طريقة إزالة النتوءات وتحسين عملية قطع الشريط في آلة تقطيع الشريط

الملخص: تُعدّ النتوءات الناتجة عن قطع حواف الشرائط مشكلة شائعة تؤثر على جودة المنتج ونتائج الطباعة اللاحقة. انطلاقًا من أسباب هذه النتوءات، تُحلل هذه الورقة البحثية بشكل منهجي العوامل المؤثرة فيها، مثل حالة الأداة، ومعايير القطع، وخصائص المادة، ودقة المعدات، وتقترح تدابير وقائية مناسبة وخططًا لتحسين العملية، وذلك لتوفير مرجع لمراقبة الجودة لدى مصنعي الشرائط.

1. مقدمة

يُستخدم الشريط (شريط النقل الحراري) على نطاق واسع في طباعة الباركود وصناعة الملصقات وغيرها من المجالات. يُعدّ التقطيع أحد العمليات الأساسية في إنتاج الشريط، وتؤثر جودة قصه بشكل مباشر على مظهر المنتج وثباته وعمر رأس الطباعة. لا تتسبب نتوءات حواف القطع في عدم انتظام الحواف وتقشر الطلاء فحسب، بل قد تخدش رأس الطباعة أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى حوادث خطيرة في الجودة. لذلك، يُعدّ التخلص من نتوءات القص في عملية تقطيع الشريط ذا أهمية هندسية بالغة.

2. الأسباب الرئيسية للنتوءات

2.1 عوامل الأداة

• تخميل الأدوات:بعد الاستخدام المطول، ستتعرض حافة السكين المستديرة أو المسطحة للتآكل والتمزق المجهري، مما يجعل من المستحيل تحقيق قطع نظيفة.

• عدم وجود مساحة كافية للأدوات: لم يتم ضبط مقدار التداخل أو الخلوص الجانبي بين الشفرات العلوية والسفلية وفقًا لسمك المادة، مما يؤدي إلى التمزق بدلاً من القطع.

• عدم تطابق مادة الأداة: بالنسبة للأشرطة ذات الطلاءات أو الأغشية الأساسية عالية المتانة، فإن أدوات HSS العادية معرضة لظهور نتوءات الالتصاق.

2.2 إعدادات معلمات التقسيم غير معقولة

• تقلبات التحكم في الشد: يكون شد فك أو إعادة لف الشريط كبيرًا جدًا/صغيرًا جدًا، مما يتسبب في تمدد الشريط أو استرخائه عند نقطة القطع، مما يؤثر على دقة القطع.

• سرعة القطع المفرطة:عند السرعات العالية، لا يكون لدى المادة الوقت الكافي للانكسار بشكل متساوٍ، ومن السهل تكوين نتوءات أو تكتلات منصهرة (عندما يكون التأثير الحراري كبيرًا).

• ضغط غير متساوٍ على الأسطوانة: يتسبب في انزلاق جانبي للشريط عند حافة القاطع.

2.3 خصائص المواد

• الركيزة الشريطية (الميلار) رقيقة (عادة 4.5-6 ميكرومتر) ولها صلابة عالية، مما يتطلب تأثيرًا فوريًا صارمًا للقطع.

• يمكن أن تؤدي الاختلافات في الالتصاق بين طبقات الحبر والطبقات الخلفية إلى التصاق رقائق الطلاء بالحواف أثناء عملية التقطيع.

2.4 دقة غير كافية للمعدات

• العوامل الميكانيكية مثل انحراف عمود السكين، وتآكل المحامل، وعدم كفاية صلابة حامل الأداة تتسبب في عدم تطابق مسار القطع.

• يجذب التراكم الساكن الغبار والألياف، مما يؤدي إلى تكوين "نتوءات زائفة".

3. تدابير محددة لإزالة النتوءات

3.1 اختيار الأدوات وصيانتها

• اختر أدوات مصنوعة من مواد فائقة الصلابة: مثل السكاكين الدائرية المصنوعة من الكربيد أو السيراميك، والتي تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل مقارنة بالفولاذ عالي السرعة العادي.

• شحذ منتظم:يوصى بالطحن عبر الإنترنت أو خارجه كل 100000 متر من القطع أو عندما تتدهور جودة القطع للحفاظ على الحافة حادة (نصف قطر الحافة ≤ 5 ميكرومتر).

• تحسين خلوص الأدوات:

◦ شق باستخدام سكين دائرية: يكون التداخل بشكل عام 10٪ - 20٪ من سمك المادة، ويتم التحكم في الخلوص الجانبي عند 0.005 - 0.02 مم.

◦ شق باستخدام شفرة حلاقةاختر شفرة أحادية الجانب بزاوية مناسبة وحافظ على نظافة مجرى السكين.

3.2 تحسين معايير عملية التقطيع

3.3 وسائل التكنولوجيا المساعدة

• مزيل الشحنات الساكنة:يتم تركيب قضبان إزالة الشحنات الساكنة المترددة أو النبضية قبل وبعد حافة السكين لمنع امتصاص الحطام.

• جهاز النفخ/التفريغيتم نفخ 0.3-0.5 ميجا باسكال من الهواء المضغوط النظيف باتجاه حافة السكين، وتقوم فوهة الضغط السلبي بتجميع الغبار الناعم والنتوءات.

• الكشف عن النتوءات عبر الإنترنت: يتم استخدام نظام الفحص بالليزر أو الفحص البصري لتوفير ردود فعل في الوقت المناسب لضبط المعلمات أو تغييرات أداة الإنذار.

3.4 صيانة دقة المعدات

• تحقق بانتظام من الانحراف الشعاعي لعمود الأداة (يجب أن يكون ≤ 0.01 مم) واستواء حامل الأداة.

• يتم استخدام محرك سيرفو لتشغيل أعمدة الأدوات العلوية والسفلية بشكل مستقل لتجنب عدم تزامن الطور الناتج عن فجوة التروس.

• بالنسبة لآلات القطع العريضة، يوصى بتكوين نظام ضبط تلقائي للأدوات لتقليل أخطاء ضبط الأدوات اليدوية.

4. حالات العملية وآثارها

قام مصنع للأشرطة بتحويل آلة التقطيع الأصلية واتخذ الإجراءات التالية لمعالجة مشكلة النتوءات على حواف الشريط الشمعي بسمك 4.5 ميكرومتر:

1. استبدل السكين الدائرية الأصلية المصنوعة من الفولاذ عالي السرعة بسكين دائرية مطلية بالكربيد (طلاء TiAlN)؛

2. خفض سرعة القطع من 400 متر/دقيقة إلى 220 متر/دقيقة؛

3. أضف قضيب الهواء الأيوني وجهاز شفط الفراغ ذو الحافة الحادة؛

4. قم بإجراء فحص أسبوعي للانحراف الشعاعي للأداة.

أظهرت النتائج أن طول النتوء قد انخفض من المتوسط ​​الأصلي البالغ 0.15-0.3 مم إلى أقل من 0.05 مم، وانخفض معدل شكاوى العملاء بنسبة 76٪، وتم تمديد عمر أداة القطع بنسبة 40٪ تقريبًا.

5. الخاتمة

يتطلب التخلص من النتوءات الناتجة عن قطع الحواف في آلات تقطيع الشرائط تحسينًا تعاونيًا من أربعة جوانب: الأدوات، والعمليات، والمعدات، والأنظمة المساعدة. ويكمن المفتاح في الحفاظ على حدة الأداة، ومطابقة الخلوص والشد المناسبين، والتحكم في الكهرباء الساكنة والغبار، والمحافظة على دقة الآلات بشكل دوري. بالنسبة لمنتجات الشرائط عالية الجودة (مثل الشرائط المصنوعة من الراتنج أو الشرائط الهجينة)، ينبغي أيضًا النظر في استخدام تقنيات لا تلامسية مثل التقطيع بالليزر أو التقطيع بمساعدة الموجات فوق الصوتية للقضاء تمامًا على خطر النتوءات المتأصلة في القطع الميكانيكي.

مراجع

[1] تشانغ ليفنغ، وانغ جيانغوو. بحث حول التحكم في جودة الحواف في عملية تقطيع مواد الأغشية الرقيقة [J]. هندسة التغليف، 2020، 41(11): 178-183.

[2] تشين هونغ، لي ويدونغ. عملية الإنتاج وتحليل العيوب الشائعة لشريط النقل الحراري [J]. تكنولوجيا الطباعة، 2019 (8): 45-48.

[3] تشاو مينغ يوان. تأثير معايير مجموعة أدوات آلة القطع الدقيقة على جودة قطع الحواف [رسالة دكتوراه]. جامعة شيآن للتكنولوجيا، 2018: 32-45.

[4] لي تشي تشيانغ، ليو وي. تطبيق تقنية إزالة الشحنات الساكنة في تقطيع الملفات [J]. التكنولوجيا الكهروستاتيكية، 2021، 35(2): 22-26.

[5] تشانغ هوا. بحث حول تحسين نظام التحكم في الشد وكبح النتوءات في آلة التقطيع عالية السرعة [J]. التصميم الميكانيكي والتصنيع، 2022(5): 112-116.

[6] ISO 18947:2014، مواد التصوير - شريط النقل الحراري - تحديد تآكل الحواف والحطام[S].