Метод устранения и оптимизация процесса удаления заусенцев при резке ленты на станке для продольной резки ленты.

Аннотация: В процессе нарезки лент заусенцы на кромках являются распространенной проблемой, влияющей на качество продукции и последующие результаты печати. ​​Исходя из причин образования заусенцев, в данной работе систематически анализируются влияющие факторы, такие как состояние инструмента, параметры нарезки, характеристики материала и точность оборудования, и предлагаются соответствующие меры по их устранению и схемы оптимизации процесса, которые могут служить ориентиром для контроля качества у производителей лент.

1. Введение

Лента (термотрансферная лента) широко используется в печати штрихкодов, изготовлении этикеток и других областях. Нарезка является одним из ключевых процессов в производстве ленты, и качество её обрезки напрямую влияет на внешний вид, стабильность и срок службы печатающей головки изделия. Заусенцы на кромках не только приводят к неровным краям и отслаиванию покрытия, но и могут поцарапать печатающую головку во время работы, что может привести к серьезным проблемам с качеством. Поэтому устранение заусенцев на кромках в процессе нарезки ленты имеет большое инженерное значение.

2. Основные причины появления заусенцев

2.1 Факторы инструмента

• Пассивация инструмента:После длительного использования лезвие круглого или плоского ножа подвергается микроскопическому износу, что делает невозможным получение чистых разрезов.

• Неправильный зазор между инструментом и инструментомВеличина перекрытия или бокового зазора между верхним и нижним ножами не регулируется в соответствии с толщиной материала, что приводит к разрыву, а не к резке.

• Несоответствие материала инструментаПри работе с лентами, имеющими покрытия или высокопрочные базовые пленки, обычные инструменты из быстрорежущей стали склонны к образованию заусенцев.

2.2 Настройка параметров прорезки является необоснованной.

• Колебания регулирования натяженияНатяжение при разматывании или намотке слишком велико/слишком мало, что приводит к растяжению или ослаблению ленты в месте разреза и влияет на аккуратность среза.

• Чрезмерная скорость резки:При высокой скорости материал не успевает равномерно разрушиться, и легко образуются заусенцы или расплавленные агломераты (при значительном тепловом воздействии).

• Неравномерное давление на ролик: вызывает боковое проскальзывание ленты на краю режущей кромки.

2.3 Свойства материалов

• Ленточная подложка (майлар) имеет небольшую толщину (обычно 4,5–6 мкм) и высокую прочность, что требует строгой мгновенной ударной вязкости при резке.

• Различия в адгезии между чернильными покрытиями и подложками могут привести к прилипанию частиц покрытия к краям во время резки.

2.4 Недостаточная точность оборудования

• Механические факторы, такие как биение вала ножа, износ подшипников и недостаточная жесткость держателя инструмента, приводят к тому, что траектория резания не совпадает.

• Статическое напряжение притягивает пыль и волокна, образуя «ложные заусенцы».

3. Конкретные меры по устранению заусенцев

3.1 Выбор и обслуживание инструментов

• Выбирайте инструменты из сверхтвердых материалов.например, твердосплавные или керамические круглые ножи, которые обладают лучшей износостойкостью, чем обычная быстрорежущая сталь.

• Регулярная заточка:Рекомендуется проводить заточку в режиме онлайн или офлайн каждые 100 000 метров резки или при ухудшении качества резки, чтобы поддерживать остроту кромки (радиус кромки ≤ 5 мкм).

• Оптимизация зазора между инструментом и обрабатываемым материалом:

◦ Круговая резка ножомПерекрытие обычно составляет 10–20% от толщины материала, а боковой зазор контролируется на уровне 0,005–0,02 мм.

◦ Распиливание бритвойВыберите одностороннее лезвие подходящим углом и следите за чистотой канавки для ножа.

3.2 Оптимизация параметров процесса продольной резки

3.3 Вспомогательные технологии

• Устройство для устранения статического электричества:Для предотвращения адсорбции частиц перед и после режущей кромки устанавливаются стержни переменного или импульсного статического электричества.

• Устройство для обдува/всасывания: Чистый сжатый воздух под давлением 0,3–0,5 МПа подается к лезвию ножа, а сопло с отрицательным давлением собирает мелкую пыль и заусенцы.

• Обнаружение заусенцев в режиме онлайнСистема лазерного или визуального контроля используется для обеспечения своевременной обратной связи с целью корректировки параметров или оповещения об изменении параметров инструмента.

3.4 Поддержание точности оборудования

• Регулярно проверяйте радиальное биение вала инструмента (оно должно быть ≤ 0,01 мм) и плоскостность держателя инструмента.

• Сервопривод используется для независимого привода верхнего и нижнего валов инструмента во избежание рассинхронизации фаз, вызванной зазором в зубчатой ​​передаче.

• Для широкорезных станков рекомендуется установить автоматическую систему настройки инструмента, чтобы уменьшить количество ошибок при ручной регулировке инструмента.

4. Случаи и последствия процесса

Производитель лент модернизировал исходный станок для продольной резки и принял следующие меры для решения проблемы образования заусенцев по краям вощеной ленты толщиной 4,5 мкм:

1. Замените обычный круглый нож из быстрорежущей стали на круглый нож из карбида с покрытием (TiAlN);

2. Снизить скорость продольной резки с 400 м/мин до 220 м/мин;

3. Добавить ионообменной воздушный стержень и вакуумное устройство с ножевидным лезвием;

4. Проводите еженедельную проверку радиального биения инструмента.

Результаты показали, что длина заусенцев уменьшилась с исходного среднего значения 0,15–0,3 мм до менее 0,05 мм, количество жалоб клиентов снизилось на 76%, а срок службы режущего инструмента увеличился примерно на 40%.

5. Заключение

Для устранения заусенцев при резке лент на станках для продольной резки требуется комплексная оптимизация по четырем направлениям: инструменты, процессы, оборудование и вспомогательные системы. Ключевыми моментами являются поддержание остроты инструмента, правильный зазор и натяжение, контроль статического электричества и пыли, а также регулярное поддержание точности оборудования. Для высококачественных ленточных изделий (например, на основе смол, гибридных материалов) следует также рассмотреть бесконтактные технологии, такие как лазерная резка или резка с использованием ультразвука, чтобы полностью исключить риск образования заусенцев, присущий механической резке.

Ссылки

[1] Чжан Лифэн, Ван Цзяньго. Исследование контроля качества кромок в процессе резки тонкопленочных материалов[J]. Инженерия упаковки, 2020, 41(11): 178-183.

[2] Чен Хун, Ли Вэйдун. Процесс производства и анализ распространенных дефектов термотрансферной ленты[J]. Технология печати, 2019(8): 45-48.

[3] Чжао Минъюань. Влияние параметров комплекта прецизионного станка для продольной резки на качество резки кромок[D]. Сианьский технологический университет, 2018: 32-45.

[4] Ли Чжицян, Лю Вэй. Применение технологии устранения статического электричества при резке рулонов[J]. Электростатическая технология, 2021, 35(2): 22-26.

[5] Чжан Хуа. Исследование оптимизации и подавления заусенцев системы управления натяжением высокоскоростного продольно-резательного станка[J]. Механическое проектирование и производство, 2022(5): 112-116.

[6] ISO 18947:2014, Материалы для получения изображений – Термотрансферная лента – Определение расслоения краев и мусора[S].