เครื่องตัดฟอยล์ปั๊มร้อนเกิดการม้วนและย่นหรือไม่? การปรับลูกกลิ้งกดและเส้นโค้งแรงตึงเป็นสิ่งสำคัญ

ในกระบวนการผลิตฟอยล์ปั๊มร้อน การม้วนและย่นหลังการตัดเป็นข้อบกพร่องด้านคุณภาพที่พบได้ทั่วไป ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตและประสิทธิภาพการผลิต สาระสำคัญของการย่นคือพื้นผิวฟอยล์เกิดการลื่นไถลหรือการเสียรูปจากการอัดรีดที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการม้วน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ โดยทั่วไปจำเป็นต้องเริ่มต้นจากสองมิติ ได้แก่ สภาพของลูกกลิ้งและการควบคุมแรงดึง

การวิเคราะห์สาเหตุของริ้วรอย

ฟอยล์ปั๊มร้อนมีความหนาเพียง 12–30 ไมโครเมตร และพื้นผิวเคลือบด้วยชั้นปลดปล่อยและชั้นกาว ซึ่งไวต่อแรงดึงและแรงกดสัมผัสอย่างมาก สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการม้วนงอและย่นมี 3 ประเภท ได้แก่:

• ปัจจัยลูกกลิ้งความแข็งของพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ แกนที่ไม่ขนานกัน หรือการเสื่อมสภาพของยาง ส่งผลให้การกระจายแรงดันด้านข้างบนพื้นผิวฟอยล์ไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดรอยพับขนาดเล็กและการขยายตัวทีละชั้น

• เส้นโค้งแรงดึงที่ไม่เหมาะสม: เส้นโค้งแรงดึงแบบเรียวถูกตั้งค่าอย่างไม่เหมาะสม และแรงดึงของชั้นนอกของชั้นพันขดลวดมากเกินไป หรือแรงดึงของชั้นในน้อยเกินไป ส่งผลให้เกิดการลื่นไถลและรอยย่นระหว่างชั้น

• การสั่นสะเทือนทางกลและการโก่งตัวของลูกกลิ้งนำทางในระหว่างการตัดด้วยความเร็วสูง การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ทำให้พื้นผิวฟอยล์คลายตัวทันที ประกอบกับแรงกดที่ไม่คงที่ของลูกกลิ้ง ทำให้เกิดรอยย่นแบบสุ่ม

วิธีการปรับลูกกลิ้งแรงดัน

ลูกกลิ้งกดใช้สำหรับกดแผ่นฟอยล์ปั๊มร้อนให้แนบกับแกนม้วน เพื่อไล่อากาศระหว่างชั้นและสร้างแรงเสียดทาน จุดสำคัญในการปรับแต่งมีดังนี้:

1. ตรวจสอบความขนานของลูกกลิ้งกด: ใช้เกจวัดระยะหรือเครื่องมือวัดระยะด้วยเลเซอร์เพื่อให้แน่ใจว่าแกนของลูกกลิ้งขนานกับแกนของเพลาหมุน และควบคุมความเบี่ยงเบนของแรงดันด้านซ้ายและขวาให้อยู่ภายใน 0.05 มม./เมตร หากไม่ขนานกันจะทำให้พื้นผิวฟอยล์ตึงด้านหนึ่งและหลวมอีกด้านหนึ่ง และด้านที่หลวมจะเกิดรอยย่นได้ง่าย

2. ปรับความแข็งและความยึดเกาะของลูกกลิ้งให้เหมาะสมแผ่นฟอยล์สำหรับปั๊มร้อนควรทำจากลูกกลิ้งยางโพลียูรีเทนหรือไนไตรล์ที่มีความแข็งระดับ HS 60–75 และพื้นผิวควรขัดให้มีความเรียบระดับ Ra 0.8–1.6 μm ลูกกลิ้งที่แข็งเกินไปจะไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความหนาของแผ่นฟอยล์ได้ และลูกกลิ้งที่อ่อนเกินไปก็มีแนวโน้มที่จะเสียรูปและให้แรงกดที่ไม่สม่ำเสมอ

3. ปรับแรงดันและจังหวะการยกของลูกกลิ้งลดแรงดันของลูกกลิ้งลงให้เหลือค่าต่ำสุดที่สามารถไล่อากาศระหว่างชั้นออกไปได้หมด (โดยปกติแรงดันในแนวเส้นจะอยู่ที่ 10–30 N/cm) ในขณะเดียวกัน ให้ตั้งลูกกลิ้งให้สัมผัสกับแกนก่อนเริ่มการม้วน และยกลูกกลิ้งขึ้นเมื่อหยุดเพื่อหลีกเลี่ยงรอยย่นที่เกิดจากการกระแทกอย่างฉับพลัน

4. กลไกลูกกลิ้งลอยตัวสำหรับเครื่องตัดแผ่นวัสดุคุณภาพสูง สามารถติดตั้งลูกกลิ้งลอยตัวที่ปรับตำแหน่งโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางม้วน เพื่อรักษาองศาการห่อและแรงกดสัมผัสให้คงที่เสมอ ซึ่งจะช่วยลดโอกาสการเกิดรอยย่นได้อย่างมาก

กลยุทธ์การปรับเส้นโค้งความตึงให้เหมาะสม

เส้นโค้งความตึงหมายถึงกฎที่ว่าความตึงในการพันขดลวดเปลี่ยนแปลงไปตามการเพิ่มขึ้นของเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวด การควบคุมความตึงแบบเรียวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับฟอยล์ปั๊มร้อนคือ:

• การเลือกค่าสัมประสิทธิ์การเรียวโดยทั่วไป แรงดึงเริ่มต้นจะอยู่ที่ 8%–12% ของแรงดึงที่ทำให้วัสดุขาด และแรงดึงสุดท้ายจะอยู่ที่ 40%–70% ของแรงดึงเริ่มต้น ค่าสัมประสิทธิ์การเรียว K โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.5–0.8 หากค่าสัมประสิทธิ์น้อยเกินไป แรงดึงของชั้นนอกจะมากเกินไป และชั้นในจะถูกบีบจนเกิดเป็นรอยพับคล้ายแกนดอกเบญจมาศ หากค่าสัมประสิทธิ์มากเกินไป ชั้นในจะคลายตัวและทำให้เกิดการยุบตัวและย่น

• การควบคุมแรงตึงแบบแบ่งส่วนวิธีแก้ปัญหาที่ทันสมัยกว่าคือการแบ่งกระบวนการพันขดลวดออกเป็นส่วนเริ่มต้น (0–20% ของเส้นผ่านศูนย์กลางขดลวด) ส่วนแรงดึงคงที่ (20%–70% ของเส้นผ่านศูนย์กลางขดลวด) และส่วนแรงดึงลดลง (70%–100% ของเส้นผ่านศูนย์กลางขดลวด) ส่วนเริ่มต้นใช้แรงดึงต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าแกนเรียบ ส่วนแรงดึงคงที่รักษาแรงดันระหว่างชั้นให้คงที่ และส่วนแรงดึงลดลงจะค่อยๆ ลดแรงดึงลงเพื่อชดเชยน้ำหนักของวงแหวนด้านนอก

• เมื่อใช้ร่วมกับการปรับกลไกแรงดันลูกกลิ้งในเครื่องตัดฟอยล์คุณภาพสูง แรงดันของลูกกลิ้งจะสัมพันธ์กับแรงดึงในการม้วนในสัดส่วนที่เหมาะสม เมื่อแรงดึงลดลง แรงดันของลูกกลิ้งก็จะลดลงพร้อมกัน เพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะที่ขัดแย้งกันคือ "แรงดึงภายนอกน้อยและแรงดันของลูกกลิ้งสูง" ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของการเกิดรอยย่นบนฟอยล์

กรณีศึกษาและการตรวจสอบเชิงปฏิบัติ

บริษัทผลิตฟอยล์ปั๊มร้อนแห่งหนึ่งได้ทำการตัดฟอยล์ปั๊มร้อน PET หนา 12 ไมโครเมตร และพบว่ามีรอยพับตายตัวตามแนวยาวเกิดขึ้นบ่อยครั้งเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางการม้วนอยู่ที่ 400 มิลลิเมตร หลังจากการทดสอบพบว่า ความแตกต่างของแรงดันระหว่างด้านซ้ายและด้านขวาของลูกกลิ้งกดมีค่าถึง 18 นิวตัน (ตั้งค่าไว้ที่ 60 นิวตัน) และเส้นโค้งแรงดึงอยู่ในโหมดแรงดึงคงที่ (คงที่ 200 นิวตัน)

ขั้นตอนการปรับแต่ง:

1. ปรับความขนานของลูกกลิ้งอีกครั้ง และปรับแรงกดด้านซ้ายและขวาให้เป็น 60±3N

2. เปลี่ยนเส้นโค้งแรงดึงเป็นการควบคุมแบบเรียว: แรงดึงเริ่มต้นคือ 180N สัมประสิทธิ์การเรียวคือ 0.65 และแรงดึงสุดท้ายอยู่ที่ประมาณ 70N

3. แรงกดของลูกกลิ้งลดลงอย่างเป็นเส้นตรงจาก 50N เหลือ 20N เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกกลิ้งเพิ่มขึ้น

หลังจากปรับปรุงแล้ว สามารถผลิตได้ต่อเนื่อง 10 ม้วน โดยแต่ละม้วนมีความยาว 6,000 เมตร อัตราการเกิดรอยย่นลดลงจาก 12.7% เหลือต่ำกว่า 0.8% ปลายม้วนเรียบ และความเรียบของพื้นผิวฟอยล์เป็นไปตามข้อกำหนดของการปั๊มร้อน

รายการแก้ไขปัญหาอย่างรวดเร็ว

เมื่อเกิดรอยย่น สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างรวดเร็วตามลำดับดังนี้:

บทส่งท้าย

การฉีกขาดและรอยย่นของฟอยล์ปั๊มร้อนนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นผลมาจากการไม่สอดคล้องกันระหว่างข้อจำกัดทางกล (ลูกกลิ้ง) และขอบเขตทางกล (เส้นโค้งแรงดึง) จึงควรให้ความสำคัญกับการปรับเทียบความขนานและสภาพพื้นผิวของลูกกลิ้งก่อน จากนั้นจึงออกแบบเส้นโค้งแรงดึงแบบเรียวที่เหมาะสมตามลักษณะของฟอยล์ และหากจำเป็นก็ควรใช้การควบคุมแบบเชื่อมโยงระหว่างแรงดันและแรงดึงของลูกกลิ้ง ด้วยการปรับพารามิเตอร์หลักสองตัวนี้อย่างละเอียด ปัญหาการม้วนและการเกิดรอยย่นส่วนใหญ่สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพการฉีกขาดและประสิทธิภาพการผลิตของการปั๊มฟอยล์ได้