Análise detalhada de máquinas de corte de filme PET: a arte do corte eficiente, enrolamento preciso e controle de tensão.

Em setores como óptica, embalagens, eletrônica e novas energias, o PET (filme de poliéster) tornou-se um material básico indispensável devido à sua excelente resistência mecânica, resistência a altas temperaturas e transparência. No entanto, desde bobinas master largas até bobinas estreitas de pequeno formato para clientes finais, a parte mais crítica desse processo é a máquina de corte de filme PET.

A máquina de corte longitudinal não se limita a cortar filmes largos em tiras estreitas, mas também é um sistema mecatrônico de precisão que integra desenrolamento, corte longitudinal e enrolamento. Dentre esses processos, o efeito do corte longitudinal, a qualidade do enrolamento e o controle da tensão são os três elementos essenciais que determinam o rendimento.

1. Corte eficiente: estética artesanal na lâmina

O corte longitudinal é a primeira etapa no processamento de filmes PET e a manifestação mais intuitiva da qualidade. A precisão do corte e a quantidade de poeira gerada determinam diretamente se o produto pode entrar no mercado de alto padrão.

1. Seleção do método de corte longitudinal

De acordo com a espessura e a dureza do filme PET, os principais métodos de corte se dividem em dois tipos:

• Corte com faca plana (tipo cortador de papel/lâmina de barbear):

Indicado para filmes PET de espessura fina (geralmente < 50 μm). A lâmina é fixada na ranhura em um ângulo, e o filme é cortado por uma aresta afiada durante a operação. A vantagem desse método é a alta velocidade de troca de ferramentas e a adequação para múltiplas especificações, porém a afiação e o ângulo de instalação da lâmina são extremamente altos, caso contrário, é fácil produzir rebarbas ou arranhões.

• Corte com faca circular (tipo cisalhamento):

Indicado para filmes de espessura média e grossa, ou filmes PET com revestimentos. Utiliza lâminas de disco superior e inferior que giram e cortam ao meio, de forma semelhante ao princípio de uma tesoura. Este método produz menos resíduos, a incisão é plana e não sofre deformação por tração, sendo o equipamento padrão para corte longitudinal de filmes ópticos de alta qualidade.

2. Remoção de poeira e eliminação de eletricidade estática

O PET é muito suscetível à eletricidade estática de alta voltagem devido ao atrito durante o processo de corte, o que não só adsorve poeira do ar e causa manchas cristalinas, como também acarreta problemas de segurança operacional. Portanto, as máquinas de corte modernas devem ser equipadas com hastes de ar iônico e dispositivos de remoção de poeira por adsorção a vácuo para remover a poeira resultante do corte e neutralizar a eletricidade estática o mais rápido possível após o processo.

2. Tecnologia de enrolamento: um jogo preciso de tensão e pressão

O filme cortado precisa ser rebobinado para formar um rolo completo. A qualidade do enrolamento determina se o filme irá deformar quando armazenado e utilizado.

1. Enrolamento superficial versus enrolamento central

• Enrolamento centralO motor aciona diretamente o eixo de enrolamento, fazendo-o girar. Essa estrutura simples é adequada para linhas de produção com alta demanda de velocidade, mas também com requisitos extremamente rigorosos de precisão no controle de tensão.

• Enrolamento de superfície(Tipo de rolo de contato): O rolo de borracha fricciona a superfície do núcleo da bobina, e a força de fricção é utilizada para impulsionar o filme a ser enrolado. Este método elimina o ar, e a dureza interna e externa do núcleo enrolado é consistente, sendo especialmente adequado para materiais como o filme PET, que precisam ser enrolados firmemente, evitando eficazmente o colapso durante o transporte.

2. Controle da conicidade da pressão do rolo

Durante o processo de enrolamento, a pressão sobre a película varia conforme o diâmetro da bobina aumenta. Se a pressão permanecer constante, a parte próxima ao núcleo será comprimida pela película subsequente, resultando no fenômeno de "tendão rompido" ou "pétala de crisântemo".

As modernas máquinas de corte longitudinal utilizam tecnologia de controle de tensão cônica para reduzir gradualmente a pressão ou a tensão de enrolamento do rolo à medida que o diâmetro do rolo aumenta, garantindo que cada camada de filme, de dentro para fora, seja tensionada e rebobinada uniformemente.

3. Controle da tensão: a essência que permeia todo o processo.

Se a estrutura mecânica é o esqueleto da máquina de corte longitudinal, então o controle de tensão é o cérebro e o sistema nervoso da máquina. O filme PET possui características de retração térmica e módulo de elasticidade, e tensão excessiva causará deformação por tração do filme (fenômeno de "osso de cachorro") ou até mesmo ruptura; tensão insuficiente levará a enrolamento frouxo e bordas irregulares.

1. Zona de tensão de três estágios

Uma máquina de corte longitudinal de alto desempenho normalmente divide o controle de tensão em três zonas separadas:

• Aliviando a tensãoFornece uma saída estável de matéria-prima, normalmente controlada por freios magnéticos a pó ou motores vetoriais, mantendo a tensão constante ou decrescente.

• Tensão de tração e corteEsta é a parte mais delicada. O filme precisa estar esticado e plano ao passar pelo suporte da ferramenta de corte, mas a lâmina não deve saltar devido a flutuações de tensão.

• Rebobinar a tensãoComo mencionado anteriormente, o controle geralmente é feito por meio de um perfil cônico. Por exemplo, a tensão inicial é definida em 100 N e, quando o diâmetro do rolo atinge a metade, ela é automaticamente reduzida para 80 N para evitar aperto interno e externo, ou vice-versa.

2. Sensores e algoritmos

Para alcançar esse controle, o equipamento utiliza barras de pêndulo de rolos flutuantes de alta precisão e sensores de diâmetro ultrassônicos/laser.

• Feedback do rolo flutuante: A mudança de posição do rolo flutuante reflete a pequena flutuação da tensão em tempo real, e o sistema de controle ajusta o torque do motor em tempo real através do algoritmo PID para alcançar o equilíbrio dinâmico.

• Compensação de aceleração e desaceleração: No momento da partida ou parada do equipamento, a inércia tem o maior impacto na tensão. O sistema de controle de alta tecnologia introduz uma função de compensação antecipada para aceleração e desaceleração, que aumenta automaticamente o torque de saída quando o motor acelera para compensar a perda de tensão causada pela inércia.

4. Tendência futura: inteligência e automação

Com o aumento da demanda por filmes PET de alta qualidade, como filmes de liberação para baterias de lítio e filmes de base óptica, as máquinas de corte também estão evoluindo para um nível superior:

1. Mudança de vento totalmente automáticaRealizar o corte, rebobinamento e desenrolamento automáticos sem interrupção, e atualizar a máquina de corte longitudinal de "equipamento independente" para "linha de produção de fluxo contínuo", melhorando significativamente a eficiência da produção.

2. Interconexão digitalAtravés da Internet Industrial das Coisas (IIoT), o monitoramento em tempo real de dados de vibração, temperatura e corrente durante o processo de corte permite a manutenção preditiva e a prevenção de paradas não planejadas.

3. Sistema de inspeção visual:Detecção online em tempo real de pontos de cristalização, olhos de peixe, arranhões e outros defeitos na superfície do filme; uma vez detectados, são imediatamente marcados ou alertados para evitar que produtos defeituosos cheguem à próxima etapa do processo.

Epílogo

A máquina de corte de filme PET parece simples, mas na verdade é uma integração complexa de projeto mecânico, mecânica dos materiais e teoria de controle automático. A precisão da lâmina, o paralelismo dos rolos e a otimização do código PID convergem para um rolo de filme tão plano quanto um espelho. Para empresas de manufatura, escolher ou operar uma máquina de corte de alta qualidade não significa apenas escolher capacidade de produção, mas também garantir o controle máximo da qualidade do produto.