Объяснение процесса резки материала на машине для компрессионного формования с вращающейся крышкой

Посмотрите машина для компрессионного формования с вращающейся крышкой работает на полной скорости, и легко пропустить этап, который делает возможным все остальное — момент, когда непрерывный поток расплавленного полимера разделяется на отдельные загрузки, каждая из которых предназначена для одной полости формы. Этот этап резки происходит быстро, часто десятки раз в секунду на высокопроизводительной линии, и то, насколько точно он выполняется, влияет практически на все последующие этапы: вес загрузки, размеры крышки, уровень вспышки и общую стабильность производства.

От экструзии к индивидуальным обвинениям

Ротационное компрессионное формование основано на непрерывной экструзии, а не на периодической подготовке материала, используемой в некоторых других процессах формования. Экструдер плавит и гомогенизирует полимерную смолу, выталкивая устойчивую непрерывную нить с контролируемой скоростью. Затем эта прядь направляется к режущему механизму, расположенному прямо перед вращающимся столом пресс-формы, где она разделяется на отдельные заряды, синхронизированные с каждой полостью по мере ее вращения в нужное положение.

Этот непрерывный подход имеет практическое преимущество перед периодической подачей: поскольку экструдер никогда не останавливается, полимер, поступающий на стадию резки, имеет тенденцию достигать более однородного термического и физического состояния, цикл за циклом. Периодические системы, напротив, могут привести к большему разнообразию между приготовленной порцией и следующей, особенно если между приготовлением и использованием существует какая-либо задержка.

Проблема непрерывной экструзии заключается в том, что режущая система должна точно соответствовать как скорости экструзии, так и скорости вращения пресс-формы. Если эти две скорости хотя бы немного не синхронизированы, заряды могут появиться слишком рано, слишком поздно или через несогласованные промежутки времени — проблемы, которые имеют тенденцию проявляться по мере изменения веса или неполного заполнения полости в дальнейшем.

Как режущий механизм на самом деле разделяет заряды

В большинстве ротационных компрессионных машин используется система вращающихся или возвратно-поступательных ножей для разделения экструдированной пряди на загрузки. Лезвие должно каждый раз производить чистый разрез одинаковой длины, поскольку длина разреза является одной из основных переменных, определяющих вес заряда: разрез заряда немного длиннее, чем предполагалось, переносит в полость больше материала, а более короткий разрез оставляет меньше.

На это влияют скорость лезвия и диаметр пряди. Для более толстой экструдированной пряди требуется соответствующим образом скорректированная длина резки, чтобы достичь того же целевого веса, что и для более тонкой пряди, отрезанной более длинной, а машинам, предназначенным для работы с крышками разных размеров, часто требуются режущие системы, которые могут приспосабливаться к этим различиям без полной механической замены.

Несколько конкретных факторов определяют, насколько стабильно работает режущий механизм с течением времени:

• Острота и износ лезвия — затупившееся лезвие режет не так чисто, что может привести к появлению неровных кромок заряда или небольшому изменению длины реза по мере прогрессирования износа; многие операции отслеживают состояние блейдов по расписанию, привязанному к количеству циклов, а не ждут видимых проблем с производительностью.
• Время стрижки относительно движения прядей — лезвие должно войти в зацепление в точный момент относительно непрерывного движения пряди вперед, поскольку даже незначительное смещение синхронизации приводит к тысячам циклов за смену.
• Консистенция прядей, поступающих в резак - если сама экструдированная прядь различается по диаметру или плотности до того, как достигнет лезвия, резка постоянной длины не сможет полностью исправить это основное несоответствие.

Поскольку этап резки находится прямо на границе между экструзией и формованием, проблемы здесь не остаются в стороне — они напрямую влияют на качество заполнения полостей и вес готовой крышки.

Синхронизация подачи загрузки на вращающийся стол пресс-формы

После того как загрузка разрезана, она должна достичь нужной полости в нужный момент, поскольку стол формы продолжает вращаться под ней. Эта проблема синхронизации довольно специфична для ротационных систем сжатия, поскольку стационарным одноместным прессам не требуется одинаковым образом координировать резку с движущейся мишенью.

Перенос заряда обычно происходит через направляемую каплю или короткий путь между точкой резания и отверстием полости. Несколько элементов определяют, насколько надежно эта передача сохраняется на скорости:

• Скорость вращения стола относительно частоты резания - эти два компонента должны оставаться точно совмещенными, чтобы свежеразрезанный заряд прибыл точно так же, как пустая полость поворачивается в принимающее положение, а не прибыл до или после выравнивания полости.
• Длина пути падения и наведение - более короткий, хорошо управляемый путь между резцом и полостью обычно более надежно удерживает размещение заряда, чем более длинный или менее контролируемый путь, где заряд имеет больше возможностей отклониться от цели перед приземлением.
• Механическая вибрация в точке передачи — вибрация от вращающегося стола или близлежащих компонентов привода может слегка отклонить заряд от намеченной траектории во время короткого окна падения, что становится более заметным по мере увеличения скорости.

Более высокие скорости вращения, которые увеличивают общую производительность, оказывают большее давление на эту синхронизацию. Поскольку стол пресс-формы вращается быстрее, временной интервал для точной подачи загрузки сужается, и это одна из причин, почему не каждая машина для сжатия легко масштабируется до более высоких скоростей просто за счет увеличения скорости вращения — система резки и подачи должна идти в ногу со временем, не теряя точности.

Почему постоянство веса так важно

Вес загрузки является основной причиной того, почему точности резки уделяется так много внимания в этой категории оборудования. Слишком тяжелый заряд некуда девать, кроме как через линию раздела в виде вспышки, которая затем требует обрезки и либо утилизации, либо переработки. Слишком легкий заряд не заполнит полость полностью, что приведет к короткому выстрелу, который обычно невозможно использовать и его необходимо отправить обратно на переточку.

Помимо образования отходов, изменение веса шихты влияет на характеристики крышки, даже если на первый взгляд крышка выглядит приемлемо. Крышка с недостаточным весом может иметь более тонкие секции стенок, что влияет на герметичность, в то время как крышка с большим весом может нести избыток материала в тех местах, где он не нужен, что увеличивает ненужные затраты на материалы в течение всего производственного цикла без улучшения готового продукта.

Некоторые производственные линии решают эту проблему, добавляя встроенные системы контроля веса, расположенные сразу после этапа резки, что позволяет операторам улавливать смещение веса загрузки до того, как она достигнет формы, вместо того, чтобы обнаруживать проблему только после того, как уже сформировались крышки. Такое раннее обнаружение сокращает промежуток между началом сноса и его исправлением, что особенно важно на высокоскоростных линиях, где за короткое время можно произвести большой объем крышек.

Изменение уровня полости в системах с режущей подачей

На станках, обрабатывающих множество гнезд вокруг одного поворотного стола, однородность резки должна сохраняться не только от цикла к циклу, но и по всему набору гнезд, принимающих загрузку. Если система резки и доставки распределяет заряды неравномерно — отправляя слегка разные веса в разные позиции вокруг стола из-за времени или механических отклонений — результат проявляется в виде несоответствия, связанного с положением полости, а не случайного разброса по всей партии.

Диагностика такого рода позиционных отклонений часто включает в себя проверку того, группируются ли проблемные пробки вокруг определенных полостей или появляются ли они случайным образом, поскольку закономерность указывает на разные коренные причины. Несколько проверок, которые помогут сузить круг вопросов:

• Отбор проб массы шихты для конкретной полости - сравнение массы заряда, доставленного в разные положения полости, может выявить, отдает ли система резки и доставки предпочтение определенным положениям по сравнению с другими
• Стабильность времени на протяжении всего оборота — проверка того, сохраняется ли время резания стабильным на протяжении всего цикла вращения, а не только в начале, может выявить дрейф, который накапливается по мере того, как стол завершает полный проход.
• Механический износ в определенных точках передачи — компоненты, обеспечивающие доставку заряда в определенные положения полости, могут изнашиваться по-разному в зависимости от механической нагрузки, что способствует постепенному несоответствию положения при длительном использовании.

Решение проблемы вариаций на уровне полостей в Компрессионная машина с вращающейся крышкой обычно включает в себя корректировку времени резки или механизма доставки, а не самой полости, поскольку основная причина обычно кроется в том, насколько последовательно разрезаются и доставляются заряды, а не в чем-либо, происходящем внутри полости после прибытия материала.