Как да се подобри еднаквостта на дебелината в екструзионно издута лента

В индустрията на пластмасови опаковки, равномерността на дебелината на филма е ключов показател за качеството на издухания филм. Неравномерната дебелина може да доведе до намалени механични свойства, недостатъчна прозрачност, нестабилно свиване и дори да повлияе на печатането, ламинирането и последващите процеси. Равномерността на дебелината е още по-важна при изискващи приложения като хранителни опаковки, фармацевтични опаковки, селскостопански филми и индустриални филми. Постигането и поддържането на отлична равномерност на дебелината при екструзионни линии за издухане на филм е станало основен приоритет за компаниите, произвеждащи издухан филм, в усилията им да подобрят конкурентоспособността на продуктите си.

1.Разбиране на еднаквостта на дебелината и нейното въздействие върху качеството на филма

1.1 Определение Линия за продуване на екструзионен филм и ролята му в производителността на продукта

Колко равномерно е разпределена дебелината на филма, е от голямо значение за механичната му ефективност. Приложенията с премиум стойност обикновено поддържат вариации в рамките на около плюс или минус 5%. Това влияе на неща като здравината на влага и колко добри са бариерните свойства. Когато се разглеждат полиетиленовите филми по-специално, ако има повече от 0,5 милилитра разлика в дебелината (което е равно на приблизително 12,7 микрометра), тестовете показват спад на устойчивостта на пробиване между 18 и 22 процента според стандартите ASTM D1709. Да имаш постоянна дебелина не е важно само за външния вид. Тези състояния са необходими за опаковъчните материали, както и за селскостопанските филми и за тези тежки промишлени облицовки. Поддържането на еднаква дебелина помага да се спазват и изискванията на ISO 9001:2015, които повечето производители трябва да спазват в наши дни.

1.2 Основни фактори, влияещи върху качеството на продупения филм и стабилността на процеса

Четири основни променливи влияят на постоянството на дебелината на екструзионно издута лента:

• Колебания на температурата на топене (± 3°C), водещи до нестабилност на потока
• Замърсяване на устните, причиняващо локализирано ограничаване на потока
• Асиметрично охлаждане на въздушния пръстен, което деформира балончето
• Несъответствия в вискозитета на смолата при многослойна коэкструзия

Според Журнал за технологии на пластмасовите филми (2023 г.), 83% от колебанията в размерите произтичат от неравномерно разпределение на топлинната маса на главата на матрицата, което подчертава необходимостта от прецизност при контрола на потока.

1.3 Често срещани дефекти, причинени от неравномерна дебелина на екструзионно издута лента

Продължителните несъответствия на дебелината (под 90% еднаквост) водят до значителни проблеми в експлоатацията и качеството:

Автоматизираните системи за мониторинг смекчават тези дефекти чрез корелация на профилите на дебелина в реално време с коригирането на процеса, подобряване на стабилността и намаляване на отпадъците.

2. Дизайн на главата на матрицата и контрол на потока на топенето за последователен калибър на филма

2.1 Ролята на прецизния винт и дизайн на матрицата при постигане на еднакво екструзиране

Изпълнението на съвременните екструзионни филми зависи от инженерната геометрия на винтовете и конфигурацията на стъклата. Прецизните винтове с оптимизирани съотношения на сгъстяване насърчават хомогенното образуване на топене, като свеждат до минимум колебанията в дебелината, свързани с вискозитета. Когато се комбинират със спираловидни конструкции, тези системи постигат еднородност на обиколката на потока в рамките на ± 2% при контролирани условия.

2.2 Значение на еднаквостта на разстоянието на изпитването при контрол на дебелината

Съгласуваността на разстоянието между стъклата е пряко свързана със стабилността на филмовия габарит. Отклонение от 0,05 mm по обиколката на стъклото може да доведе до 12% разлика в дебелината на крайния филм. Усъвършенстваните маркировки интегрират топлинна компенсация в реално време, за да поддържат толерантността на пропуските под 10 μm, като осигуряват последователна продукция по време на удължени производствени цикли.

2.3 Балансиране на разпределението на потока на топенето, за да се сведе до минимум вариацията на габарита

Асиметричните модели на течение са отговорни за 63% от дефектите на дебелината при експлоатацията на продухания филм. Системите, използващи технологии за контролиран поток на материали, постигат 40% по-тесни толеранции на дебелината чрез рационализиране на каналите за топене, оптимизиране на скоростта на рязане и запазване на ламинарния поток.

2.4 Фиксирани или регулируеми гуми за изпитване: Оценка на производителността в съвременните системи

Докато фиксираните устни с изтриване предлагат механична простота, микро-регулируемите устни с разделителна способност 0,001 мм са все по-стандартни в съвременните системи. Интегрирани с автоматично наблюдение на дебелината, тези задвижващи механизми динамично регулират позициите на устните, за да поддържат еднаквост на габарита в рамките на ± 1,5% при промени на ролите и преминавания на партиди смола.

3.Остудяване на въздушния пръстен и стабилност на мехурчетата при екструзиране на продухания филм

3.1 Как модерните системи за въздушни пръстени подобряват охлаждането и еднаквото състояние на филма

Технологията на напредналия въздушен пръстен осигурява равномерно охлаждане чрез прецизно контролиран, високоскоростен въздушен поток около полимерния мехур. Това насърчава стабилната кристализация, намалява неравномерното разпределение на напрежението и свежда до минимум вариациите в дебелината. Чрез поддържане на оптимална височина на линията на замръзване тези системи намаляват ефектите от паметта на материала и подобряват оптичната яснота - критично важно за приложенията за опаковки с висока видимост.

3.2 Управление на асиметричния въздушен поток за подобряване на надеждността на системата за контрол на дебелината

Неравномерното охлаждане остава един от основните виновници зад тези разочароващи колебания в размерите, които виждаме в обкръжението, често надхвърлящи прага от 4%. Какво е решението? Правилното поставяне на въздушните тръби в комбинация с внимателното управление на разпределението на скоростта на въздуха помага за балансиране на нещата около балона по време на обработката. Днешното съвременно оборудване включва тези интелигентни динамични люспи, които всъщност се регулират според това, което усещат от измерванията на дебелината в реално време. Тази автоматична корекция елиминира тези досадни спиралови деформации и свежда консистенцията на дебелината до около 1,5% варианция. Това е голям скок напред в сравнение със старите ръчни настройки, които никога не са били достатъчно точни за съвременните производствени стандарти.

3.3 Двулипачни и осцилиращи въздушни пръстени за оптимизирана стабилност на мехурчетата

Дизайнът на двулипавото въздушно пръстенче създава фокусирани охлаждащи зони, които помагат за затвърждаване на вътрешния и външния слой на балона едновременно, което спира тези досадни съпротивления, причинени от вибрации. Тези специални осцилационни версии всъщност движат въздуха, когато е необходимо, за да се борят с промените в вискозитета, докато се случват нещата, като нещо като амортизатори за процеса. Реални тестове от производствени предприятия показват, че тази система намалява проблемите с нестабилност като балон с около две трети в сравнение с обикновените системи с една устна. Какъв е резултатът? Разликите в дебелината остават под 0,75 процента дори при върхови скорости, което наистина прави много щастливи мениджърите на заводите.

4. Прилагане на напреднали технологии

4.1 Система за автоматичен контрол на дебелината (AUTO GAUGE)

Тази система използва инфрачервени или бета-лъчи за измерване на разпределението на дебелината на филма в реално време и предава данни към термоболта на филмовата глава или към автоматичния въздушен пръстен, което позволява незабавни корекции и значително подобрява равномерността по периметъра.

4.2 Вътрешно охлаждане за контрол на мехурчето (IBC)

Тази система регулира въздушния поток и температурата вътре в мехурчето, осигурявайки по-точна стабилност на мехурчето и регулиране на дебелината, особено подходяща за производство на широк филм.

4.3 Система за автоматично дозиране и хранене

Тази система гарантира стабилно съотношение на суровините и добавките, избягвайки колебания в дебелината, причинени от неравномерно ръчно дозиране.

5. Управление на производството и основни оперативни точки

• Проверка преди пуск: Уверете се, че филмовата глава, въздушният пръстен и системата за охлаждане са чисти, а също така, че винтовете и цилиндърът работят правилно.
• Контрол на процеса: Следете постоянно налягането на разтопеното вещество, скоростта на отвод и обема на въздуха във въздушния пръстен, за да се осигури стабилна работа.
• Регуларно поддържане: Редовно демонтирайте и почиствайте главата на матрицата и почиствайте вентилационните отвори на въздушния пръстен, за да се поддържа оптимално състояние на оборудването.
• Обучение на персонала: Операторите трябва да са запознати с принципите на регулиране на дебелината, за да избягват слепи регулировки, които биха могли да предизвикат по-големи отклонения.

Често задавани въпроси

1.Защо е важно еднаквостта на дебелината при производството на филми?

Уеднаквеността на дебелината оказва влияние върху механичните характеристики на филмите, влияе на здравината на изтеглянето, бариерните свойства и намалява дефектите като загуба на пробивна устойчивост.

2.Какви фактори влияят върху дебелината на лентите?

Ключовите фактори включват колебания в температурата на топене, замърсяване на устните, асиметрично охлаждане на въздушния пръстен и несъответствия в вискозитета на смолата.

3.Как могат да бъдат смекчени дефектите, причинени от несъответствието на дебелината?

Автоматизираните системи за мониторинг помагат за корелация на профилите на дебелина в реално време с коригирането на процеса за повишаване на стабилността и намаляване на отпадъците.

4.Каква е ролята на съвременните технологии в поддържането на контрол на размерите?

Технологии като лазерни сензори, оптимизация, управлявана от изкуствен интелект, и системи, подпомагани от IoT, играят решаваща роля за поддържане на тесни толеранции на дебелината и подобряване на ефективността на процеса.