Del control de tensión al sistema de corrección: un inventario de tecnologías clave para máquinas cortadoras de láminas de estampado en caliente

La lámina de estampación en caliente es un material flexible compuesto multicapa (que incluye película base de PET, capa desprendible, capa de color, capa de aluminizado y capa de adhesivo). Su proceso de corte es extremadamente sensible a la tensión, los bordes, las cuchillas y la protección de la superficie. Cualquier error en cualquier eslabón puede provocar un desecho.

A continuación se muestra un inventario detallado de sus tecnologías clave:

1. Sistema de control de tensión: el alma de la máquina cortadora

El control de tensión es la tecnología central de la máquina cortadora, que determina directamente la tensión, la planitud y si hay "lesiones internas" (como deformación por tracción, arrugas, desbordamiento de caucho, etc.) de la membrana de corte.

•¿Por qué es importante?

◦ Tensión excesiva: La lámina de estampación en caliente se estirará, provocando deformaciones en el patrón (imprecisiones durante las estampaciones posteriores) e incluso desprendimiento de la lámina. En láminas de estampación en caliente con capas aluminizadas y coloreadas, una tensión excesiva puede causar deslizamientos, grietas o ennegrecimiento entre capas, lo que afecta gravemente la apariencia y el efecto de transferencia.

◦ Tensión demasiado pequeña: el bobinado está flojo, lo que da como resultado un "patrón de crisantemo" (arrugado), bordes colapsados ​​e incluso la imposibilidad de estamparse normalmente.

◦ Fluctuaciones de tensión: Durante el proceso de corte, el diámetro de la bobina cambia constantemente entre el desenrollado y el rebobinado, por lo que la tensión debe mantenerse constante. Cualquier fluctuación formará un círculo de trazos apretados y sueltos en la bobina, lo que representa un riesgo para la calidad.

•¿Cómo se consigue?

◦ Sistema de control de tensión totalmente automático: generalmente adopta el modo de "control vectorial de circuito cerrado".

▪ Componentes principales: sensor de tensión (o sensor de desplazamiento de rodillo flotante), PLC (controlador lógico programable), embrague/freno de polvo magnético (o motor de torque servo más avanzado), variador de frecuencia.

▪ Flujo de trabajo:

1. Tensión de desenrollado: El momento de resistencia inversa se proporciona mediante frenos de partículas magnéticas o servomotores para controlar la tensión de desenrollado. El sistema ajusta automáticamente la corriente del freno o el par del servomotor según la tensión configurada y la tensión real detectada en tiempo real, manteniendo la tensión de desenrollado constante.

2. Tensión de rebobinado: Se proporciona par de avance mediante un embrague de polvo magnético o un servomotor para controlar la tensión de rebobinado. El sistema utiliza control de tensión cónica: el par de bobinado aumenta a medida que aumenta el diámetro del bobinado, pero la tensión superficial debe reducirse ligeramente para evitar que el núcleo se aplaste o que la lámina exterior se incruste en la capa interna. El PLC calcula y genera automáticamente una curva cónica perfecta.

◦ Tendencia: Las máquinas cortadoras de alta gama generalmente utilizan servomotores como actuador de cada punto de control, lo que tiene una respuesta más rápida, un control más preciso, ahorra más energía y no requiere mantenimiento.

2. Sistema de corrección: la clave para garantizar el "nivel de los bordes"

La función del control de posición del borde (EPC) es garantizar que la lámina siempre recorra el camino correcto antes de ingresar en la cuchilla de corte, asegurando que los bordes de la bobina estén limpios y que no haya "serpentinas" después del corte.

•¿Por qué es importante?

◦ Defectos de la bobina maestra: La bobina maestra de materia prima en sí puede tener bordes irregulares, como bordes delgados y bordes desplazados.

◦ Desviación operativa: Factores como la instalación del equipo, el paralelismo de los rodillos y el alivio de tensión del propio material pueden provocar que el material se desvíe durante la transmisión.

◦ Consecuencias: Si no se corrige la desviación, la cuchilla de corte cortará según el patrón, lo que provocará que el producto se deseche; después del bobinado, se formará un "escalón" de capa dividida y los bordes de la bobina serán desiguales, lo que la hará inutilizable.

•¿Cómo se consigue?

◦ Componentes principales: sensores de guía (sensores de visión ultrasónicos, infrarrojos o CCD), controladores de guía, actuadores (generalmente dispositivos de rodillos oscilantes accionados por servomotores o neumáticos).

◦ Flujo de trabajo:

1. El sensor detecta la posición del borde de la lámina en tiempo real.

2. El controlador compara la señal de posición detectada con la posición preestablecida y calcula la cantidad de desviación y dirección.

3. El controlador da un comando para impulsar el actuador (rodillo oscilante) para que oscile en un ángulo pequeño para "guiar" la lámina de regreso a la trayectoria correcta.

◦ Posición de instalación: Generalmente, se instala un sistema de guía después del desenrollado, antes del corte y antes del bobinado para garantizar la precisión del borde de las dos estaciones clave de corte y bobinado.

3. Tecnología de corte con cuchilla: cirugía precisa

El método de corte afecta directamente la calidad del corte, la cantidad de rebabas y la vida útil de la herramienta.

• Método de corte:

◦ Corte con cuchilla plana (cizallamiento): similar al principio de las tijeras. Una cuchilla redonda (cuchilla inferior) y una cuchilla redonda superior interactúan para cortar.

Ventajas: Incisión plana, sin rebabas ni polvo. Es el método preferido para cortar láminas, ya que produce un corte limpio y evita que el polvo contamine la superficie adhesiva.

◦ Corte con cuchilla circular (corte por tracción): una cuchilla circular afilada presiona un rodillo inferior de menor dureza, utilizando la diferencia de presión y velocidad lineal para "tirar" del material.

▪ Ventajas: Adecuado para materiales más gruesos, menor costo.

▪ Desventajas: Puede producir rebabas y polvo, y el riesgo de contaminación de la capa de aluminio es alto, por lo que generalmente se utiliza raramente.

• Material y diseño de la herramienta:

Las herramientas suelen estar hechas de acero de alta velocidad (HSS) o carburo (acero de tungsteno). Los insertos de carburo son más resistentes al desgaste y tienen una vida útil más larga, lo que los hace adecuados para cortes longitudinales a alta velocidad a largo plazo.

El diseño del portaherramientas debe estar diseñado con capacidades de ajuste fino de alta precisión para establecer de manera rápida y precisa el ancho de corte.

◦ Tendencia: Sistema de ajuste automático de herramientas, cada portaherramientas es impulsado por un servomotor y el valor de ancho se puede ingresar en la interfaz hombre-máquina HMI para completar automáticamente el ajuste de todas las posiciones de la herramienta, lo que mejora en gran medida la eficiencia y la decodificación.

4. Otras tecnologías clave auxiliares

Además de los tres núcleos mencionados anteriormente, las siguientes tecnologías también son cruciales:

• Transmisión por rodillos de contacto superficial (S-wrap): La lámina pasa a través de múltiples rodillos fijos con grandes ángulos de envoltura, lo que aumenta la fricción y la estabilidad de la transmisión, evita el deslizamiento y reduce las fluctuaciones de tensión.

• Eliminador de estática: La lámina de estampación en caliente (especialmente la película base PET) genera una gran cantidad de electricidad estática durante la fricción del corte a alta velocidad, lo que provoca la adsorción de polvo, un bobinado irregular e incluso riesgos operativos. Los eliminadores de estática neutralizan eficazmente las cargas eléctricas.

• Sistema EPC/LPC: Además de la corrección de bordes (EPC), para materiales con marcados transparentes o específicos, también se utilizan sensores CCD de matriz lineal para la corrección de la posición de línea (LPC, Line Position Control) para garantizar la precisión del corte mediante la identificación de líneas impresas.

• Sistema de monitoreo de calidad: Las máquinas cortadoras de alta gama pueden integrar un sistema de inspección visual en línea para detectar defectos en la superficie de la lámina de estampado en caliente, como rayones, recubrimientos faltantes, burbujas, etc., en tiempo real, y marcar o clasificar automáticamente.

resumen

Una máquina cortadora de láminas de estampación en caliente de alto rendimiento es un sistema mecatrónico de precisión:

Estas tecnologías están entrelazadas, lo que garantiza que la máquina cortadora de láminas de estampado en caliente pueda producir bobinas de alta calidad con dimensiones precisas, bobinado ordenado, incisiones limpias y sin contaminación por lesiones internas, lo que establece una base sólida para el posterior proceso de estampado en caliente.