Varijacije u debljini filma jedan su od najupornijih i ekonomski najštetnijih problema kvalitete u produkciji puhanog filma. Čak i odstupanje od 5% od ciljne debljine može izazvati odbijanje proizvoda od kupaca-svjesnih kvaliteta, povećati troškove materijala zbog prekomjerne-specifikacije i stvoriti probleme s obradom u nastavku na linijama za štampanje, premazivanje ili{4}}proizvodnju vrećica.
Problem s varijacijama debljine je što rijetko ima samo jedan uzrok. Proces puhanog filma je vrlo osjetljiv na male promjene u temperaturi, tlaku zraka, svojstvima smole i mehaničkom poravnanju. Ove varijable takođe utiču jedna na drugu na načine koji nisu uvek jasni. Dobra vijest je da se većina problema s debljinom može dijagnosticirati, a većina podešavanja potrebnih za njihovo ispravljanje je jednostavna kada shvatite šta se zapravo događa. Ovo razumijevanje se odnosi direktno na bilo koje mašina za puhanje filma,bez obzira na marku ili model.
Ovaj članak govori o najčešćim izvorima neujednačene debljine filma i ciljanim prilagodbama koje operateri mogu izvršiti kako bi vratili mjerač u specifikacije.
Zašto je uniformnost debljine važnija nego što se čini
Prije nego što uđemo u uzroke i popravke, pomaže da bude jasno o stvarnoj cijeni varijacija. Većina proizvođača postavlja svoj ciljni mjerač konzervativno - koji radi 10% do 15% deblji od minimalne specifikacije - posebno kako bi se uzeli u obzir vrhovi i doline debljine preko rolne. Kada se varijacija debljine povećava, ova sigurnosna granica se troši, a proizvođači su primorani ili prihvatiti veće stope odbijanja ili povećati prosječnu mjeru još više, trošeći smolu.
Povrh cijene materijala, široki pojasevi uzrokuju probleme na opremi za pretvaranje. Registracija štampe se mijenja kada se debljina filma promijeni na cijelom webu. Toplotno zaptivanje postaje neravnomjerno kada film koji ide do zaptivnih šipki nije iste debljine po cijelom dijelu. Mašine za pravljenje vreća{3}}e su podešene za određene debljine. Oni loše rade kada se debljina filma kreće izvan tih raspona. A pravilno održavanmašina za puhanje filmamože držati debljinu unutar ±5% dosljedno kada su sve varijable kontrolirane.
Ukratko, kontrola debljine nije samo metrika kvaliteta -, već je direktan pokretač prinosa, efikasnosti materijala i performansi u nastavku.
Četiri primarne kategorije varijacije debljine
Kada imate problem sa debljinom, prvi korak je da vidite s kojom vrstom varijacije imate posla. Ovo vam govori gdje da fokusirate svoj izgled.
1. Obimna varijacija (mjerne trake oko cijevi)
Obimna varijacija znači da se debljina mijenja kako se krećete po obodu mjehurića - što većina ljudi misli kada kaže "debele i tanke mrlje oko rolne." Na gotovoj roli, ovo se prikazuje kao debeo-tanak uzorak koji se ponavlja dok odmotavate slojeve.
Najčešći uzroci:
Umrti je glavni osumnjičeni. Razmak između usana može biti neravnomjeran oko obima -, što je stanje koje se postepeno razvija kako se usne troše asimetrično ili kako nakupljene naslage polimera stvaraju opstrukciju. Čak i 0,02 mm varijacija u zazoru matrice može proizvesti mjerljivu mjernu traku u gotovom filmu.
Nepravilno centrirana trna je još jedan čest krivac. Ako unutarnji trn unutar prstenaste matrice nije savršeno centriran, plastični protok se koncentrira na jednoj strani, stvarajući konzistentno debelo područje u fiksnoj kutnoj poziciji.
Kako to riješiti:
Izmjerite razmak u usnama matrice na 8 do 12 tačaka oko kruga pomoću mjernog mjerača ili namjenskog alata za mjerenje zazora. Zapišite očitanja i uporedite ih. Bilo koja razlika u razmaku veća od 0,03 mm trebala bi dovesti do čišćenja usana ili strojne obrade.
Provjerite centriranje trna. Na strojevima s podesivim trnom, koristite mjerač za centriranje da provjerite da li je trn centriran s tijelom matrice. Podesite malo po malo i gledajte efekat na profil merača.
Ako je mogući uzrok nakupljanje polimera, izvršite potpuno čišćenje kalupa. Očistite i usne matrice i zemljište. Koristite smjesu za čišćenje koja je sigurna za polimer. Slijedite upute za čišćenje proizvođača kalupa.
2. Uzdužna varijacija (promjene debljine duž dužine rolne)
Uzdužna varijacija znači da film vremenom postaje deblji ili tanji jer se rola proizvodi - ponekad postepeno, ponekad u ciklusima. Ova vrsta varijacija je često povezana sa nestabilnošću procesa, a ne sa geometrijom matrice. Na bilo kojimašina za puhanje filma, uzdužna stabilnost je direktan pokazatelj konzistencije ekstruzije i hlađenja.
Najčešći uzroci:
Fluktuacije vijaka su čest uzrok. Ako je puž ekstrudera doživio habanje u svojoj zoni uvlačenja ili kompresije, materijal输送 postaje nedosljedan na bazi ciklusa-po{2}}ciklusu. Ovo direktno ulazi u varijaciju mjerača koja se ponavlja na frekvenciji rotacije vijka.
Oscilacije regulatora temperature su još jedan uobičajeni izvor. Kada su regulatori temperature loše podešeni ili kada trake grijača povremeno otkazuju, temperature cijevi i matrice kruže iznad i ispod zadane vrijednosti. Čak i zamah matrice od 3 do 5 stepeni dovoljan je da proizvede vidljivo kruženje merača u proizvodnji tankog filma.
Nestabilnost vazdušnog pritiska takođe pokreće longitudinalne varijacije. Unutrašnji pritisak mjehurića koji održava oblik mjehurića mora ostati stabilan. Ako dovod zraka ima promjene pritiska - od drugih mašina koje koriste istu liniju ili od lošeg regulatora pritiska -, prečnik mjehura se pomiče. Zatim se s njim mijenja lokalni mjerač filma.
Kako to riješiti:
Pažljivo pratite mjerač tlaka taline za ekstruziju. Stabilno očitavanje pritiska na displeju kontrolera znači stabilno hranjenje. Očitavanje skakanja ili skoka pritiska ukazuje na probleme sa zavrtnjem ili hranjenjem. Ako mislite da je vijak istrošen, razmislite o povlačenju zavrtnja da ga pogledate ili razgovarajte sa proizvođačem šrafova o preradi ili zamjeni.
Pokrenite test temperaturne stabilnosti. Postavite sve zone na ručni izlaz na 50% snage. Gledajte promjene temperature tijekom 30 minuta. Ako se neka zona pomjeri za više od 2 do 3 stepena, provjerite otpor trake grijača i stanje termoelementa. Zamijenite bilo koji termoelement koji očitava drugačije od susjednih zona.
Provjerite pritisak dovodnog zraka pomoću posebnog manometra na mašini. Nemojte se oslanjati samo na prikaz pritiska mašine. Uporedite očitanje sa zadatom vrijednosti regulatora. Ako se ne poklapaju, zamijenite pretvarač tlaka ili regulator.
3. Poprečna varijacija (promjene kalibra po širini)
U srušenom filmu, poprečna varijacija znači da je jedna strana cijevi konstantno deblja ili tanja od druge. Ovo se ponekad naziva nagib kolosijeka ili profil brda-i-doline po širini valjka. Čak i visokog{4}}kvalitetamašina za puhanje filmaće proizvesti poprečne varijacije ako su okvir koji se urušava ili zračni prsten pogrešno poravnati.
Najčešći uzroci:
Neusklađenost okvira u kolapsu najčešći je uzrok varijacije poprečnog kolosijeka. Ako dvije strane sklopivog okvira nisu simetrično postavljene u odnosu na središnju liniju mjehurića, jedna strana cijevi se povlači nešto jače tokom kolapsa, istezajući je tanje. Kako se film namotava, ova asimetrija postaje dosljedan gradijent debljine.
Asimetrija rashladnog zraka također stvara poprečne varijacije. Vazdušni prsten isporučuje rashladni zrak po cijelom obodu, ali ako je jedna ili više mlaznica za zrak djelimično blokirana, ili ako je strujanje vazduha skrenuto oštećenim prstenom, jedna strana mjehurića hladi se brže. Hladnija strana mjehurića se učvršćuje na nešto manjem prečniku, povlačeći film sa suprotne strane i stvarajući razliku u debljini.
Kako to riješiti:
Provjerite simetriju sklopivog okvira. Koristite mjernu traku da provjerite jesu li obje ploče okvira jednako udaljene od središnje linije stroja na vrhu i dnu okvira. Podesite položaj okvira kako biste postigli simetriju.
Očistite mlaznice zračnih prstenova i provjerite ima li fizičkih oštećenja. Čak i djelomično začepljenje od prašine ili polimernih sitnica može stvoriti dovoljnu asimetriju da proizvede mjerljiv gradijent kalibra. Razmislite o instaliranju mjerača protoka na svaku mlaznicu ako trajna asimetrija i dalje postoji.
Na mašinama s podesivim usnama (posebno onima s aktuatorima za usne), provjerite da li je podešavanje usne pomaklo. Neki sistemi koriste fleksibilne matrice koje se mogu podesiti da kompenzuju poprečne varijacije kalibra - podešavanje je često
kontraintuitivno, gurajući film deblji s jedne strane tako što je razmak na toj strani malo širi.
4. Nacrtajte rezonanciju - Poseban slučaj
Postoji jedan poseban fenomen koji zaslužuje svoj odjeljak: crtanje rezonancije. Ovo je periodična oscilacija promjera mjehurića koja se javlja kada brzina preuzimanja-pređe kritični prag u odnosu na brzinu protoka taline. Vizuelno, izgleda kao da se mjehurić klati sa jedne na drugu stranu dok se diže, stvarajući pravilne naizmjenične debele i tanke trake duž cijele dužine rolne.
Rezonancija povlačenja nije problem matrice ili problem mehaničkog poravnanja - to je hidrodinamička nestabilnost svojstvena procesu puhanja filma pri visokim omjerima povlačenja-nadolje. Operateri bilo kojemašina za puhanje filmatreba prepoznati rezonanciju povlačenja po njenom karakterističnom obrascu regularnih oscilacija, koji ga razlikuje od slučajnih varijacija.
Kako to riješiti:
Smanjite brzinu{0}}preuzimanja u odnosu na brzinu ekstruzije taline. Standardna početna tačka je snižavanje omjera povlačenja-dolje dok se ljuljanje ne prestane, a zatim ga postepeno povećavati dok ne pronađete stabilan radni prozor.
Malo povećajte{0}}omjer naduvavanja. Veći BUR ima tendenciju da stabilizuje mjehur protiv rezonancije povlačenja povećavajući zamrznutu dužinu mjehurića prije linije smrzavanja.
Smanjite temperaturu topljenja da biste povećali viskozitet smole. Veća viskoznost smanjuje sklonost taline da se podvrgne vlačnoj rezonanciji tako što priguši ekstenzijske oscilacije strujanja.
Sistematski pristup rješavanju problema sa debljinom
Iskušenje kada se suočite s problemima s mjeračem je da počnete nasumično podešavati stvari - okretati usne matrice, mijenjati termoelemente, mijenjati brzine. Ovo je gotovo uvijek kontraproduktivno. Efikasniji pristup, primjenjiv na svemašina za puhanje filmainstalacija:
Prvo izmjerite.Upotrijebite kalibrirani mikrometar ili laserski mjerač debljine kako biste proizveli pravi profil debljine - po obodu, uzdužnom i poprečnom dijelu. Bez mjerenja ne možete znati da li je podešavanje zaista pomoglo.
Identifikujte kategoriju varijacije.Da li je po obimu, po dužini, po širini ili oscilira? Svaka kategorija ukazuje na drugačiji skup uzroka.
Prvo riješite najvjerovatniji uzrok unutar te kategorije.Pitanja matrice za varijacije obima. Stabilnost temperature i pritiska za uzdužne varijacije. Simetrija okvira i zračnog prstena za poprečnu varijaciju.
Pravite jednu po jednu promjenu i promatrajte.Promijenite jednu varijablu, pokrenite test film, izmjerite ponovo. Ako se problem popravi, na pravom ste putu. Ako se ne dogodi, poništite promjenu i pokušajte sa sljedećim najvjerovatnijim uzrokom.
Dokumentujte sve.Zabilježite postavke stroja prije i nakon svakog podešavanja, zajedno s rezultatima mjerenja. Vremenom, ovaj dnevnik gradi institucionalno znanje o tome šta radi na vašoj specifičnoj kombinaciji mašine i smole.
Zaključak
Promjene u debljini filma u proizvodnji puhanog filma gotovo su uvijek kombinacija nestabilnosti procesa i mehaničkog stanja. Kontrola temperature - na strani procesa, vazdušnog pritiska, performansi zavrtnja - uglavnom je u rukama operatera i dobro reaguje na sistematsko održavanje i nadzor. Mehanička strana - habanje matrice, centriranje trna, poravnanje okvira - zahtijeva periodične preglede i fizičko mjerenje, a ne prilagođavanje softvera.
Operateri koji dosljedno proizvode najujednačeniji film su oni koji profil mjerača debljine tretiraju kao dijagnostički alat, a ne kao test koji je prošao/nije prošao, i koji razvijaju naviku traženja obrazaca u varijaciji umjesto da reagiraju na prosjek.
