In de filmverwerkende industrie wordt het tractie-rotatiemechanisme vanhaal-van de roterende filmmachineis het kernonderdeel dat zorgt voor een uniforme rekbaarheid van de film. Het ontwerp combineert mechanica, materiaalkunde, thermodynamica, enzovoort, en realiseert nauwkeurige controle van zowel longitudinale als transversale richtingen, uniforme vervorming van de film door middel van multi-dimensionale gezamenlijke controle. In dit artikel wordt de methode van uniform strekken systematisch geanalyseerd vanuit vier belangrijke dimensies: structuursamenstelling, bewegingscontrole, temperatuurcontrole en spanningsregulatie.
1. Structurele samenstelling: gecoördineerd mechanisch transmissiesysteem met meerdere- rollen
De kern van het tractierotatiemechanisme bestaat uit verschillende sets roterende rollen, waaronder een voorverwarmingsrol, een rekrol, een koelrol en een afvlakkingsrol. Deze rollen bereiken een nauwkeurige mechanische transmissiecontrole door middel van verschillende diameters, snelheidsaanpassing en ruimtelijke indeling. Dehaal-van de roterende filmmachinevertrouwt op dit multi-rollensysteem om een uniforme spanningsverdeling over de filmbreedte te behouden.
1.1 Gegradueerd rekrolsysteem
Bij een typische configuratie wordt gebruik gemaakt van roterende rollenparen met een "kleine diameter-grote diameter". De diameter van de rekrol van de eerste trap ligt bijvoorbeeld tussen 80 en 120 mm, en de diameter van de rekrol van de tweede trap ligt tussen 150 en 200 mm. Wanneer de film door een rolsysteem met verschillende diameters gaat, wordt er een longitudinale rekkracht gegenereerd door het lineaire snelheidsverschil. Als de eerste trap rolt met een snelheid van 50 m/min, rolt de tweede trap met een snelheid van 50 m/min. 80 m/min, met een longitudinale rekverhouding van maximaal 1,6 keer. Dit hiërarchische ontwerp voorkomt spanningsconcentratie in één spanningsfase en zorgt voor een uniforme vervormingsgradiënt.
1.2 Drie-dimensionale ruimtelijke indeling
Het rollensysteem is verspringend met een 'Z'- of 'S'-patroon en het hoogteverschil tussen aangrenzende rollen wordt op 50 – 100 mm gehouden. Deze lay-out creëert een golvend pad voor de reis van de film, waardoor de lengte van het rekpad wordt vergroot. Bij de productie van drie-laags co- gecoëxtrudeerde LDPE-film zorgt het golvende pad ervoor dat de film in de lengterichting in 0,8 seconden kan worden uitgerekt, waardoor de vervormingstijd wordt verminderd met 30% vergeleken met een lineaire lay-out, en minimaliseert het risico op lokale oververhitting.
1.3 Gespecialiseerd ontwerp van platmaakrollen
De eindtrap is uitgerust met boog-vormige afvlakrollen met een gebogen as met een doorbuiging van 2–5 mm en bekleed met siliconenrubber. Wanneer de film het roloppervlak raakt onder een hellingshoek van 15 graden, produceren de spiraalveervellen een zijdelingse componentkracht van 0,5–1,2 N/cm, waardoor het opkrullen van de randen effectief wordt geëlimineerd. Uit experimentele gegevens blijkt dat boog-vormige afvlakkingsfilmrollen met 92% kunnen worden vergroot en dat het randverlies kan worden teruggebracht tot minder dan 3%.
2. Motion Control: een dynamisch regelsysteem van gesynchroniseerde snelheidsverhoudingen
Dynamische afstemming van lijnsnelheden van multi{0}}rolsystemen wordt bereikt door de gecoördineerde besturing tussen servomotoren en frequentieomvormers. De kerntechnologieën omvatten:
2.1 Gesloten-luscontrole van de trekverhouding
Lasersnelheidssensoren bewaken continu de lineaire snelheid van de film en geven realtime feedback aan het PLC-besturingssysteem. De frequentie van de aandrijfmotor wordt automatisch aangepast wanneer de snelheidsschommelingen groter zijn dan ± 0,5%. Het PID-algoritme houdt het PID-algoritme bijvoorbeeld de trekverhouding op 5,2 ± 0,1 voor de productie van 20- μm dikke BOPP-film, waardoor een standaardafwijking van de longitudinale treksterkte van minder dan of gelijk aan 0,8 MPa wordt gegarandeerd.
2.2 Differentiële snelheidsrektechnologie
Het dwars uitrekken wordt bereikt door het verschil tussen de uiteindelijke geleiderail en het armatuur. Wanneer de opening tussen de armaturen groter wordt van 100 mm naar 400 mm, wordt de geleidingsbreedte tegelijkertijd smaller, wat resulteert in een transversale rekverhouding van 4 keer. De veer-verbonden armatuur ontwikkeld door Montedison (Italië) handhaaft de klemstabiliteit met veerkrachten van 0,3–0,5 N/mm en een dwarse diktevariatie van + -± 1,5%.
2.3 Roterend oscillatiemechanisme
Sommige geavanceerde-modellen maken gebruik van 360-graden roterende demontage-apparaten die de richting van de kracht veranderen terwijl ze de film uitrekken. De gepatenteerde technologie van Bayer laat zien dat 60 spins per minuut de uniformiteit van de spanningsverdeling binnen het membraan met 40% kan verbeteren, vooral voor films van optische kwaliteit. Modernhaal-van de roterende filmmachineontwerpen bevatten steeds vaker dergelijke roterende oscillatie-eigenschappen om de filmkwaliteit te verbeteren.
3. Temperatuurbeheer: een gradiëntverwarmingssysteem met Deformation Control
De temperatuuruniformiteit heeft rechtstreeks invloed op de kristalliniteit en de rekprestaties van de film. Het tractie-rotatiemechanisme zorgt voor een nauwkeurig thermisch beheer via een drie--traps temperatuurveldcontrolesysteem:
3.1 Infraroodverwarming van het voorverwarmingsgedeelte
Er werden kortgolvige infraroodverwarmers met golflengten van 2-10 micron en een vermogensdichtheid van 80-120 W/cm2 gebruikt. Reflecterende panelen verhogen de warmtereflectie-efficiëntie tot 95% en de oppervlaktetemperatuur van de film tot 120–140 graden in 0,5 seconde. Experimenten tonen aan dat deze verwarmingsmethode de diktevariatie van het voorverwarmingsgedeelte reduceert tot ±0,8 micron.
3.2 Thermisch 3.2 Warmeluchtcirculatie in de uitbouw
Rond de rekrol zijn zigzag hete zigzag{0}}vormige heteluchtkanalen aangebracht, en de uitlaat van de heteluchtpijp bevindt zich in de richting van de bewegingsrichting van de film. Door de luchtsnelheid te regelen op 0.8 -1.2 m/s kan een thermische grenslaag van 0,5-1,0 mm dik worden gevormd. De testgegevens van Toray (Japan) geven aan dat dit ontwerp effectief kristaldefecten voorkomt die worden veroorzaakt door lokale oververhitting door een standaardafwijking van de membraantemperatuur van minder dan of gelijk aan 1,5 graad in de rek te handhaven.
3.3 Snelle koeling om de vorm van het koelsegment te stabiliseren
De oppervlaktetemperatuur van de film kan in 0,3 seconden worden verlaagd tot minder dan 60 graden door de waterverchroomde koelrol bij 15 graden C te laten circuleren. De koelrol is iets sneller dan de treksnelheid (1:1,02) om te voorkomen dat er rimpels ontstaan tijdens het samentrekken van de film. De casestudy van Brückner (Duitsland) toont aan dat deze snelle koeltechniek de thermische krimp reduceert tot minder dan 0,3%.
4. Spanningsregeling: een stabiel controlesysteem met dynamische compensatie
Spanningsschommelingen zijn de belangrijkste oorzaak van ongelijkmatige filmtrek. Het tractie-rotatiemechanisme bereikt een dynamisch evenwicht door middel van meertraps spanningsregeling:
4.1 Primaire regeling via magnetische deeltjesremmen
Magnetische deeltjesremmen zijn geïnstalleerd in het losmaakapparaat en regelen het remkoppel door de stroom aan te passen. Wanneer de foliespanning de ingestelde waarde overschrijdt, reduceert het systeem automatisch de remstroom, waardoor spanningsschommelingen worden beperkt tot ±0,2 N/m. Uit de toepassing van Hyosung (Zuid-Korea) blijkt dat de techniek de standaardafwijking van de breukrek van de film kan terugbrengen tot 3,2%.
4.2 Real- monitoring van ultrasone spanningssensoren
Ultrasone spanningssensoren die in het stuk zijn geïnstalleerd, werken met een bemonsteringsfrequentie van 1.000 keer per seconde. Zodra een plotselinge spanningsverandering wordt gedetecteerd, past het systeem de snelheid van de aandrijfmotor in 20 milliseconden aan. Wanneer de spanning bijvoorbeeld met 0,5 N/m toeneemt, verlaagt PLC de snelheid van de servomotor met 0,3% om de stabiele spanning te herstellen.
4.3 Hulpcontrole via apparaten voor eliminatie van statische elektriciteit
De koelsectie was uitgerust met een dubbelzijdige elektrostatische eliminator van ±7 kV, die de lading op het filmoppervlak neutraliseerde en de statische spanning verlaagde van ±5 kV naar ±0,5 kV. Tests van 3M (VS) tonen aan dat elektrostatische eliminatie de netheid van de wikkelingen met 85% verbetert en de spanningsheterogeniteit veroorzaakt door elektrostatische adhesie vermindert.
V. Toepassingsgeval: BOPET-films met biaxiale oriëntatie
Eén bedrijf gebruikte een verbeterd tractie-rotatiemechanisme om 12 μm BOPET-film te produceren, waarbij de belangrijkste parameters als volgt werden geregeld:
Rekken in de lengterichting: 130 graden bij voorverwarmen, 145 graden bij uitrekken en 3,8 keer de trekverhouding.
Dwars uitrekken: 125 graden voor-verwarmd, 140 graden trek, 4,2x trekverhouding
Spanningscontrole: loslaten N/m, reksectiespanning N/m, spoelspanning 22N/m.
Uit productiegegevens bleek dat de standaardafwijking van de longitudinale treksterkte afnam van 1,2 MPa naar 0,7 MPa, de variatie van de laterale dikte afnam van 3,2 μm naar 1,8 μm en het productkwalificatiepercentage steeg tot 98,5%. Dit voorbeeld verifieert de effectiviteit van een multi-dimensionaal controlesysteem in het rotatiemechanisme van het landingsgestel. Dehaal-van de roterende filmmachinedie in dit geval werden gebruikt, vertoonden uitzonderlijke prestaties bij het bereiken van een uniforme biaxiale oriëntatie.
Conclusie
Door structurele optimalisatie, bewegingsregeling, temperatuurregeling en spanningsregeling wordt het technologiesysteem van uniforme trekfolie opgebouwd. Zoals dehaal-van de roterende filmmachineblijft evolueren, toekomstige iteraties zullen zich ontwikkelen in de richting van hoge nauwkeurigheid, efficiëntie en intelligentie, waarbij belangrijke technische ondersteuning wordt geboden voor de productie van hoogwaardige films-.
