من التحكم في التوتر إلى نظام التصحيح: جرد التقنيات الرئيسية لآلة تقطيع رقائق الختم الساخن

رقائق الختم الساخن هي مادة مرنة مركبة متعددة الطبقات (تشمل طبقة أساس من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (PET)، وطبقة عزل، وطبقة لون، وطبقة طلاء ألومنيوم، وطبقة غراء). تتميز عملية تقطيعها بحساسية عالية للشد، والحواف، والسكاكين، وحماية السطح. أي خطأ في أي وصلة قد يؤدي إلى تلفها.

فيما يلي قائمة تفصيلية بتقنياتها الرئيسية:

1. نظام التحكم في التوتر - "روح" آلة التقطيع

التحكم في التوتر هو التكنولوجيا الأساسية لآلة القطع، والذي يحدد بشكل مباشر الضيق والتسطيح وما إذا كان هناك "إصابة داخلية" (مثل تشوه الشد، التجاعيد، فيضان المطاط، وما إلى ذلك) لغشاء القطع.

• لماذا هو مهم؟

◦ الشد المفرط: سيؤدي ذلك إلى تمدد رقاقة الختم الساخن، مما يؤدي إلى تشوه النموذج (عدم دقته أثناء الختم الساخن اللاحق)، وحتى انفصال الرقاقة. في رقائق الختم الساخن ذات الطبقات المطلية بالألمنيوم والملونة، قد يؤدي الشد المفرط إلى انزلاق أو تشقق أو اسوداد بين الطبقات، مما يؤثر بشكل خطير على المظهر وتأثير النقل.

◦ توتر صغير جدًا: اللف فضفاض، مما يؤدي إلى ظهور "نمط الأقحوان" (متجعد)، والحواف المنهارة، وحتى عدم القدرة على الختم بشكل طبيعي.

◦ تقلبات الشد: أثناء عملية القطع، يتغير قطر الملف باستمرار بين فك اللف وإعادة اللف، ويجب أن يبقى الشد ثابتًا. أي تقلبات ستُشكل دائرة من الخطوط الضيقة والمنفصلة على الملف، مما يُشكل خطرًا على الجودة.

• كيف يتم تحقيق ذلك؟

◦ نظام التحكم في التوتر التلقائي بالكامل: يعتمد عادةً على وضع "التحكم في ناقل الحلقة المغلقة".

▪ المكونات الأساسية: مستشعر التوتر (أو مستشعر إزاحة الأسطوانة العائمة)، وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، القابض/الفرامل المغناطيسية (أو محرك عزم الدوران المؤازر الأكثر تقدمًا)، محرك التردد المتغير.

▪ سير العمل:

١. شد فك اللفة: يتم توفير عزم مقاومة عكسية للتحكم في شد فك اللفة من خلال مكابح الجسيمات المغناطيسية أو محركات السيرفو. يضبط النظام تلقائيًا تيار المكابح أو عزم محرك السيرفو وفقًا للشد المضبوط والشد الفعلي المكتشف آنيًا، مع الحفاظ على ثبات شد فك اللفة.

٢. شد اللف: يُوَفَّر عزم دوران أمامي من خلال قابض مسحوق مغناطيسي أو محرك سيرفو للتحكم في شد اللف. يستخدم النظام نظام التحكم في شد التفرع - يزداد عزم دوران اللف بزيادة قطر اللف، ولكن يجب خفض شد السطح قليلاً لمنع سحق القلب أو انغراس الرقاقة الخارجية في الطبقة الداخلية. يحسب جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) ويُنتج تلقائيًا منحنى تفرع مثاليًا.

◦ الاتجاه: تستخدم ماكينات التقطيع المتطورة عمومًا محركات مؤازرة كمشغل لكل نقطة تحكم، مما يوفر استجابة أسرع وتحكمًا أكثر دقة ويوفر المزيد من الطاقة ويخلو من الصيانة.

2. نظام التصحيح - مفتاح ضمان "محاذاة الحافة"

تتمثل مهمة التحكم في موضع الحافة (EPC) في ضمان سير الرقاقة دائمًا على طول المسار الصحيح قبل دخول سكين التقطيع، والتأكد من أن حواف الملف أنيقة وعدم وجود مسار "متعرج" بعد التقطيع.

• لماذا هو مهم؟

◦ عيوب الملف الرئيسي: قد يحتوي الملف الرئيسي للمادة الخام نفسها على حواف غير منتظمة مثل الحواف الرقيقة والحواف المتجولة.

◦ الانحراف التشغيلي: يمكن لعوامل مثل تركيب المعدات، وتوازي الأسطوانة، وتخفيف الضغط عن المادة نفسها أن تتسبب في انحراف المادة أثناء النقل.

◦ العواقب: إذا لم يتم تصحيح الانحراف، فإن سكين التقطيع سوف يقطع حسب النمط، مما يؤدي إلى تفكيك المنتج؛ بعد اللف، سوف يشكل "خطوة" منقسمة، وستكون حواف الملف غير متساوية، مما يجعله غير صالح للاستخدام.

• كيف يتم تحقيق ذلك؟

◦ المكونات الأساسية: أجهزة استشعار التوجيه (أجهزة استشعار الرؤية بالموجات فوق الصوتية أو الأشعة تحت الحمراء أو أجهزة CCD)، وحدات التحكم التوجيهية، المحركات (عادةً أجهزة أسطوانة تأرجح تعمل بالهواء المضغوط أو بمحرك سيرفو).

◦ سير العمل:

1. يكتشف المستشعر موضع حافة الرقاقة في الوقت الحقيقي.

2. يقوم المتحكم بمقارنة إشارة الموضع المكتشفة مع الموضع المحدد مسبقًا ويحسب مقدار الانحراف والاتجاه.

3. يعطي المتحكم أمرًا لتحريك المحرك (بكرة التأرجح) للتأرجح بزاوية صغيرة "لتوجيه" الرقاقة مرة أخرى إلى المسار الصحيح.

◦ موضع التركيب: يتم عادةً إعداد نظام توجيه بعد فك اللف، وقبل التقطيع، وقبل اللف لضمان دقة حافة المحطتين الرئيسيتين للتقطيع واللف.

3. تقنية سكين الشق - "جراحة" دقيقة

تؤثر طريقة التقطيع بشكل مباشر على جودة القطع وكمية النتوءات وعمر الأداة.

• طريقة التقطيع:

◦ التقطيع بسكين مسطح (القص): يشبه مبدأ المقص. يتفاعل سكين دائري (السكين السفلي) وسكين دائري فوقه (السكين العلوي) للقص.

المزايا: شق مسطح، بدون نتوءات أو مسحوق. إنها الطريقة المفضلة لقطع الرقائق المعدنية لأنها تُنتج قطعًا نظيفًا وتمنع الغبار من تلويث سطح الغراء للرقاقة المعدنية.

◦ تقطيع السكين الدائري (قطع السحب): تضغط سكين دائرية حادة على أسطوانة سفلية ذات صلابة أقل، باستخدام فرق الضغط والسرعة الخطية "لسحب" المادة.

▪ المزايا: مناسبة للمواد الأكثر سمكًا، وتكلفة أقل.

▪ العيوب: قد ينتج عنه نتوءات وغبار، كما أن خطر تلوث طبقة رقائق الألومنيوم مرتفع، لذلك نادرًا ما يتم استخدامه عمومًا.

• مادة الأداة وتصميمها:

تُصنع الأدوات عادةً من الفولاذ عالي السرعة (HSS) أو الكربيد (فولاذ التنغستن). تتميز حشوات الكربيد بمقاومة أكبر للتآكل وعمر افتراضي أطول، مما يجعلها مناسبة للقطع عالي السرعة طويل الأمد.

يجب أن يكون تصميم حامل الأداة مصممًا بقدرات ضبط عالية الدقة لضبط عرض القطع بسرعة ودقة.

◦ الاتجاه: نظام ضبط الأداة التلقائي، يتم تشغيل كل حامل أداة بواسطة محرك سيرفو، ويمكن إدخال قيمة العرض على واجهة الإنسان والآلة HMI لإكمال ضبط جميع مواضع الأداة تلقائيًا، مما يحسن الكفاءة وفك التشفير بشكل كبير.

4. تقنيات رئيسية مساعدة أخرى

بالإضافة إلى النوى الثلاثة المذكورة أعلاه، فإن التقنيات التالية مهمة أيضًا:

• نقل أسطوانة التلامس السطحي (اللف S): تمر الرقاقة عبر أسطوانات ثابتة متعددة بزوايا لف كبيرة، مما يزيد من الاحتكاك واستقرار النقل، ويتجنب الانزلاق، ويقلل من تقلبات التوتر.

• مُزيل الكهرباء الساكنة: تُولّد رقائق الختم الساخن (وخاصةً غشاء البولي إيثيلين تيرفثالات) كمية كبيرة من الكهرباء الساكنة أثناء احتكاك القطع عالي السرعة، مما يؤدي إلى امتصاص الغبار، وعدم تساوي اللف، وحتى مخاطر تشغيلية. تعمل مُزيلات الكهرباء الساكنة على تحييد الشحنات الكهربائية بفعالية.

• نظام EPC/LPC: بالإضافة إلى تصحيح الحافة (EPC)، بالنسبة للمواد ذات العلامات الشفافة أو المحددة، يتم أيضًا استخدام مستشعرات CCD لمصفوفة الخطوط لتصحيح موضع الخط (LPC، التحكم في موضع الخط) لضمان دقة القطع من خلال تحديد الخطوط المطبوعة.

• نظام مراقبة الجودة: يمكن لآلات التقطيع المتطورة دمج نظام فحص بصري عبر الإنترنت للكشف عن العيوب الموجودة على سطح رقائق الختم الساخن، مثل الخدوش والطلاءات المفقودة والفقاعات وما إلى ذلك، في الوقت الفعلي، ووضع علامة أو فرز تلقائيًا.

ملخص

آلة تقطيع رقائق الختم الساخن عالية الأداء عبارة عن نظام ميكاتروني دقيق:

تتشابك هذه التقنيات، مما يضمن أن آلة تقطيع رقائق الختم الساخن يمكنها إنتاج ملفات عالية الجودة بأبعاد دقيقة، ولف أنيق، وشقوق نظيفة، وعدم وجود تلوث إصابة داخلية، مما يضع أساسًا متينًا لعملية الختم الساخن اللاحقة.