Máquina de corte e enrolamento de folhas de hot stamping: o ajuste do rolo de pressão e da curva de tensão é fundamental.

Na produção de folhas para estampagem a quente, o enrolamento e o enrugamento após o corte são defeitos de qualidade comuns, afetando diretamente o rendimento e a eficiência da produção. A essência do enrugamento reside no fato de que a superfície da folha sofre deslizamento irregular ou deformação por extrusão durante o processo de enrolamento. Para solucionar esse problema, geralmente é necessário abordar duas dimensões: o estado do rolo e o controle da tensão.

Análise das causas das rugas

A espessura da folha de estampagem a quente é de apenas 12–30 μm, e a superfície é revestida com uma camada de liberação e uma camada adesiva, sendo extremamente sensível à tensão e à pressão de contato. Existem três principais causas de enrolamento e enrugamento:

• Fatores de roloA dureza irregular da superfície, o eixo não paralelo ou o envelhecimento da borracha levam a uma distribuição irregular da pressão lateral na superfície da folha, resultando em microdobras e amplificação camada por camada.

• Curva de tensão inadequadaA curva de tensão cônica está configurada de forma inadequada, e a tensão da camada externa da camada de enrolamento é excessiva ou a tensão da camada interna é insuficiente, resultando em deslizamento e enrugamento entre as camadas.

• Vibração mecânica e deflexão do rolo guiaDurante o corte em alta velocidade, a vibração do equipamento faz com que a superfície da folha relaxe instantaneamente, sobrepondo-se à força de contato instável do rolo de pressão, causando rugas aleatórias.

Método de ajuste do rolo de pressão

O rolo de pressão é usado para pressionar a folha de estampagem a quente contra o núcleo de enrolamento, expelindo o ar entre as camadas e proporcionando tração por fricção. Os principais pontos de ajuste são os seguintes:

1. Verifique o paralelismo do rolo de prensa.Utilize um calibrador de folga ou um instrumento de centragem a laser para garantir que o eixo do rolo esteja paralelo ao eixo do enrolador e que o desvio de pressão para a esquerda e para a direita esteja controlado dentro de 0,05 mm/m. O não paralelismo fará com que a superfície da folha fique tensionada de um lado e frouxa do outro, sendo que o lado frouxo é propenso a enrugar.

2. Otimize a dureza e a aderência do rolo.A folha de estampagem a quente deve ser feita de rolos de poliuretano ou borracha nitrílica com dureza HS 60–75, e a superfície deve ser retificada para Ra 0,8–1,6 μm. Rolos excessivamente duros não se adaptam às flutuações na espessura da folha, e rolos muito macios são propensos a deformações e pressão irregular.

3. Ajuste a pressão e o tempo de elevação do rolo.Reduza a pressão do rolo ao valor mínimo que elimine o ar entre as camadas (normalmente, a pressão na linha é de 10 a 30 N/cm). Ao mesmo tempo, o rolo deve entrar em contato com o núcleo antes do início do enrolamento e ser levantado ao parar para evitar rugas causadas por impacto instantâneo.

4. Mecanismo de rolete flutuantePara máquinas de corte longitudinal de alta qualidade, pode ser instalado um rolo flutuante que ajusta automaticamente sua posição conforme a variação do diâmetro do rolo, mantendo sempre um ângulo de envolvimento e pressão de contato constantes, reduzindo significativamente a probabilidade de enrugamento.

Estratégia de otimização da curva de tensão

A curva de tensão refere-se à lei que rege a variação da tensão de enrolamento com o aumento do diâmetro da bobina. O controle de tensão cônica mais comumente utilizado para estampagem a quente de folhas é:

• Seleção do coeficiente de conicidadeA tensão inicial típica é de 8% a 12% da tensão de ruptura do material, e a tensão final é de 40% a 70% da tensão inicial. O coeficiente de conicidade K geralmente varia de 0,5 a 0,8. Se o coeficiente for muito pequeno, a tensão na camada externa será muito grande e a camada interna será comprimida, produzindo dobras semelhantes ao miolo de um crisântemo; se o coeficiente for muito grande, a camada interna relaxará, causando colapso e enrugamento.

• Controle de tensão segmentadoUma solução mais avançada consiste em dividir o processo de enrolamento em uma seção inicial (0–20% do diâmetro da bobina), uma seção de tensão constante (20%–70% do diâmetro da bobina) e uma seção cônica descendente (70%–100% do diâmetro da bobina). A seção inicial utiliza uma tensão menor para garantir a planicidade do núcleo; a seção de tensão constante mantém uma pressão estável entre as camadas; a seção cônica descendente reduz gradualmente a tensão para compensar o peso do anel externo.

• Combinado com o ajuste da articulação de pressão do roleteEm máquinas de corte longitudinal de alta precisão, a pressão do rolo é acoplada proporcionalmente à tensão de enrolamento. Quando a conicidade da tensão diminui, a pressão do rolo é reduzida sincronizadamente para evitar a situação contraditória de "baixa tensão externa e alta pressão do rolo", que é a causa comum do enrugamento da folha.

Casos Práticos e Verificação

Uma empresa de estampagem a quente cortou folhas de PET de 12 μm e observou que dobras longitudinais inativas apareciam frequentemente quando o diâmetro de enrolamento era de 400 mm. Após testes, constatou-se que a diferença de pressão entre os lados esquerdo e direito do rolo de pressão atingiu 18 N (ajustado para 60 N) e a curva de tensão apresentou um comportamento de tensão constante (200 N constante).

Etapas de ajuste:

1. Corrija novamente o paralelismo do rolo e ajuste a pressão esquerda e direita para 60±3N;

2. Alterar a curva de tensão para controle de conicidade: a tensão inicial é de 180N, o coeficiente de conicidade é de 0,65 e a tensão final é de cerca de 70N;

3. A pressão do rolo diminui linearmente de 50N para 20N com o aumento do diâmetro do rolo.

Após o ajuste, 10 rolos são produzidos continuamente, cada rolo com 6000m de comprimento, a taxa de enrugamento é reduzida de 12,7% para menos de 0,8%, a face da extremidade do enrolamento fica uniforme e a planicidade da superfície da folha atende aos requisitos de estampagem a quente.

Lista rápida de solução de problemas

Quando ocorre uma ruga, ela pode ser localizada rapidamente na seguinte ordem:

Epílogo

O corte e o enrugamento da folha de estampagem a quente resultam essencialmente da incompatibilidade entre a restrição mecânica (rolo) e o limite mecânico (curva de tensão). Prioriza-se a calibração do paralelismo e do estado da superfície do rolo, e em seguida, o projeto de uma curva de tensão cônica adequada com base nas características da folha, introduzindo, se necessário, o controle da articulação entre a pressão e a tensão do rolo. Através do ajuste preciso desses dois parâmetros principais, a maioria dos problemas de enrolamento e enrugamento pode ser resolvida eficazmente, melhorando assim a qualidade do corte e a eficiência da produção de estampagem a quente.