AKTUALNOŚCI
Dom / Aktualności / Wiadomości branżowe / Jakie są zastosowania odwijarki obrotowej?

Jakie są zastosowania odwijarki obrotowej?

A Odwijak obrotowy jest stosowany w każdym procesie przemysłowym, w którym ciągły materiał wstęgowy - papier, folia, folia, tkanina lub włóknina - jest nawijany na rolkę i musi być podawany przy kontrolowanym, stałym napięciu do dalszej linii przetwarzającej, drukującej, laminującej lub pakującej. Główne zastosowania obejmują druk etykiet, opakowania elastyczne, produkcję tektury falistej, produkcję chusteczek higienicznych, przetwarzanie włóknin, cięcie taśm technicznych i drukowanie formularzy ciągłych - branże, w których nieprzerwane podawanie wstęgi i stabilne napięcie bezpośrednio decydują o jakości produktu i produktywności linii. W tym artykule szczegółowo zbadano każdą kategorię zastosowań, uwzględniając specyficzne wymagania operacyjne, które sprawiają, że odwijarka obrotowa jest w każdym przypadku właściwym wyborem.

Co robi odwijak obrotowy: podstawowa funkcja operacyjna

Przed przystąpieniem do analizy zastosowań ważne jest dokładne zrozumienie, w jaki sposób odwijarka obrotowa wnosi do linii produkcyjnej coś, czego nie jest w stanie zapewnić zwykła pasywna stojak zwijający. Odwijak obrotowy to a zasilany, sterowany naprężeniem system podawania rolek w którym trzpień walca jest aktywnie napędzany – albo przez serwomotor, silnik momentowy, albo układ hamowania regeneracyjnego – tak, że prędkość i moment obrotowy walca są stale kontrolowane, gdy średnica walca zmniejsza się z pełnego do pustego.

Ta aktywna kontrola rozwiązuje trzy problemy, których pasywne stojaki na rolki nie mogą rozwiązać:

  • Malejąca kompensacja bezwładności: Pełna rolka może ważyć kilka ton i ma dużą bezwładność obrotową. W miarę odwijania materiału średnica rolki i bezwładność zmniejszają się, zmieniając moment obrotowy wymagany do utrzymania stałej prędkości wstęgi. Układ sterowania odwijarki obrotowej w sposób ciągły kompensuje tę zmianę, utrzymując napięcie wstęgi w określonym zakresie, niezależnie od średnicy rolki.
  • Regulacja napięcia wstęgi: Dalsze procesy, takie jak druk fleksograficzny, zazwyczaj wymagają utrzymywania naprężenia wstęgi w wąskich granicach tolerancji plus minus 2 do 5% wartości zadanej – aby zachować dokładność rejestru druku. Skoki lub spadki napięcia powodują błędne rejestrowanie, zmarszczki lub przerwy wstęgi (źródło: TAPPI TIP 0404-20, Web Tension Control, 2019).
  • Przyspieszanie i zwalnianie z dużą prędkością: Kiedy linia przyspiesza od zatrzymania do prędkości roboczej, odwijak obrotowy musi zsynchronizować przyspieszenie rolki z przyspieszeniem linii. Stojak pasywny nie może tego zrobić - powoduje to zwisanie wstęgi podczas przyspieszania lub pękanie wstęgi podczas gwałtownych zatrzymań.

Te możliwości sprawiają, że odwijarka obrotowa jest niezbędna, a nie opcjonalna w jakiejkolwiek aplikacji do szybkiego lub precyzyjnego przetwarzania wstęgi.

Drukowanie i konwertowanie etykiet

Drukowanie etykiet to jedno z najpopularniejszych zastosowań odwijaków obrotowych na całym świecie. Materiał etykiet samoprzylepnych – złożona wstęga materiału wierzchniego, kleju i warstwy zabezpieczającej – jest drukowany na wąskowstęgowych prasach fleksograficznych, offsetowych lub cyfrowych pracujących z prędkością 100 do 300 metrów na minutę . Przy tych prędkościach nawet krótkie wahania naprężenia powodują błędne pasowanie kolorów, które przekracza specyfikację tolerancji (zwykle od 0,1 do 0,2 mm w przypadku etykiet farmaceutycznych), co skutkuje przestojami prasy i marnotrawstwem materiału.

Odwijarki obrotowe w zastosowaniach związanych z prasą etykiet muszą obsługiwać rolki materiału wierzchniego, podkładu i materiałów laminowanych od Szerokość od 25 do 600 mm i średnicach rolek do 1000 mm i więcej. Pokryty klejem spód etykiet jest szczególnie wrażliwy na zmiany naprężenia – nadmierne napięcie rozciąga elastyczny materiał wierzchni i zmienia wymiary wykrojnika; niewystarczające napięcie powoduje trzepotanie wstęgi, co powoduje nieprawidłowe ustawienie etykiety względem stacji matrycy.

Powszechnie stosowane są nowoczesne instalacje do tłoczenia etykiet odwijaki obrotowe dwuwałowe lub rewolwerowe które umożliwiają wstępne załadowanie nowej rolki na drugi trzpień podczas pracy bieżącej rolki, umożliwiając swobodne łączenie — automatyczne łączenie wstęgi przy pełnej prędkości prasy, co eliminuje przestoje produkcyjne wymagane w przeciwnym razie w celu wymiany rolki. Możliwość łączenia w locie z prędkością 200 m/min wymaga, aby system sterowania obrotowej odwijarki przyspieszył nową rolkę, aby dokładnie dopasować prędkość wstęgi w ciągu 0,1 do 0,5 sekundy przed zaczepieniem taśmy łączącej (źródło: Biuletyn Techniczny FINAT, Technologia konwersji wąskiej sieci, 2021).

Typ zastosowania etykiety Zakres szerokości sieci Typowa prędkość linii Wymagania dotyczące odwijania klucza
Etykiety farmaceutyczne/medyczne 40-160 mm 50-150 m/min Dokładność naprężenia w granicach plus minus 2%; zarejestruj się z dokładnością do 0,1 mm
Etykiety na żywność i napoje 80-330 mm 100-300 m/min Latające złącze; szybka kontrola napięcia; szeroki zakres średnic rolek
Etykiety w formie 150-520 mm 60-120 m/min Obsługa cienkiej folii polipropylenowej (25-60 mikronów); zdolność do niskiego napięcia
Etykiety bez podkładu 50-160 mm 80-200 m/min Obsługa wstęgi powlekanej silikonem bez blokowania i przenoszenia kleju na trzpień

Zakresy prędkości i szerokości pochodzą z biuletynu technicznego FINAT, Narrow Web Converting Technology, 2021. Tolerancja rejestru zgodnie z normą przemysłu farmaceutycznego ISO 11607.

Elastyczna produkcja opakowań

Opakowania elastyczne – woreczki, torby, saszetki, opakowania i laminaty stosowane do żywności, środków higieny osobistej i artykułów gospodarstwa domowego – są produkowane na liniach do druku wklęsłego lub fleksograficznego szerokowstęgowego, maszynach do laminowania i systemach formowania, wypełniania i zgrzewania, które działają w 150 do 600 metrów na minutę . Odważniki rolkowe w elastycznych opakowaniach konwertujących rutynowo osiągają 800 do 2000 kg i średnice rolek wynoszące 1200 mm są powszechne w operacjach szerokowstęgowych (źródło: Packaging Europe, raport dotyczący technologii elastycznego przetwarzania opakowań, 2022).

Wyzwanie związane z odwijaniem opakowań elastycznych jest potrójne. Po pierwsze, różnorodność podłoży jest ogromna — ten sam zakład produkcyjny może w tym samym tygodniu drukować folię aluminiową o grubości 12 mikronów, folię BOPET o grubości 15 mikronów, piankę PE o grubości 200 mikronów i papier o gramaturze 80 g/m², przy czym każdy z nich wymaga różnych nastaw naprężenia i różnych profili prędkości i momentu obrotowego odwijaka. Po drugie, duże ciężary rolek wymagają odwijarek o solidnej konstrukcji mechanicznej — obciążenie trzpienia wspornikowego wynoszące 1500 kg lub więcej wymaga precyzyjnie zaprojektowanych zespołów łożyskowych i wytrzymałych ram. Po trzecie, wielowarstwowe struktury laminatów wymagają precyzyjnej kontroli naprężenia zarówno podczas przejścia drukowania, jak i laminowania, aby uniknąć defektów przyczepności spowodowanych zmarszczkami lub niedopasowaniem naprężeń pomiędzy warstwami.

Linie do druku wklęsłego do opakowań giętkich – najszybsze zastosowanie w tej kategorii – wymagają odwijarek obrotowych systemy kontroli napięcia tancerza które mogą reagować na wahania napięcia wewnątrz 50 do 100 milisekund w celu utrzymania dokładności rejestru w 8–12 stacjach kolorowych przy długości powtórzeń druku od 300 do 800 mm (źródło: Gravure Association of Europe, Technical Handbook, 2020).

Przeróbka tektury falistej i tektury

Linie do produkcji tektury falistej – tekturnice – należą do najszerszych i najszybszych maszyn do przetwarzania wstęgi w branży przetwórstwa papieru. Pojedyncza tekturnica obsługuje jednocześnie wiele strumieni wstęgi: materiał falujący (falista warstwa wewnętrzna) i jedną lub dwie wstęgi podkładowe (płaskie warstwy zewnętrzne), wszystkie pracujące z prędkością 200 do 400 metrów na minutę przy szerokości sieci 1800 do 2800 mm .

Każdy strumień sieciowy wymaga własnego odwijaka obrotowego. Wykorzystuje standardową linię tekturnicy dwustronnej od trzech do pięciu odwijarek obrotowych działają jednocześnie, a zależność naprężenia pomiędzy wykładziną a żłobieniami określa płaskość, grubość i wytrzymałość na ściskanie gotowej płyty. Niedopasowanie naprężeń pomiędzy strumieniami wstęgi powoduje wypaczenie – wyginanie się gotowej tektury falistej, które powoduje zakleszczanie się w dalszych maszynach produkujących pudełka i odrzucenie podczas kontroli jakości.

Odwijarki obrotowe w zastosowaniach związanych z tekturnicą muszą również obsługiwać integracja splicera - każdy odwijak jest połączony ze zszywaczem, który łączy końcówkę kończącej się rolki z przednią krawędzią nowej rolki przy pełnej prędkości linii. Urządzenia do sklejania tektury falistej zazwyczaj stosują metodę łączenia doczołowego (łączenie z zerowym ogonem), która wymaga przyspieszenia przychodzącej rolki do prędkości linii i utrzymania jej w odpowiednim zakresie. plus minus 0,5% prędkości linii przed połączeniem złącza, aby zapewnić czyste, pozbawione szczelin połączenie, które nie spowoduje uszkodzenia płyty w miejscu połączenia.

Kluczowe wymagania eksploatacyjne dla odwijarek tekturniczych

  • Nośność rolki: Do 3000 do 5000 kg na trzpień w przypadku rolek wykładziny szerokozwojowej
  • Zakres średnic rolek: 800 mm (prawie pusty) do 1800 mm (pełna rolka)
  • Zakres napięcia: Szerokość wstęgi od 50 do 500 N/m, regulowana w zależności od gatunku papieru
  • Dokładność splotu: Dopasowanie prędkości w zakresie plus/minus 0,5% przy łączeniu złącza
  • Przygotowanie wstępne: Integracja natrysku parowego w celu wstępnego zwilżenia wstęgi wykładziny przed pofałdowaniem w celu poprawy wiązania

Źródło: Podręcznik techniczny FEFCO, Produkcja tektury falistej, 2021.

Produkcja chusteczek i wyrobów higienicznych

Produkcja bibuły i artykułów higienicznych – chusteczek do twarzy, rolek toaletowych, ręczników kuchennych i chusteczek nawilżanych – polega na rozwijaniu dużych rolek macierzystych (tambourów lub rolek jumbo) bibuły lub włókniny w linie przekształcające, które wytłaczają, składają, wycinają i pakują gotowy produkt. Rolki macierzyste w przetwarzaniu tkanki zazwyczaj mierzą Szerokość od 2000 do 5000 mm i do Średnica 3000 mm , przy wadze sieci tak niskiej jak 12 do 40 g/m² -- czyniąc bibułkę jednym z najtrudniejszych zastosowań w obsłudze wstęgi ze względu na ekstremalne połączenie bardzo dużych wymiarów rolki i bardzo małej wytrzymałości na rozciąganie wstęgi.

Ponieważ wstęga tkanki może pęknąć przy naprężeniu wstęgi tak niskim jak 2 do 5 N/m szerokości odwijak obrotowy musi utrzymywać napięcie z wyjątkową dokładnością — skok naprężenia, który byłby nieistotny na linii folii opakowaniowej, natychmiast przerwałby wstęgę bibułki. Dlatego w liniach przetwarzających tkanki stosuje się odwijaki obrotowe kontrola napięcia ogniwa obciążnikowego w zamkniętej pętli zamiast kontroli napięcia w oparciu o tancerza, ponieważ ogniwa obciążnikowe zapewniają szybszy i bardziej precyzyjny pomiar napięcia przy bardzo niskich siłach naprężających (źródło: INDA, Nonwneds and Tissue Converting Technology Primer, 2020).

Produkcja chusteczek do wycierania na mokro dodatkowo komplikuje obsługę włókniny – zwykle materiału spunlaced lub airlaid o gramaturze od 30 do 80 g/m2 – która ma niższą sztywność niż bibułka i jest bardziej podatna na falowanie krawędzi i dryfowanie boczne podczas odwijania. Odwijaki obrotowe w liniach do przetwarzania chusteczek na mokro układy kierownicze z prowadzeniem krawędziowym -- napędzane serwo siłowniki boczne, które w sposób ciągły zmieniają położenie całej ramy odwijaka, aby utrzymać krawędź wstęgi w stałym położeniu bocznym, zapobiegając przesunięciu krawędzi, które mogłoby spowodować niewspółosiowość w dalszych stacjach składania i cięcia.

Konwersja włókniny

Włókniny – spunbond, Meltblown, spunlace, igłowane i termobondowane – są stosowane w medycznych jednorazowych artykułach, mediach filtracyjnych, geowłókninach, elementach wnętrz pojazdów i membranach budowlanych. Przekształcanie tych materiałów w gotowe produkty obejmuje procesy obejmujące cięcie wzdłużne, laminowanie, drukowanie, sztancowanie i łączenie ultradźwiękowe, a wszystkie te procesy wymagają kontrolowanego podawania wstęgi z rolki.

Przetwarzanie włókniny wiąże się z wyzwaniami związanymi z odwijaniem, które znacznie różnią się od zastosowań związanych z papierem lub folią. Włókniny mają znacznie niższy moduł sprężystości niż folie papierowe lub polimerowe, co oznacza, że rozciągają się łatwiej pod wpływem naprężenia. Ta elastyczność oznacza, że ​​kontrola naprężenia musi być bardziej dynamiczna – pętla sterująca odwijaka musi reagować szybciej, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się zmian naprężenia w tkaninę w postaci zmian szerokości (przeszywania), które mogłyby spowodować wady wymiarowe gotowego produktu.

Przetwarzanie włóknin medycznych – zasłon chirurgicznych, materiału fartucha izolacyjnego i środków filtracyjnych do ochrony dróg oddechowych – odbywa się w pomieszczeniach czystych lub w kontrolowanych warunkach, które nakładają dodatkowe wymagania sprzętowe. Odwijarki obrotowe do tych zastosowań muszą być zbudowane z materiałów, które nie generują zanieczyszczeń w postaci cząstek, nadawać się do czyszczenia izopropanolem lub innymi zatwierdzonymi środkami odkażającymi, a w niektórych przypadkach posiadać certyfikat do pracy w pomieszczeniach czystych klasy 7 lub klasy ISO 8.

Nasz Odwijak obrotowy został zaprojektowany do pełnego zakresu zastosowań w przetwarzaniu włóknin, z systemami kontroli naprężenia konfigurowalnymi pod kątem niskich napięć i wysokiej elastyczności materiałów typu spunbond i rozdmuchiwanych ze stopu oraz dostępnych projektów konstrukcyjnych, aby spełnić wymagania dotyczące zgodności z pomieszczeniami czystymi.

Rodzaj materiału włókninowego Podstawowy zakres gramatury (gsm) Typowy zakres naprężenia (N/m) Podstawowy proces konwersji
Spunbond PP 10-150 g/m² 5-80 N/m Laminowanie produktów higienicznych, przetwarzanie medyczne
Meltblown PP 15-60 g/m² 3-20 N/m Laminowanie mediów filtracyjnych, produkcja masek
Spunlaced (splątany wodnie) 30-120 g/m² 10-60 N/m Chusteczki nawilżane konwertujące, chusteczki medyczne
Igłowany 100-800 g/m² 50-300 N/m Cięcie geowłókniny, przetwarzanie filcu samochodowego
Zgrzewane termicznie 15-100 g/m² 8-50 N/m Higieniczne przetwarzanie warstwy wierzchniej, filtracja

Gramatura podstawowa i zakresy naprężenia w oparciu o podkład INDA Nonggeding Technology Primer, 2020 i specyfikacje procesów przemysłowych.

Cięcie taśm technicznych i folii

Cięcie wzdłużne – proces cięcia szerokiej głównej rolki materiału na wiele węższych rolek jednocześnie – to masowe zastosowanie w odwijarkach obrotowych w branży przetwórstwa taśm, folii i folii. Rolka główna (zwana także rolką młyńską lub rolką jumbo) jest montowana na obrotowej odwijarce i podawana przez krajarkę, która wykorzystuje żyletki, noże ścinające lub metody cięcia nacinającego w celu podzielenia wstęgi na poszczególne szerokości szczelin, które są jednocześnie przewijane na oddzielne rdzenie.

Linie krajalniczo-przewijające pracują z prędkością ok 300 do 1200 metrów na minutę do cięcia wzdłużnego folii i folii, z naprężeniami wstęgi, które muszą być utrzymywane w wąskich tolerancjach, aby zapewnić jednakową szerokość szczeliny i czyste cięcia o prostokątnych krawędziach. Zmiany naprężenia podczas rozcinania powodują, że wstęga przemieszcza się bocznie pomiędzy stanowiskami noży, powodując zmiany szerokości szczeliny – jest to wada powodująca problemy z odwijaniem w dalszym ciągu urządzenia przetwarzającego klienta.

Techniczne cięcie taśmy — przekształcanie rolek wzorcowych taśmy samoprzylepnej, taśmy dwustronnej i taśmy piankowej — dodatkowo komplikuje powierzchnie wstęg pokryte klejem. Klej powoduje zwiększone tarcie o prowadnice i rolki, co może powodować skoki naprężenia, jeśli odwijak nie jest w stanie szybko tego skompensować. Dlatego też odwijarki do cięcia taśmy są zazwyczaj wyposażone w bezdotykowe systemy pomiaru napięcia które wykrywają napięcie bez dodatkowego tarcia lub oporu spowodowanego kontaktem czujnika z powierzchnią wstęgi wrażliwą na klej.

Specyfikacje odwijaka do cięcia wzdłużnego

  • Cięcie folii aluminiowej: Napięcie wstęgi zazwyczaj od 5 do 30 N/m; średnica rolki wzorcowej do 1200 mm; prędkość do 800 m/min; trzpień wspornikowy wymagany do ładowania rolek z jednego końca
  • Cięcie folii BOPP i BOPET: Naprężenie 10 do 60 N/m; prędkość do 1200 m/min; kontrola elektrostatyczna wymagana do obsługi cienkich folii; statyczne pręty neutralizujące zintegrowane z sekcją odwijaka
  • Dwustronna taśma piankowa: Naprężenie 20 do 80 N/m; niska prędkość (30 do 100 m/min) ze względu na ściśliwość pianki; rolki prowadzące pokryte silikonem zapobiegają przenoszeniu kleju
  • Folie specjalistyczne (optyczne, barierowe): Bardzo niskie napięcie (2 do 15 N/m), aby uniknąć rozciągania; konstrukcja dostosowana do pomieszczeń czystych; rozpraszające statycznie powierzchnie rolek

Źródło: Magazyn Converting, Przegląd technologii krajarek i przewijarek, 2022.

Formularze ciągłe i druk komercyjny

Ciągłe drukowanie formularzy — produkcja wieloczęściowych formularzy biznesowych, przesyłek reklamowych, dokumentów transakcyjnych i cyfrowych wydruków na żądanie — wykorzystuje maszyny offsetowe zwojowe, cyfrowe drukarki atramentowe lub elektrofotograficzne, które wymagają precyzyjnej kontroli naprężenia wstęgi papieru w całej strefie drukowania. Komercyjne maszyny offsetowe zwojowe drukujące gazety, czasopisma i druk komercyjny z prędkością ok 600 do 900 stóp na minutę (180 do 275 m/min) używaj odwijarek obrotowych, które muszą obsługiwać rolki papieru gazetowego, papieru powlekanego i superkalandrowanego o wadze do 1200 kg i mierzący 1500 mm średnicy (źródło: Printing Industries of America, Web Offset Technology Guide, 2020).

Cyfrowe drukarki atramentowe rolowe – kategoria zastosowań o coraz większym znaczeniu – działają z prędkością od 100 do 300 m/min na wstęgach papieru o szerokości od 300 do 800 mm i drukują zmienne dane w rozdzielczości od 600 do 1200 dpi. W uchwałach tych zmiana napięcia wstęgi większa niż 3 do 5% powoduje widoczne pasy na jednolitych obszarach druku, ponieważ zmiana naprężenia natychmiastowo zmienia prędkość wstęgi w strefie drukowania, powodując przesunięcie miejsca kropli atramentu o ułamek milimetra w stosunku do zamierzonej pozycji. Odwijak obrotowy musi dostarczać stabilną naprężenie wstęgę do strefy drukowania ze stałą prędkością, aby zachować dokładność umieszczania kropli wymaganą w druku cyfrowym o wysokiej rozdzielczości.

Wykorzystanie instalacji prasowych gazet poziome odwijaki obrotowe dwuwałowe z automatycznymi systemami ładowania rolek — duża przepustowość prasy gazetowej (jedna zmiana rolki co 15 do 25 minut przy pełnej prędkości) sprawia, że każdy proces ręcznej zmiany rolek staje się wąskim gardłem w produkcji. Zautomatyzowane wózki do rolek i ładowarki trzpieniowe zintegrowane z odwijakiem obrotowym skracają czas wymiany rolek z 4 do 5 minut (ręcznie) do poniżej 90 sekund dla sekwencji splotów w locie (źródło: WAN-IFRA, Raport techniczny World Newspaper, 2021).

Produkcja akumulatorów i ogniw słonecznych

Zaawansowane zastosowania produkcyjne odwijarek obrotowych obejmują cięcie i powlekanie elektrod do produkcji akumulatorów litowo-jonowych oraz przetwarzanie folii fotowoltaicznych (PV) i materiałów kapsułkujących w produkcji paneli słonecznych. Należą one do najbardziej wymagających technicznie zastosowań odwijania, ponieważ podłoża je posiadają wyjątkowo wąskie tolerancje wymiarowe a przetworzone produkty mają wysoką wartość jednostkową, co sprawia, że straty złomu są bardzo kosztowne.

Podczas produkcji elektrod do akumulatorów litowo-jonowych folie anodowe i katodowe – folia miedziana (o grubości od 8 do 12 mikronów) w przypadku anody i folia aluminiowa (10 do 20 mikronów) w przypadku katody, obie pokryte materiałami aktywnymi – są cięte z szerokich rolek wzorcowych na wąskie paski elektrod i nawijane na ogniwa. Folia miedziana używana do produkcji anod jest tak cienka, że napięcie wstęgi musi być kontrolowane z dokładnością do plus minus 1 N/m aby zapobiec rozciąganiu, które mogłoby zmienić wymiary elektrody i wpłynąć na pojemność ogniwa. Odwijaki obrotowe do cięcia elektrod są wyposażone w ultraczułe systemy ogniw obciążnikowych i działają w czystych, suchych pomieszczeniach (punkt rosy poniżej -40 stopni C), aby zapobiec wchłanianiu wilgoci przez higroskopijne materiały elektrod (źródło: Journal of Power Sources, Battery Manufacturing Process Review, 2021;506:230186).

Przetwarzanie tylnej warstwy fotowoltaicznej – cięcie i laminowanie wielowarstwowych folii polimerowych chroniących tył modułów fotowoltaicznych – wymaga przenoszenia materiałów o szerokości 1000 do 1300 mm i średnicach rolek do 1000 mm przy prędkościach wstęgi od 20 do 50 m/min. Wymagania dotyczące trwałości zewnętrznej folii fotowoltaicznej (25 lat żywotności) oznaczają, że wszelkie wady powierzchni powstałe podczas przetwarzania – zadrapanie od rolki prowadzącej, zmarszczka naprężeniowa wciśnięta podczas przewijania – stanowią zagrożenie dla długoterminowej niezawodności. Odwijaki obrotowe w tym zastosowaniu wykorzystują ultra gładkie rolki z anodyzowanego aluminium lub chromowane i utrzymują niskie napięcie wstęgi, aby zminimalizować nacisk powierzchniowy.

Konwersja tekstyliów i tkanin technicznych

Tkaniny i dzianiny – od tekstyliów odzieżowych po materiały techniczne, takie jak tkanina wzmacniająca aramid, tkanina z włókna szklanego i prepreg z włókna węglowego – wymagają odwijarek obrotowych w procesach obejmujących drukowanie tkanin, powlekanie, laminowanie i cięcie. Obsługa wstęgi tekstylnej różni się od zastosowań papieru i folii pod kilkoma ważnymi względami, które wpływają na wymagania projektowe odwijarki:

  • Rozciągliwość tkaniny: Większość tkanin pod wpływem naprężenia rozciąga się w kierunku poprzecznym do maszyny, powodując zmniejszenie szerokości (wciąganie). Odwijarki obrotowe do zastosowań tekstylnych muszą działać przy niższych wartościach zadanych naprężenia i posiadać funkcję wykrywania krawędzi w celu monitorowania zmian szerokości w czasie rzeczywistym.
  • Zmiana twardości walca: Rolki tekstylne są często nawijane z niejednolitą twardością ze względu na ściśliwy charakter tkaniny. Miękkie lub twarde miejsca na rolce powodują natychmiastowe skoki naprężenia, gdy nawinięte warstwy o różnej twardości przechodzą nad trzpieniem, co wymaga, aby kontrola naprężenia odwijaka działała z szybkością wynoszącą 10 do 20 Hz lub więcej .
  • Dopasowanie rdzenia: Rolki tekstylne są często nawijane na tuleje tekturowe z mniej precyzyjnymi tolerancjami średnicy wewnętrznej niż rolki papieru lub folii, co wymaga stosowania trzpieni rozprężnych o regulowanej średnicy na odwijaku obrotowym, aby zapewnić bezpieczne połączenie uchwytu w całym zakresie średnic wewnętrznych rdzeni spotykanych w produkcji.

Prepreg z włókna węglowego – bardzo cenny materiał stosowany w elementach konstrukcyjnych przemysłu lotniczego i samochodowego – stanowi najbardziej wymagającą aplikację do rozwijania tekstyliów. Rolki prepregu należy odwijać w temperaturze od 15 do 20 stopni C (utrzymywanej w obudowie o kontrolowanej temperaturze wokół stojaka na rolki) i przy bardzo niskim naprężeniu, aby zapobiec uszkodzeniu włókien. Pęknięte włókno węglowe w warstwie prepregu powoduje koncentrację naprężeń w utwardzonej części kompozytowej, która może spowodować uszkodzenie konstrukcji pod obciążeniem, co sprawia, że ​​dokładność kontroli naprężenia jest bezpośrednim problemem związanym z bezpieczeństwem produktu, a nie tylko miernikiem jakości.

Porównanie konfiguracji odwijarek obrotowych według zastosowania

Nie wszystkie odwijaki obrotowe są zbudowane w tej samej konfiguracji. Wybór architektury odwijarki – pojedynczy wał, podwójny wał, głowica rewolwerowa lub orientacja pozioma lub pionowa – zależy od specyficznych wymagań każdego zastosowania:

Konfiguracja Metoda zmiany rolki Najlepsze aplikacje Kluczowa zaleta
Jednowałowy (wspornik) Ręczne lub automatyczne zatrzymanie i załadunek Konwersja z niską prędkością, zastosowania w dużych rolkach, środowiska pomieszczeń czystych Prosta, sztywna konstrukcja; łatwe czyszczenie; mieści bardzo ciężkie rolki
Dwuwałowy (dwustanowiskowy) Splot półlatający lub pełny splot latający Druk etykiet, cięcie folii, opakowania elastyczne Załaduj nową rolkę podczas pracy; latające złącze eliminuje przestoje produkcyjne
Wieżyczka (ramię obrotowe) Automatyczne łączenie w locie z pełną prędkością Szybki druk gazet, bibułek i formularzy ciągłych W pełni automatyczna zmiana rolek; najwyższa produktywność; minimalna interwencja operatora
Montowany poziomo do podłogi Rolka ładowana z poziomu podłogi za pomocą wózka widłowego lub AGV Wyściółka z tektury falistej o szerokiej wstędze, grube rolki włókniny Niska wysokość załadunku; kompatybilny ze standardowym transportem materiału roślinnego
Nad głową (na podwyższeniu) Rolka ładowana z suwnicy Bardzo ciężkie duże rolki bibułkowe, szerokie rolki tkane Zwalnia miejsce na podłodze; ładowany dźwigiem; pasuje do obiektów wysokiego składowania

Opisy konfiguracji oparte na standardowych projektach branżowych, zgodnie z dokumentacją TAPPI TIP 0404-20 i dokumentacją techniczną magazynu Converting, 2022.

Kluczowe kryteria wyboru przy określaniu odwijaka obrotowego

Wybór właściwej odwijarki obrotowej do konkretnego zastosowania wymaga oceny sześciu parametrów technicznych, które decydują o tym, czy urządzenie spełni wymagania technologiczne planowanej linii przetwórczej:

  • Maksymalna waga i średnica rolki: Rama odwijarki, zespoły łożysk i trzpień muszą być przystosowane do najcięższej rolki używanej w danym zastosowaniu. Niewymiarowe parametry konstrukcyjne powodują zużycie łożysk i ugięcie wału, co powoduje zmiany naprężenia i problemy z śledzeniem wstęgi.
  • Zakres szerokości wstęgi: Długość trzpienia, szerokość rolki prowadzącej oraz rozpiętość tancerza lub ogniwa obciążnikowego muszą uwzględniać zakres szerokości wstęgi, którą należy uruchomić. Czujniki krawędzi i prowadnice wstęgi muszą być również skonfigurowane dla zakresu szerokości.
  • Zakres naprężenia i dokładność sterowania: Określ minimalne i maksymalne wymagane napięcie w N/m lub N ogółem. System sterowania musi osiągać wymaganą dokładność – zazwyczaj plus/minus 2 do 5% w przypadku ogólnego przetwarzania, plus minus 1% lub więcej w przypadku druku precyzyjnego i zastosowań elektrod akumulatorowych.
  • Zakres prędkości roboczej: Napęd obrotowej odwijarki musi zapewniać stabilną kontrolę naciągu od minimalnej prędkości pełzania aż do maksymalnej prędkości roboczej linii, przy płynnym przyspieszaniu i zwalnianiu.
  • Metoda łączenia: Określ, czy wymagane jest łączenie ręczne, łączenie półautomatyczne (zmniejszona prędkość) czy łączenie w pełnym locie przy prędkości roboczej, w oparciu o częstotliwość wymiany rolek i akceptowalny czas przestoju w produkcji.
  • Specjalne wymagania środowiskowe: Kompatybilność z pomieszczeniami czystymi, przeciwwybuchowe systemy elektryczne do środowisk rozpuszczalników, konstrukcja ze stali nierdzewnej do zastosowań w kontakcie z żywnością lub obudowa o kontrolowanej temperaturze dla materiałów wrażliwych na temperaturę.

Nasz Odwijak obrotowy jest dostępny w konfiguracjach pokrywających pełen zakres tych wymagań — od jednowałowych modeli z ręcznym ładowaniem do zastosowań specjalistycznych przy niskich prędkościach po w pełni zautomatyzowane konstrukcje wieżowe z możliwością łączenia w locie dla szybkich linii produkcyjnych ciągłych. Dostępne jest wsparcie inżynieryjne umożliwiające dopasowanie prawidłowej konfiguracji i specyfikacji sterowania do konkretnego materiału sieciowego, wymagań dotyczących naprężenia i docelowej prędkości produkcji.

Skontaktuj się z nami

Skontaktuj się z nami