Método de eliminação e otimização do processo de rebarbas de corte de fita em máquina de corte longitudinal de fitas

Resumo: No processo de corte de fitas, rebarbas nas bordas são um problema comum que afeta a qualidade do produto e os resultados de impressão subsequentes. Partindo das causas das rebarbas, este artigo analisa sistematicamente os fatores que as influenciam, como o estado da ferramenta, os parâmetros de corte, as características do material e a precisão do equipamento, e propõe medidas de eliminação e esquemas de otimização do processo para fornecer subsídios ao controle de qualidade dos fabricantes de fitas.

1. Introdução

A fita (fita de transferência térmica) é amplamente utilizada na impressão de códigos de barras, fabricação de etiquetas e outras áreas. O corte longitudinal é um dos processos-chave na produção de fitas, e a qualidade do corte afeta diretamente a aparência, a estabilidade e a vida útil da cabeça de impressão do produto. Rebarbas no corte das bordas não só causam irregularidades e descascamento do revestimento, como também podem arranhar a cabeça de impressão durante o uso, causando sérios problemas de qualidade. Portanto, eliminar as rebarbas no processo de corte longitudinal da fita é de grande importância técnica.

2. As principais causas de rebarbas

2.1 Fatores da ferramenta

• Passivação da ferramenta:Após uso prolongado, a lâmina da faca, seja ela redonda ou plana, sofrerá desgaste microscópico, tornando impossível realizar cortes limpos.

• Folga inadequada da ferramentaA quantidade de sobreposição ou folga lateral entre as lâminas superior e inferior não está ajustada à espessura do material, resultando em rasgos em vez de cortes.

• Incompatibilidade de material da ferramentaPara fitas com revestimentos ou filmes de base de alta tenacidade, as ferramentas HSS comuns são propensas a rebarbas de adesão.

2.2 A configuração dos parâmetros de corte é inadequada.

• Flutuações no controle de tensãoA tensão de desenrolamento ou enrolamento está muito grande/muito pequena, fazendo com que a fita estique ou relaxe no ponto de corte, afetando a precisão do corte.

• Velocidade de corte excessiva:Em alta velocidade, o material não tem tempo de se quebrar uniformemente, e é fácil formar rebarbas ou aglomeração por fusão (quando o efeito térmico é significativo).

• Pressão irregular no rolo: causa deslizamento lateral da fita na borda da lâmina de corte.

2.3 Propriedades dos Materiais

• O substrato em fita (mylar) é fino (normalmente de 4,5 a 6 μm) e possui alta resistência, o que exige um impacto instantâneo rigoroso no corte.

• Diferenças na adesão entre os revestimentos de tinta e os revestimentos de base podem fazer com que lascas do revestimento grudem nas bordas durante o corte.

2.4 Precisão insuficiente do equipamento

• Fatores mecânicos como desalinhamento do eixo da lâmina, desgaste do rolamento e rigidez insuficiente do porta-ferramentas fazem com que a trajetória de corte não coincida.

• O acúmulo de eletricidade estática atrai poeira e fibras, formando "falsas rebarbas".

3. Medidas específicas para eliminar rebarbas

3.1 Seleção e manutenção de ferramentas

• Escolha ferramentas feitas de material super-resistente: como lâminas circulares de carboneto ou cerâmica, que possuem melhor resistência ao desgaste do que o aço rápido comum.

• Afiação regular:Recomenda-se a retificação, online ou offline, a cada 100.000 metros de corte longitudinal ou quando a qualidade do corte se deteriorar, para manter a aresta afiada (raio da aresta ≤ 5 μm).

• Otimizar a folga da ferramenta:

◦ Corte com faca circularA sobreposição geralmente corresponde a 10%–20% da espessura do material, e a folga lateral é controlada entre 0,005 e 0,02 mm.

◦ Corte com lâminaEscolha uma lâmina de um só gume, com um ângulo adequado, e mantenha o sulco da lâmina limpo.

3.2 Otimização dos parâmetros do processo de corte longitudinal

3.3 Meios de tecnologia assistiva

• Eliminador de estática:Hastes eliminadoras de estática pulsada ou CA são instaladas antes e depois da lâmina para evitar a adsorção de detritos.

• Aparelho de sopro/aspiraçãoUma pressão de ar comprimido limpo de 0,3 a 0,5 MPa é direcionada para a lâmina, e o bocal de pressão negativa coleta poeira fina e rebarbas.

• Detecção online de rebarbasUm sistema de inspeção a laser ou visual é utilizado para fornecer feedback em tempo real, permitindo o ajuste de parâmetros ou o acionamento de ferramentas de alerta para alterações.

3.4 Manutenção da precisão do equipamento

• Verifique regularmente o desvio radial do eixo da ferramenta (deve ser ≤ 0,01 mm) e a planicidade do porta-ferramentas.

• O servo é usado para acionar os eixos da ferramenta superior e inferior de forma independente, evitando a dessincronização de fase causada pela folga entre as engrenagens.

• Para máquinas de corte longitudinal de grande largura, recomenda-se configurar um sistema automático de ajuste de ferramentas para reduzir erros de ajuste manual.

4. Casos e efeitos do processo

Um fabricante de fitas transformou a máquina de corte original e adotou as seguintes medidas para solucionar o problema de rebarbas nas bordas da fita encerada com 4,5 μm de espessura:

1. Substitua a lâmina redonda original de aço rápido comum por uma lâmina redonda revestida de carboneto (revestimento de TiAlN);

2. Reduza a velocidade de corte de 400 m/min para 220 m/min;

3. Adicione a haste de ar iônico e o dispositivo de sucção a vácuo com lâmina;

4. Realize uma verificação semanal da excentricidade radial da ferramenta.

Os resultados mostraram que o comprimento da rebarba foi reduzido da média original de 0,15–0,3 mm para menos de 0,05 mm, a taxa de reclamações dos clientes foi reduzida em 76% e a vida útil da ferramenta de corte foi prolongada em cerca de 40%.

5. Conclusão

Eliminar rebarbas nas bordas de máquinas de corte de fitas exige otimização colaborativa em quatro dimensões: ferramentas, processos, equipamentos e sistemas auxiliares. A chave é manter a ferramenta afiada, ajustar a folga e a tensão corretamente, controlar a eletricidade estática e a poeira, e realizar a manutenção regular da precisão da máquina. Para produtos de fita de alta qualidade (por exemplo, à base de resina ou híbrida), tecnologias sem contato, como o corte a laser ou o corte assistido por ultrassom, também devem ser consideradas para eliminar completamente o risco de rebarbas inerentes ao corte mecânico.

Referências

[1] Zhang Lifeng, Wang Jianguo. Pesquisa sobre o controle de qualidade da borda no processo de corte de materiais de filme fino[J]. Engenharia de embalagens, 2020, 41(11): 178-183.

[2] Chen Hong, Li Weidong. Processo de produção e análise de defeitos comuns de fita de transferência térmica[J]. Tecnologia de Impressão, 2019(8): 45-48.

[3] Zhao Mingyuan. Influência dos parâmetros do conjunto de ferramentas da máquina de corte de precisão na qualidade do corte de borda[D]. Universidade de Tecnologia de Xi'an, 2018: 32-45.

[4] Li Zhiqiang, Liu Wei. Aplicação da tecnologia de eliminação de estática no corte de bobinas[J]. Tecnologia eletrostática, 2021, 35(2): 22-26.

[5] Zhang Hua. Pesquisa sobre otimização e supressão de rebarbas do sistema de controle de tensão da máquina de corte de alta velocidade[J]. Projeto mecânico e fabricação, 2022(5): 112-116.

[6] ISO 18947:2014, Materiais de imagem – Fita de transferência térmica – Determinação de desgaste e detritos nas bordas[S].