Maîtriser les lignes d'extrusion de film étiré : obtenir un contrôle précis et une qualité supérieure

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 AC et les variateurs de vitesse assurent significativement une sortie de haute qualité. Le processus commence avec 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 désirée par la chaleur et le stress mécanique combinés. Après la sortie de 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.

Lignes d'extrusion de film étiré : Extrudeuse

L'extrudeuse se compose 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 le débit de fusion attendu. Toute défaillance dans le contrôle précis de la vitesse de la vis peut causer des changements d'épaisseur du film dans la direction de la machine.

Depuis 20 ans, les moteurs AC ont généralement remplacé les moteurs DC pour contrôler la vis de l'extrudeuse dans les applications de ligne d'extrusion de film étiré. Ils ont apporté de nombreux avantages en termes de commodité, fiabilité, faible maintenance et réduction des dimensions globales de la solution système. Les moteurs AC sont contrôlés par des variateurs de vitesse AC qui garantissent une rotation stable. Même à très basses vitesses (via un circuit en boucle fermée par codeurs incrémentaux), ils offrent une protection contre les courts-circuits (basse ou haute tension) et intègrent des filtres EMC pour éliminer le bruit et les interférences électriques.

Ces dernières années, avec les moteurs et variateurs AC, les moteurs couple ont également été utilisés dans le contrôle d'extrusion de vis. Ceux-ci offrent une solution d'entraînement direct complète qui ne nécessite pas l'assemblage de différents éléments, comme un réducteur, des courroies et des poulies. Les moteurs couple garantissent l'uniformité du mouvement, la linéarité et la constance dans l'extrusion du matériau plastique.

Lignes d'extrusion de film étiré : Section de refroidissement

Comme mentionné précédemment, lorsque le matériau sort de la tête d'extrusion, il est fondu sur des rouleaux de refroidissement qui forment la section de refroidissement de la ligne de production d'extrusion de film étiré. L'unité de refroidissement comprend un rouleau de trempe primaire qui refroidit le film d'un côté et un rouleau secondaire qui refroidit le film de l'autre côté. Elle inclut également un système de positionnement motorisé des rouleaux pour un alignement correct en direction verticale et transversale des rouleaux et, dans de nombreux cas, une boîte à vide ou un couteau à air.

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

Lignes d'extrusion de film étiré : Section accumulateur et enroulement

Dans les sections de refroidissement et d'enroulement, nous trouvons l'accumulateur, qui permet l'épissage de la bande alimentée depuis un enrouleur vide vers un enrouleur plein à vitesse zéro sans arrêter la ligne. À la fin du processus, un enrouleur supplémentaire amène le matériau de l'extrudeuse sur des rouleaux. Le processus d'enroulement doit préserver les propriétés et 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 étiré, 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'accumulateur et d'enroulement sont entraînés par des moteurs et variateurs AC qui gouvernent la vitesse de la bande et le bon tensionnement.

Lignes d'extrusion de film étiré : Variateurs et moteurs AC

Les variateurs AC 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 vital d'un système et processus de ligne de film étiré.

La série AC30 de Parker, avec des puissances nominales allant de 0,75 à 450 kW, couplée au logiciel Quicktool de la société avec fonctionnalité PLC IEC61131 complète ou au logiciel Parker DSE Lite, fournit toutes les fonctionnalités nécessaires pour atteindre une synchronisation optimale entre toutes les sections de ligne. Il permet aux clients de créer, paramétrer et configurer des applications définies par l'utilisateur en utilisant des blocs fonctionnels dédiés tels que l'enrouleur, PID et calculateur de diamètre. La série AC30 donne accès à une vaste bibliothèque de macros d'application et d'exemples travaillés.

La connectivité via EtherCAT, Profinet, Ethernet IP et Modbus TCP IP via un double port Ethernet permet la communication entre variateurs individuels simplement et de manière flexible. Elle prend en charge l'analyse de données intelligente et la connexion à des serveurs externes. Le point de consigne de ligne peut être envoyé via un canal haute vitesse soutenu par une communication pair-à-pair synchronisée dans le temps 1588. Chaque partie de la machine a sa régulation, soit dans les variateurs, soit par protocole de communication par l'automate. Cette animation de nos partenaires chez Parker montre comment une solution de variateur haute performance soutient le contrôle optimal d'une ligne d'extrusion de film étiré.

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