هل تتسبب آلة تقطيع رقائق الطباعة الحرارية في حدوث لفات وتجعد؟ يُعد ضبط أسطوانة الضغط ومنحنى الشد أمرًا أساسيًا.

في إنتاج رقائق التشكيل الحراري، يُعدّ التجعّد والالتواء بعد التقطيع من عيوب الجودة الشائعة، والتي تؤثر بشكل مباشر على الإنتاجية وكفاءة الإنتاج. ويكمن جوهر التجعّد في أن سطح الرقاقة يُسبب انزلاقًا غير متساوٍ أو تشوّهًا ناتجًا عن عملية البثق أثناء عملية اللف. ولحل هذه المشكلة، عادةً ما يكون من الضروري البدء من بُعدين: حالة البكرات والتحكم في الشدّ.

تحليل أسباب التجاعيد

يبلغ سمك رقائق الختم الساخن 12-30 ميكرومترًا فقط، ويُغطى سطحها بطبقة مانعة للالتصاق وطبقة لاصقة، وهي شديدة الحساسية للشد والضغط. وهناك ثلاثة أنواع رئيسية من أسباب التجعّد والالتواء:

• عوامل الدورانتؤدي صلابة السطح غير المتساوية، أو المحور غير المتوازي، أو تقادم المطاط إلى توزيع غير متساوٍ للضغط الجانبي على سطح الرقاقة، مما ينتج عنه طيات دقيقة وتضخيم طبقة تلو الأخرى.

• منحنى شد غير مناسب: تم ضبط منحنى شد التناقص بشكل غير معقول، ويكون شد الطبقة الخارجية من طبقة اللف كبيرًا جدًا أو يكون شد الطبقة الداخلية غير كافٍ، مما يؤدي إلى الانزلاق والتجعد بين الطبقات.

• الاهتزاز الميكانيكي وانحراف بكرة التوجيهأثناء عملية التقطيع عالية السرعة، يتسبب اهتزاز المعدات في استرخاء سطح الرقاقة على الفور، مما يؤدي إلى تراكب قوة التلامس غير المستقرة لأسطوانة الضغط، مما يتسبب في ظهور تجاعيد عشوائية.

طريقة ضبط بكرة الضغط

تُستخدم أسطوانة الضغط لضغط رقائق الختم الساخن على قلب اللف، مما يؤدي إلى طرد الهواء بين الطبقات وتوفير قوة احتكاك. فيما يلي أهم نقاط الضبط:

1. تحقق من توازي أسطوانة الضغطاستخدم مقياس سماكة أو جهاز توسيط ليزري للتأكد من أن محور الأسطوانة موازٍ لمحور عمود اللف، وأن انحراف الضغط بين الجانبين الأيمن والأيسر لا يتجاوز 0.05 مم/م. عدم التوازي سيؤدي إلى أن يكون سطح الرقاقة مشدودًا من جانب ومرتخيًا من الجانب الآخر، والجانب المرتخي أكثر عرضة للتجعد.

2. تحسين صلابة وتماسك الأسطوانةيجب أن تُصنع رقائق الختم الساخن من بكرات من البولي يوريثان أو مطاط النتريل بصلابة تتراوح بين 60 و75 على مقياس HS، ويجب صقل سطحها بدقة Ra تتراوح بين 0.8 و1.6 ميكرومتر. لا تستطيع البكرات شديدة الصلابة التكيف مع تقلبات سُمك الرقائق، بينما تكون البكرات اللينة جدًا عرضة للتشوه وعدم انتظام الضغط.

3. اضبط ضغط وتوقيت رفع الأسطوانةيُخفَّض ضغط الأسطوانة إلى أدنى قيمة ممكنة لإزالة الهواء بين الطبقات (عادةً ما يكون ضغط الخط 10-30 نيوتن/سم). في الوقت نفسه، تُضبط الأسطوانة لتلامس القلب قبل بدء اللف، وترفعه عند توقفه لتجنب التجاعيد الناتجة عن الصدمة الفورية.

4. آلية البكرة العائمةبالنسبة لآلات التقطيع المتطورة، يمكن تركيب بكرة عائمة تقوم بضبط موضعها تلقائيًا مع تغير قطر اللفة للحفاظ دائمًا على زاوية لف ثابتة وضغط تلامس ثابت، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية التجعد.

استراتيجية تحسين منحنى الشد

يشير منحنى الشد إلى القانون الذي ينص على أن شد اللفائف يتغير مع زيادة قطر الملف. وأكثر طرق التحكم في شد اللفائف شيوعًا في عملية ختم الرقائق بالحرارة هي:

• اختيار معامل التناقصتتراوح قيمة الشد الابتدائي النموذجي بين 8% و12% من قوة شد المادة عند الكسر، بينما تتراوح قيمة الشد النهائي بين 40% و70% من قيمة الشد الابتدائي. معامل التناقص K يتراوح عادةً بين 0.5 و0.8. إذا كان المعامل صغيرًا جدًا، يكون شد الطبقة الخارجية كبيرًا جدًا، مما يؤدي إلى انضغاط الطبقة الداخلية وتكوين طيات تشبه لبّ زهرة الأقحوان؛ أما إذا كان المعامل كبيرًا جدًا، فإن الطبقة الداخلية ستسترخي وتتسبب في انهيارها وتجعدها.

• التحكم في الشد المجزأيتمثل الحل الأكثر تطوراً في تقسيم عملية اللف إلى ثلاثة أقسام: قسم البداية (من 0 إلى 20% من قطر الملف)، وقسم الشد الثابت (من 20% إلى 70% من قطر الملف)، وقسم التناقص التدريجي (من 70% إلى 100% من قطر الملف). يستخدم قسم البداية شدًا أقل لضمان استواء القلب، بينما يحافظ قسم الشد الثابت على ضغط ثابت بين الطبقات، أما قسم التناقص التدريجي فيقلل الشد تدريجيًا لتعويض وزن الحلقة الخارجية.

• بالإضافة إلى ضبط وصلة ضغط البكرةفي آلات التقطيع المتطورة، يتناسب ضغط الأسطوانة طرديًا مع شد اللف. فعندما يقل الشد، ينخفض ​​ضغط الأسطوانة بالتزامن مع ذلك لتجنب حالة التناقض المتمثلة في "انخفاض الشد الخارجي وارتفاع ضغط الأسطوانة"، والتي تُعد السبب الشائع لتجعد الرقاقة.

الحالات العملية والتحقق

قامت إحدى شركات تصنيع رقائق الطباعة الحرارية بتقطيع رقائق الطباعة الحرارية المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بسمك 12 ميكرومتر، وظهرت طيات طولية غير منتظمة بشكل متكرر عندما كان قطر اللف 400 مم. بعد الاختبار، تبين أن فرق الضغط بين الجانبين الأيمن والأيسر لبكرة الضغط يصل إلى 18 نيوتن (مضبوطة على 60 نيوتن)، وأن منحنى الشد كان في وضع الشد الثابت (200 نيوتن ثابت).

خطوات الضبط:

1. أعد تصحيح توازي الأسطوانة، واضبط الضغط الأيسر والأيمن على 60±3 نيوتن؛

2. تغيير منحنى الشد إلى التحكم المخروطي: الشد الأولي هو 180 نيوتن، ومعامل التناقص هو 0.65، وشد الإنهاء حوالي 70 نيوتن؛

3. ينخفض ​​ضغط الأسطوانة خطيًا من 50 نيوتن إلى 20 نيوتن مع قطر الأسطوانة.

بعد التعديل، يتم إنتاج 10 لفات بشكل مستمر، ويبلغ طول كل لفة 6000 متر، وانخفض معدل التجعد من 12.7٪ إلى أقل من 0.8٪، ووجه نهاية اللف أنيق، وتلبي استواء سطح الرقائق متطلبات الختم الساخن.

قائمة سريعة لحل المشكلات

عند حدوث تجعد، يمكن تحديد موقعه بسرعة بالترتيب التالي:

خاتمة

يُعدّ تشقق وتجعد رقائق الختم الساخن نتيجةً أساسيةً لعدم التوافق بين القيد الميكانيكي (الأسطوانة) والحدود الميكانيكية (منحنى الشد). تُعطى الأولوية لمعايرة توازي الأسطوانة وحالة سطحها، ثم تصميم منحنى شد مخروطي مناسب بناءً على خصائص الرقاقة، مع إمكانية التحكم في ضغط الأسطوانة والشد عند الضرورة. من خلال الضبط الدقيق لهذين العاملين الأساسيين، يُمكن حلّ معظم مشاكل الالتفاف والتجعد بفعالية، مما يُحسّن جودة التشقق وكفاءة إنتاج ختم الرقائق.