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燙金箔是一種多層復合的柔性材料(包括PET基膜、離型層、色層、鍍鋁層和膠水層),其分切過程對張力、對邊、刀具和表面保護都極為敏感。任何環(huán)節(jié)的失誤都可能導致廢品。
以下是其關鍵技術的詳細盤點:
1. 張力控制系統(tǒng) - 分切機的“靈魂”
張力控制是分切機最核心的技術,直接決定了分切卷材的松緊、平整度以及是否有“內傷”(如拉伸變形、皺褶、溢膠等)。
? 為什么重要?
? 張力過大:會拉伸燙金箔,導致圖案變形(后續(xù)燙印時對不準)、甚至拉斷箔材。對于有鍍鋁層和色層的燙金箔,過大的張力會導致層間滑移、龜裂或發(fā)黑,嚴重影響外觀和轉移效果。
? 張力過?。壕砣∷沙冢瑢е戮聿某霈F(xiàn)“菊花紋”(卷皺)、塌邊,甚至無法正常上機燙印。
? 張力波動:在分切過程中,從放卷到收卷,卷徑不斷變化,張力必須保持恒定。任何波動都會在卷材上形成一圈緊、一圈松的痕跡,成為質量隱患。
? 如何實現(xiàn)?
? 全自動張力控制系統(tǒng):通常采用“閉環(huán)矢量控制”模式。
? 核心部件:張力傳感器(或浮輥式位移傳感器)、PLC(可編程邏輯控制器)、磁粉離合器/制動器(或更先進的伺服力矩電機)、變頻驅動器。
? 工作流程:
1. 放卷張力:通過磁粉制動器或伺服電機提供反向阻力矩,控制放卷張力。系統(tǒng)根據(jù)設定的張力和實時檢測到的實際張力,自動調整制動器的電流或伺服電機的扭矩,保持放卷張力恒定。
2. 收卷張力:通過磁粉離合器或伺服電機提供正向扭矩,控制收卷張力。系統(tǒng)采用錐度張力控制——隨著收卷直徑越來越大,收卷扭矩增大,但表面張力需略微減小,以防止卷芯被壓潰或外層箔材嵌入內層。PLC會自動計算并輸出一條完美的錐度曲線。
? 趨勢:高端分切機普遍采用伺服電機作為每個控制點的執(zhí)行機構,響應更快、控制更精準、更節(jié)能免維護。
2. 糾偏系統(tǒng) - 保證“齊邊”的關鍵
糾偏系統(tǒng)(EPC, Edge Position Control)的作用是確保箔材在進入分切刀之前始終沿著一條正確的路徑運行,保證分切后卷材的邊緣整齊,沒有“蛇形”跑動。
? 為什么重要?
? 母卷缺陷:原材料母卷本身就可能存在薄邊、飄邊等不規(guī)則邊緣。
? 運行偏差:設備安裝、輥筒平行度、材料本身應力釋放等因素都會導致材料在傳輸中跑偏。
? 后果:如果不糾偏,分切刀會切到圖案上,導致產品報廢;收卷后會形成錯層的“臺階”,卷材邊緣參差不齊,無法使用。
? 如何實現(xiàn)?
? 核心部件:糾偏傳感器(超聲波、紅外線或CCD視覺傳感器)、糾偏控制器、執(zhí)行機構(通常為氣動或伺服電機驅動的擺動輥裝置)。
? 工作流程:
1. 傳感器實時檢測箔材的邊緣位置。
2. 控制器將檢測到的位置信號與預設位置進行比較,計算出偏差量和方向。
3. 控制器發(fā)出指令,驅動執(zhí)行機構(擺動輥)進行微小的角度擺動,從而“引導”箔材回歸到正確的路徑上。
? 安裝位置:通常在放卷后、分切前,以及收卷前會設置糾偏系統(tǒng),確保分切和收卷兩個關鍵工位的對邊精度。
3. 分切刀技術 - 精準的“外科手術”
分切方式直接影響切口的質量、毛邊多少以及刀具壽命。
? 分切方式:
? 平刀分切(剪切):類似剪刀原理。一把圓刀(底刀)和一把 above it 的圓刀(頂?shù)叮┫嗷プ饔眠M行剪切。
? 優(yōu)點:切口平整、無毛邊、無粉屑。是燙金箔分切的首選方式,因為它能產生干凈的切割,避免粉屑污染燙金箔的膠層面。
? 圓刀分切(拉切):一把鋒利的圓刀向下壓在一條硬度較低的底輥上,利用壓力和線速度差將材料“拉斷”。
? 優(yōu)點:適合較厚材料,成本較低。
? 缺點:可能產生毛邊和粉屑,對燙金箔膠層污染風險高,一般較少采用。
? 刀具材質與設計:
刀具通常采用高速鋼(HSS) 或硬質合金(鎢鋼)。硬質合金刀片更耐磨,壽命更長,適合長時間高速分切。
刀座設計需具備高精度微調功能,以便快速準確地設定分切寬度。
? 趨勢:自動調刀系統(tǒng),通過伺服電機驅動每個刀座,在HMI人機界面上輸入寬度數(shù)值即可自動完成所有刀位的調整,極大提高效率和解碼度。
4. 其他輔助關鍵技術
除了以上三大核心,還有以下幾項技術同樣至關重要:
? 表面接觸輥(S-wrap)傳動:箔材經過多個包角較大的固定輥,增加傳動的摩擦力和穩(wěn)定性,避免打滑,減少張力波動。
? 靜電消除器:燙金箔(尤其是PET基膜)在高速分切摩擦中會產生大量靜電,導致吸附灰塵、盤卷不齊甚至操作風險。靜電消除器能有效中和電荷。
? EPC/LPC系統(tǒng):除了邊緣糾偏(EPC),對于有透明或特定標記的材料,還會采用線陣CCD傳感器進行線位糾偏(LPC, Line Position Control),通過識別印刷線來保證分切精度。
? 質量監(jiān)測系統(tǒng):高端分切機可集成在線視覺檢測系統(tǒng),實時檢測燙金箔表面的瑕疵,如劃痕、漏涂、氣泡等,并自動標記或分揀。
總結
一臺高性能的燙金箔分切機是一個精密機電一體化的系統(tǒng):
關鍵技術 | 核心功能 | 對產品質量的影響 |
張力控制 | 保持材料在穩(wěn)定適宜的張力下運行 | 卷材松緊度、平整度、是否拉伸變形或起皺 |
糾偏系統(tǒng)(EPC) | 保證材料邊緣始終對齊正確路徑 | 收卷邊緣整齊度、避免切到圖案 |
分切刀技術 | 對材料進行精準、干凈的切割 | 切口質量、有無毛邊和粉屑污染 |
傳動與導輥系統(tǒng) | 平穩(wěn)傳輸材料,減少滑動和振動 | 運行穩(wěn)定性和張力控制的基礎 |
靜電消除 | 消除高速分切產生的靜電 | 避免吸附灰塵、保證操作安全、盤卷整齊 |
自動化與診斷 | 集成控制、參數(shù)記憶、故障預警 | 提高生產效率、保證一致性、降低對操作員的依賴 |
這些技術環(huán)環(huán)相扣,共同確保了燙金箔分切機能夠生產出尺寸精確、卷繞整齊、切口干凈、無內傷污染的高質量卷材,為后續(xù)的燙金工藝奠定了堅實的基礎。