▪ Fluxo de trabalho:

1. Tensão de desenrolamento: O momento de resistência reversa é fornecido por freios de partículas magnéticas ou servomotores para controlar a tensão de desenrolamento. O sistema ajusta automaticamente a corrente do freio ou o torque do servomotor de acordo com a tensão definida e a tensão real detectada em tempo real, mantendo a tensão de desenrolamento constante.

2. Tensão de rebobinamento: Forneça torque de avanço por meio de uma embreagem de pó magnético ou servomotor para controlar a tensão de rebobinamento. O sistema utiliza controle de tensão cônica – o torque de enrolamento aumenta à medida que o diâmetro do enrolamento aumenta, mas a tensão superficial precisa ser ligeiramente reduzida para evitar que o núcleo seja esmagado ou que a folha externa fique embutida na camada interna. O CLP calcula e gera automaticamente uma curva cônica perfeita.

◦ Tendência: Máquinas de corte de última geração geralmente usam servomotores como atuadores de cada ponto de controle, o que proporciona resposta mais rápida, controle mais preciso, economia de energia e menos manutenção.

2. Sistema de correção - a chave para garantir o "nivelamento das bordas"

A função do Controle de Posição da Borda (EPC) é garantir que a folha sempre corra pelo caminho correto antes de entrar na faca de corte, garantindo que as bordas da bobina estejam perfeitas e que não haja nenhuma "serpentina" passando após o corte.

• Por que isso é importante?

◦ Defeitos na bobina mestra: A própria bobina mestra da matéria-prima pode ter bordas irregulares, como bordas finas e bordas flutuantes.

◦ Desvio operacional: Fatores como instalação do equipamento, paralelismo dos rolos e alívio de tensão do próprio material podem fazer com que o material se desvie durante a transmissão.

◦ Consequências: Se o desvio não for corrigido, a faca de corte cortará de acordo com o padrão, resultando no descarte do produto; após o enrolamento, formará um "degrau" de camada dividida, e as bordas da bobina ficarão irregulares, tornando-a inutilizável.

• Como isso é alcançado?

◦ Componentes principais: sensores de orientação (sensores de visão ultrassônicos, infravermelhos ou CCD), controladores de orientação, atuadores (geralmente dispositivos de rolo oscilante acionados por servomotor ou pneumáticos).

◦ Fluxo de trabalho:

1. O sensor detecta a posição da borda da folha em tempo real.

2. O controlador compara o sinal de posição detectado com a posição predefinida e calcula a quantidade de desvio e direção.

3. O controlador emite um comando para acionar o atuador (rolo de oscilação) para oscilar em um pequeno ângulo para "guiar" a folha de volta ao caminho correto.

◦ Posição de instalação: Um sistema de guia geralmente é configurado após o desenrolamento, antes do corte e antes do enrolamento para garantir a precisão da borda das duas estações principais de corte e enrolamento.

3. Tecnologia de faca de corte - "cirurgia" precisa

O método de corte afeta diretamente a qualidade do corte, a quantidade de rebarbas e a vida útil da ferramenta.

• Método de corte:

◦ Corte com faca plana (tosquia): semelhante ao princípio da tesoura. Uma faca redonda (faca inferior) e uma faca redonda acima dela (faca superior) interagem para cortar.

▪ Vantagens: Incisão plana, sem rebarbas, sem pó. É o método preferido para corte de folhas metálicas, pois produz um corte limpo e evita que a poeira contamine a superfície de colagem da folha.

◦ Corte circular com faca (corte por tração): Uma faca circular afiada pressiona um rolo inferior de menor dureza, usando a pressão e a diferença de velocidade linear para "puxar" o material.

▪ Vantagens: Adequado para materiais mais espessos, menor custo.

▪ Desvantagens: Pode produzir rebarbas e poeira, e o risco de contaminação da camada de folha metálica é alto, por isso geralmente é raramente usado.

• Material e design da ferramenta:

As ferramentas são normalmente feitas de aço rápido (HSS) ou carboneto (aço tungstênio). Os insertos de carboneto são mais resistentes ao desgaste e têm vida útil mais longa, tornando-os adequados para cortes de alta velocidade de longo prazo.

O design do suporte da ferramenta precisa ser criado com recursos de ajuste fino de alta precisão para definir a largura do corte de forma rápida e precisa.

◦ Tendência: Sistema de ajuste automático de ferramentas, cada suporte de ferramenta é acionado por servomotor, e o valor da largura pode ser inserido na interface homem-máquina HMI para concluir automaticamente o ajuste de todas as posições da ferramenta, o que melhora muito a eficiência e a decodificação.

4. Outras tecnologias de chave auxiliar

Além dos três núcleos acima, as seguintes tecnologias também são cruciais:

• Transmissão de rolo de contato de superfície (S-wrap): A folha passa por vários rolos fixos com grandes ângulos de envolvimento, aumentando o atrito e a estabilidade da transmissão, evitando deslizamentos e reduzindo flutuações de tensão.

• Eliminador de Estática: A folha de estampagem a quente (especialmente a película base de PET) gera uma grande quantidade de eletricidade estática durante o atrito de corte em alta velocidade, levando à adsorção de poeira, enrolamento irregular e até mesmo riscos operacionais. Os eliminadores de estática neutralizam eficazmente as cargas elétricas.

• Sistema EPC/LPC: Além da correção de bordas (EPC), para materiais com marcações transparentes ou específicas, sensores CCD de matriz de linha também são usados ​​para correção de posição de linha (LPC, Line Position Control) para garantir a precisão do corte por meio da identificação de linhas impressas.

• Sistema de monitoramento de qualidade: máquinas de corte de última geração podem integrar um sistema de inspeção visual on-line para detectar defeitos na superfície da folha de estampagem a quente, como arranhões, revestimentos ausentes, bolhas, etc., em tempo real, e marcar ou classificar automaticamente.

resumo

Uma máquina de corte de folhas de estampagem a quente de alto desempenho é um sistema mecatrônico de precisão:

Essas tecnologias estão interligadas, garantindo que a máquina de corte de folhas de estampagem a quente possa produzir bobinas de alta qualidade com dimensões precisas, enrolamento perfeito, incisões limpas e sem poluição por ferimentos internos, estabelecendo uma base sólida para o processo de estampagem a quente subsequente.