Como evitar que a folha de ouro grude devido à eletricidade estática em uma máquina de corte de folhas para estampagem a quente

No processo de produção e corte de folhas de estampagem a quente, a eletricidade estática é um problema comum e complexo. A própria folha de estampagem a quente é composta por uma estrutura multicamadas, como um filme de suporte (geralmente filme de poliéster PET), uma camada de liberação, uma camada de cor e uma camada adesiva, e suas características materiais determinam que ela acumula cargas estáticas com muita facilidade durante o corte em alta velocidade. Quando a eletricidade estática se acumula em certa medida, ela faz com que as folhas de ouro grudem umas nas outras, sejam adsorvidas ao equipamento e até causem problemas de qualidade, como cortes irregulares e ruptura das correias. Então, como a máquina de corte de folhas de estampagem a quente pode prevenir eficazmente a adesão da folha de ouro causada pela eletricidade estática? Este artigo discute o princípio, o ajuste do equipamento, o controle ambiental e a otimização dos consumíveis sob quatro dimensões.

1. A relação entre o mecanismo de geração de eletricidade estática e a adesão da folha de ouro.

No processo de corte da folha de estampagem a quente, a folha de ouro fricciona-se em alta velocidade contra os rolos guia, lâminas, rolos de pressão e outros componentes. Ao mesmo tempo, as camadas da folha de ouro separam-se rapidamente, o que gera energização por contato e por descolamento. O filme PET é um excelente isolante, sendo difícil a descarga natural da carga, o que facilita o acúmulo de uma alta carga eletrostática na superfície da folha.

Quando duas folhas de ouro se aproximam, a gravidade eletrostática faz com que se encaixem, formando uma "pseudoadesão" – não uma verdadeira fusão a quente ou colagem por pressão, mas uma ligação causada pela adsorção eletrostática. Além disso, a eletricidade estática também pode atrair impurezas como fibras e poeira presentes no ar, agravando ainda mais a adesão e afetando o efeito da estampagem da folha. Portanto, evitar a eletricidade estática é fundamental para garantir a qualidade do corte e a eficiência da produção.

2. Configuração de aterramento de equipamentos e eliminador eletrostático

1. O aterramento geral do equipamento

Todas as partes metálicas da máquina de corte longitudinal (incluindo eixos de desenrolamento, rolos guia, eixos de enrolamento, porta-ferramentas, etc.) precisam estar devidamente aterradas, e a resistência de aterramento deve ser inferior a 10 ohms. Um bom aterramento proporciona um canal de descarga para a carga e reduz o acúmulo de estática local.

2. Instale um eliminador eletrostático.

Em áreas com acúmulo significativo de eletricidade estática, como desenrolamento, corte e enrolamento, devem ser instalados eliminadores ativos de estática. Os tipos mais comuns incluem:

• Haste de eliminação estática tipo corona AC/DCInstalado na frente e atrás do conjunto de lâminas de corte, o dispositivo utiliza descarga corona para gerar íons positivos e negativos, neutralizando-os e carregando-os na superfície da folha.

• Escova Eliminadora de Estática (Tipo Passivo)Utilize escovas de fibra de carbono ultrafinas ou de fibra metálica para entrar em contato com a borda da superfície da folha e gerar a carga, sendo adequadas para o controle localizado de estática. No entanto, deve-se ter cuidado para evitar arranhar a superfície da folha.

• Bocal de ar iônicoPara áreas de enrolamento ou outros espaços estreitos, utilize fluxo de ar comprimido iônico para purgar a superfície da folha e, ao mesmo tempo, remover poeira e eletricidade estática.

Em aplicações práticas, a haste de eliminação eletrostática por efeito corona apresenta o efeito mais estável, sendo recomendável a escolha de um modelo com intensidade de emissão iônica ajustável para se adaptar às necessidades de produção em diferentes velocidades de veículos (como 50-300 m/min).

3. Otimização dos parâmetros do processo de corte longitudinal

1. Controle a velocidade de corte longitudinal.

Quanto maior a velocidade, mais intensa a energização por atrito. Reduzir a velocidade de corte (por exemplo, de 200 m/min para 120 m/min) pode reduzir significativamente a eletricidade estática, mantendo a capacidade de produção. Para folhas de estampagem a quente de metal ou variedades com alta força de desprendimento, que são propensas à eletricidade estática, a velocidade de produção deve ser reduzida.

2. Reduza a tensão de enrolamento.

Quando a tensão de enrolamento é muito alta, a pressão entre as camadas da folha aumenta e até mesmo uma pequena quantidade de eletricidade estática pode fazer com que as camadas se encaixem firmemente, dificultando a separação. É necessário aplicar um controle de tensão constante e definir uma tensão inicial de enrolamento menor (geralmente 15% a 25% menor que o valor usual). Ao mesmo tempo, evite apertar demais e recomenda-se controlar a dureza da face final entre 60 e 75 Shore (você pode usar um durômetro para testar a face final do rolo de papel).

3. Otimizar a ferramenta de corte e o método de contato.

• Utilize uma faca circular ou lâmina de barbear extremamente afiada para reduzir o atrito adicional causado pela resistência ao corte.

• Minimize o ângulo e o comprimento de contato entre a fita de alumínio, o rolo guia e a plataforma. O rolo guia fixo pode ser substituído por um rolo de alumínio liso de grande diâmetro, sem necessidade de acionamento (o alumínio possui melhor condutividade estática do que um rolo de borracha), ou pode-se utilizar um rolo de borracha antiestático (resistência superficial de 10^5 a 10^8 Ω).

4. Controle da umidade ambiental

A umidade do ar tem um grande impacto no acúmulo de eletricidade estática. Quando a umidade relativa é inferior a 40%, a resistência superficial do PET aumenta drasticamente e a eletricidade estática torna-se difícil de dissipar. Quando a umidade está entre 55% e 65%, a superfície da folha absorve uma camada muito fina de filme molecular de água, o que favorece a fuga de carga.

Recomenda-se a instalação de um umidificador (como um umidificador ultrassônico ou de película úmida) na oficina de corte longitudinal para controlar a umidade em 55% ±5%. No entanto, deve-se observar que a umidade excessiva (>70%) pode causar a deformação da folha de estampagem a quente devido à absorção de umidade ou a falha da camada de desmoldagem por umidade. Para oficinas livres de poeira, um sistema de umidificação por atomização local pode ser instalado separadamente na área da máquina de corte longitudinal. É preciso ter atenção especial durante a produção no inverno, pois o aquecimento pode reduzir a umidade na oficina a níveis muito baixos.

5. Selecione a folha de estampagem a quente antiestática e os materiais auxiliares.

1. Folha de estampagem a quente antiestática

Alguns produtos de folha de estampagem a quente de alta qualidade são fabricados com agentes antiestáticos (como sais de amônio quaternário ou polímeros condutores) adicionados ao revestimento traseiro (adesivo ou camada antiestática aplicada na parte traseira). Durante o corte longitudinal, esses materiais podem ser preferíveis e a amplitude da potência da fonte pode ser reduzida.

2. Aplique com um agente antiestático.

Para folhas de estampagem a quente comuns, um agente antiestático não iônico diluído em etanol (por exemplo, solução antiestática SN) pode ser aplicado levemente na superfície ou nas bordas da folha com um spray ou pano antes do corte. É necessário verificar se isso não afeta a adesão e o brilho da estampagem a quente.

3. Suporte para núcleo de tubo de enrolamento antiestático

Ao enrolar um núcleo de plástico condutor ou um tubo de papel revestido com papel condutor, utilize resistores de superfície com resistência inferior a 10^5 Ω. A carga no núcleo pode ser obtida a partir da carga presente nele, evitando a adesão da superfície da extremidade causada pelo acúmulo de eletricidade estática na área da extremidade.

6. Especificações de operação e manutenção

• Limpe o eliminador de estática regularmenteSe a ponta da agulha corona absorver poeira, a eficiência da eliminação será bastante reduzida, portanto, recomenda-se limpá-la semanalmente com álcool e um pano sem fiapos.

• Verifique a continuidade do aterramentoMeça mensalmente se o circuito de aterramento entre o rolo guia e o motor principal está aberto para evitar que o rolo guia "flutue até o chão" devido à contaminação por óleo do rolamento.

• Uso de equipamentos antiestáticos pelos funcionáriosOs operadores devem usar pulseiras ou sapatos antiestáticos para evitar a adsorção instantânea de múltiplas camadas de folha devido à descarga eletrostática humana quando as mãos tocam a superfície da folha.

• Enrole imediatamente após o enrolamento.A bobina de folha de estampagem a quente cortada deve ser imediatamente envolvida em filme antiestático para evitar campos eletrostáticos secundários causados ​​por mudanças ambientais ou atrito durante o armazenamento.

7. Análise de caso

Uma fábrica de corte de folhas de estampagem a quente vinha enfrentando há muito tempo o problema de "adesão do anel interno após o enrolamento da folha de ouro", com uma taxa de inatividade de até 15%. A investigação constatou que a umidade na oficina durante o inverno era de apenas 28% a 32%, e a haste de eliminação de estática utilizada na máquina de corte estava envelhecida, o que causava uma atenuação significativa na emissão de íons. As medidas de melhoria são:

• Instalar umidificador industrial para aumentar a umidade para 55%-60%;

• Substituído por uma haste de eliminação de estática CC pulsada totalmente selada;

• Reduzimos a tensão de rebobinagem de 8 kg para 5,8 kg.

Após duas semanas de implementação, a taxa de defeitos de adesão diminuiu de 12% para 1,8%, e a velocidade de corte foi reduzida de 180 m/min para 150 m/min, mas a eficiência geral aumentou em 20% devido à redução do tempo de inatividade.

8. Resumo

Para evitar a aderência da folha de ouro causada pela eletricidade estática durante o processo de corte da folha de estampagem a quente, é necessário adotar medidas de tratamento sistemáticas e abrangentes:

1. Fundamentos:Aterramento confiável do equipamento + instalação adequada de eliminador de estática;

2. ProcessoRedução da velocidade, redução da tensão, otimização do material de contato;

3. Ambiente:Manter a umidade relativa entre 55% e 65%;

4. Material:Escolha uma película antiestática ou um tratamento antiestático auxiliar;

5. GestãoPadronizar os hábitos de limpeza e operação.

Nenhum método consegue eliminar completamente a eletricidade estática, mas, por meio da estratégia combinada de múltiplas frentes descrita acima, a adesão estática pode ser controlada dentro de uma faixa aceitável, garantindo assim a planicidade do corte da folha de estampagem a quente, a uniformidade do enrolamento e o bom andamento do processamento subsequente de estampagem a quente. Para folhas de estampagem a quente de alta qualidade (como folhas holográficas e folhas com linhas finas), recomenda-se configurar adicionalmente um monitor eletrostático online na máquina de corte para realizar ajustes dinâmicos e prevenir problemas antes que eles ocorram.