Lignes d'extrusion de film coulé :comment obtenir un contrôle optimal

Les films étirables sont essentiels dans l'industrie de l'emballage car ils offrent une solution polyvalente et de haute qualité pour emballer les produits de manière sûre et économique. Le film est produit par un processus d'extrusion à filière plate où les moteurs à courant alternatif et les variateurs de vitesse garantissent de manière significative une sortie de haute qualité. Le processus commence par l'extrudeuse, une pompe qui fond et transporte des fluides à haute viscosité. Le polymère entre dans l'extrudeuse via une alimentation gravimétrique. Le matériau est fondu, mélangé et poussé à travers une tête d'extrusion pour donner la forme souhaitée grâce à la chaleur et aux contraintes mécaniques combinées. Après avoir quitté la tête d'extrusion, le matériau entre dans une unité de refroidissement. Ici, des « rouleaux de refroidissement » refroidis à l'eau réduisent la température du film avant qu'il ne soit finalement enroulé sur les rouleaux.

Doublures d'extrusion de film coulé :extrudeuse

L'extrudeuse est constituée d'un cylindre creux qui fait tourner une vis simple ou double entraînée par un moteur électrique; celle-ci est généralement couplée à la vis de plastification par un réducteur. Le moteur fournit le couple requis et tourne à la vitesse nécessaire pour obtenir l'indice de fluidité attendu. Toute défaillance dans le contrôle précis de la vitesse de la vis peut entraîner des changements d'épaisseur de film dans le sens de la machine.

Au cours des 20 dernières années, les moteurs à courant alternatif ont généralement pris le relais des moteurs à courant continu pour contrôler la vis de l'extrudeuse dans les applications de ligne d'extrusion de film coulé. Ils ont offert de nombreux avantages en termes de commodité, de fiabilité, de faible maintenance et de réduction des dimensions globales de la solution système. Les moteurs à courant alternatif sont contrôlés par des variateurs de vitesse à courant alternatif qui garantissent une rotation stable. Même à très basse vitesse (via un circuit en boucle fermée via des codeurs incrémentaux), ils offrent une protection contre les courts-circuits (basse ou haute tension) et intègrent des filtres CEM pour éliminer les bruits électriques et les interférences.

Ces dernières années, parallèlement aux moteurs et entraînements à courant alternatif, des moteurs couples ont également été utilisés dans le contrôle de l'extrusion à vis. Ceux-ci offrent une solution complète d'entraînement direct qui ne nécessite pas l'assemblage de différents éléments, tels qu'une boîte de vitesses, des courroies et des poulies. Les moteurs couples garantissent l'uniformité du mouvement, la linéarité et la constance dans l'extrusion de la matière plastique.

Lignes d'extrusion de film coulé :section de refroidissement

Comme mentionné précédemment, lorsque le matériau quitte la tête d'extrusion, il est fondu sur des rouleaux refroidisseurs qui forment la section de refroidissement de la ligne de production d'extrusion de film coulé. L'unité de refroidissement est composée d'un rouleau de trempe primaire qui refroidit le film d'un côté et d'un rouleau secondaire qui refroidit le film de l'autre côté. Il comprend également un système de positionnement motorisé des rouleaux pour un alignement correct des rouleaux dans le sens vertical et transversal de la machine et, dans de nombreux cas, une boîte à vide ou une lame d'air.

Les rouleaux doivent être parfaitement alignés avec la bande pour garantir une tension uniforme et minimiser les variations d'épaisseur sur la largeur du film. De plus, la vitesse angulaire des rouleaux doit être bien contrôlée pour éviter les fluctuations d'épaisseur de film dans le sens machine.

Lignes d'extrusion de film coulé :section d'accumulation et d'enroulement

Dans les sections de refroidissement et d'enroulement, nous trouvons l'accumulateur, qui est utilisé pour permettre le raccordement de la bande en cours d'alimentation d'une bobineuse vide à une bobineuse pleine à vitesse nulle sans arrêter la ligne. À la fin du processus, une autre bobineuse amène le matériau de l'extrudeuse sur des rouleaux. Le processus d'enroulement doit préserver les propriétés et les dimensions du film lorsque les rouleaux sont déroulés dans d'autres processus en aval. Il existe plusieurs types d'enrouleurs. Un enrouleur « tourelle » ou « central » est généralement utilisé dans les applications d'extrusion de film coulé, où la tension de la bande diminue à mesure que le diamètre du rouleau augmente. Tous les mouvements effectués dans les sections de refroidissement, d'accumulation et d'enroulement sont entraînés par des moteurs à courant alternatif et des entraînements qui régissent la vitesse de la bande et la tension correcte de la bande.

Lignes d'extrusion de film coulé :variateurs et moteurs CA

Les variateurs de fréquence avec contrôle haut de gamme sont très importants pour garantir un film de haute qualité tout au long du processus. Un logiciel facile à configurer pour le contrôle en boucle fermée et une efficacité optimale pour de nombreux types de matériaux différents est un élément essentiel d'un système et d'un processus de ligne de film coulé.

La série AC30 de Parker, avec des puissances allant de 0,75 à 450 kW couplée au logiciel Quicktool de la société avec une fonctionnalité IEC61131PLC complète ou au logiciel Parker DSE Lite, fournit toutes les fonctionnalités nécessaires pour obtenir une synchronisation optimale entre toutes les sections de ligne. Il permet aux clients de créer, paramétrer et configurer des applications définies par l'utilisateur à l'aide de blocs fonctionnels dédiés tels que l'enrouleur, le PID et le calculateur de diamètre. La série AC30 donne accès à une vaste bibliothèque de macros d'application et d'exemples pratiques.

La connectivité via EtherCAT, Profinet, Ethernet IP et Modbus TCP IP via un double port Ethernet permet une communication simple et flexible entre les variateurs individuels. Il prend en charge l'analyse intelligente des données et la connexion à des serveurs externes. Le point de consigne de la ligne peut être envoyé via un canal à grande vitesse pris en charge par une communication pair à pair synchronisée dans le temps 1588. Chaque partie de la machine a sa régulation, soit au sein des variateurs, soit via le protocole de communication par l'automate. Cette animation de nos partenaires Parker montre comment une solution d'entraînement hautes performances prend en charge le contrôle optimal d'une ligne d'extrusion de film coulé.

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