Cómo lograr un control óptimo de las líneas de película fundida

Cómo lograr un control óptimo de las líneas de película fundida

Los films estirables son esenciales en la industria del embalaje ya que proporcionan una solución versátil y de alta calidad para envasar productos de forma segura y económica. La película se produce mediante un proceso de extrusión de matriz plana en el que los motores de CA y los variadores de velocidad de CA desempeñan un papel importante para garantizar un resultado de alta calidad.
El proceso comienza con la extrusora, que es esencialmente una bomba que funde y transporta fluidos de alta viscosidad. El polímero ingresa a la extrusora a través de una alimentación gravimétrica y, a través de las acciones combinadas de calor y estrés mecánico, el material se funde, mezcla y empuja a través de un cabezal de extrusión para darle la forma deseada. Después de salir del cabezal de extrusión, el material ingresa a una unidad de enfriamiento, aquí los "rodillos enfriadores" enfriados por agua reducen la temperatura de la película antes de que finalmente se enrolle en rollos.
Extrusora
La extrusora consta de un cilindro hueco en el que gira un tornillo simple o doble accionado por un motor eléctrico; éste suele estar acoplado al tornillo plastificador por medio de una caja de engranajes. El motor proporciona el par requerido y gira a la velocidad necesaria para obtener el caudal de fusión esperado. Cualquier falla en el control preciso de la velocidad del tornillo puede causar cambios en el espesor de la película en la dirección de la máquina.
Durante los últimos 20 años, los motores de CA han reemplazado a los motores de CC en el control del tornillo de la extrusora en películas fundidas. aplicaciones de línea. Han podido ofrecer muchas ventajas en términos de conveniencia, confiabilidad, bajo mantenimiento y una reducción en las dimensiones generales de la solución del sistema. Los motores de CA están controlados por variadores de velocidad de CA que garantizan una rotación estable, incluso a velocidades muy bajas (a través de un circuito de bucle cerrado a través de codificadores incrementales), brindan protección contra cortocircuitos (voltaje bajo o alto) e incorporan filtros EMC para eliminar el ruido eléctrico y interferencias.
En los últimos años, junto con los motores y variadores de CA, los motores de torque también se han utilizado en el control de extrusión de tornillo. Estos ofrecen una solución completa de transmisión directa que no requiere el ensamblaje de diferentes elementos, como una caja de cambios, correas y poleas. Los motores torque garantizan uniformidad en el movimiento, linealidad y constancia en la extrusión del material plástico.

Sección de refrigeración

Como se mencionó anteriormente, cuando el material sale del cabezal de extrusión, se funde en los rodillos enfriadores que forman la sección de enfriamiento de la línea de producción de película fundida. La unidad de enfriamiento se compone de un rodillo de enfriamiento primario, que enfría la película por un lado, y un rodillo secundario, que enfría la película por el lado opuesto. También incluye un sistema de posicionamiento de rollos motorizado para una correcta alineación vertical y transversal de los rollos y, en muchos casos, una caja de vacío y/o una cuchilla de aire.
Los rollos deben estar perfectamente alineados con la banda para garantizar una uniformidad tensión y minimizar las variaciones de espesor a lo ancho de la película. Además, la velocidad angular de los rollos debe controlarse bien para evitar fluctuaciones en el espesor de la película en la dirección de la máquina.

Sección acumulador y enrollador

Dentro de las secciones de enfriamiento y bobinado, encontramos el acumulador, este se utiliza para permitir el empalme de la bobina que se alimenta de una bobinadora vacía a una bobinadora llena a velocidad cero sin detener la línea.
Al final del proceso , otra bobinadora coloca el material de extrusión en rollos. El proceso de bobinado tiene que preservar las propiedades y dimensiones de la película cuando los rollos se desenrollan en otros procesos posteriores.
Existen varios tipos diferentes de bobinadoras, aunque la típica que se usa en las aplicaciones de película fundida es una "torreta" o " bobinadora central' donde la tensión de la banda disminuye a medida que aumenta el diámetro del rollo.
Todos los movimientos realizados en las secciones de enfriamiento, acumulador y bobinadora son accionados por motores de corriente alterna y variadores que gobiernan la velocidad de la banda y el tensado correcto de la banda.
Accionamientos y motores de CA
Los convertidores de frecuencia con control de alta gama son muy importantes para garantizar una película de alta calidad durante todo el proceso. El software fácil de configurar para el control de circuito cerrado y la eficiencia óptima para muchos tipos diferentes de material es un elemento vital de un sistema y proceso de línea de película fundida.
La serie AC30 de Parker con potencias nominales que van desde 0,75 hasta 450 kW junto con el software Quicktool de la empresa con funcionalidad completa IEC61131PLC o el software Parker DSE Lite, proporciona todas las funciones necesarias para lograr una sincronización óptima entre todas las secciones de la línea. Permite a los clientes crear, parametrizar y configurar aplicaciones definidas por el usuario mediante bloques de funciones dedicados, como la bobinadora, el PID y la calculadora de diámetro. La serie AC30 también brinda acceso a una gran biblioteca de macros de aplicación y ejemplos prácticos.
La conectividad a través de EtherCAT, Profinet, Ethernet IP y Modbus TCP IP a través de un puerto Ethernet dual permite la comunicación entre unidades individuales de una manera simple y flexible y Admite análisis de datos inteligentes y conexión a servidores externos. El punto de ajuste de la línea se puede enviar a través de un canal muy rápido compatible con la comunicación entre pares sincronizada en el tiempo 1588, y cada parte de la máquina tiene su propia regulación, ya sea dentro de los variadores o a través del protocolo de comunicación del PLC.
Una animación muestra cómo una solución de accionamiento de alto rendimiento respalda el control óptimo de una línea de película fundida.