단위 시트 압출 라인의 모든 운반은 캘린더 스택과 다운스트림 장비 사이의 기계적 브리지에 의존합니다. 즉, 웹 폭 전체에 걸쳐 일관된 장력을 유지하면서 제어된 속도로 냉각된 시트를 캘린더 롤에서 당겨 빼냅니다. 단위 시트 압출에는 일반 압출 공정과 다른 특별한 고려 사항이 필요합니다. 겉보기 단순성(시트를 고정하는 한 쌍의 전동 롤)에도 불구하고 홀오프 장치의 장력 및 속도 동작은 시트가 감기 스테이션에 평평하고 치수적으로 안정적인지 또는 열성형 시 문제를 일으킬 수 있는 가장자리 웨이브, 중앙 배깅 및 잔류 응력으로 가득 차 있는지 여부를 직접적으로 결정합니다.
운반 기능은 더 넓은 범위에 적합합니다. 시트 압출 기술 프로세스 체인입니다. 각 섹션의 속도와 장력이 다이에서 최종 롤까지 제품 품질을 유지하기 위해 정확하게 조정되어야 하는
고무 롤 닙 디자인 및 그립 메커니즘
운반용 닙은 구동 강철 롤과 제어된 힘으로 시트를 함께 압착하는 공압식 고무로 덮인 롤로 구성됩니다. 고무 롤 커버(일반적으로 니트릴(NBR), 네오프렌(CR) 또는 실리콘)은 전체 시트 폭에 걸쳐 균일한 접촉 압력을 유지하는 데 필요한 규정 준수를 제공하여 사소한 롤 변형 및 시트 두께 변화를 보상합니다.
닙 압력 선택에는 균형이 필요합니다. 압력이 너무 적으면 시트가 롤에 대해 미끄러져 속도 동기화가 파괴되고 인장 불안정이 발생합니다. 압력이 너무 높으면 고무 커버가 과도하게 변형되어 PET와 같이 온도에 민감한 폴리머를 표시할 수 있는 닙에서 열이 발생하고 시간이 지남에 따라 롤 커버 성능이 저하될 수 있습니다.
일반적인 닙 로딩 범위:
시트 재료 |
닙 압력(N/mm) |
피복 경도계(쇼어 A) |
경질 PVC, HIPS |
3-6 |
70-80 |
PET, PETG |
2-4 |
60-70 |
PP, 체육 |
4-8 |
80-90 |
ABS, PC |
2-5 |
65-75 |
롤 직경도 운반 성능에 영향을 미칩니다. 더 큰 직경의 롤(150-300mm)은 시트와의 접촉 아크가 더 길어 그립력이 향상되고 미끄러짐을 방지하는 데 필요한 라인 압력이 감소합니다. 직경이 작은 롤은 바닥 공간을 덜 차지하지만 동일한 견인력을 얻으려면 더 높은 닙 하중이 필요합니다.
장력 조절 방법
운반 구간의 시트 장력은 좁은 범위(일반적으로 목표 값의 +/- 5-10%) 내에서 유지되어야 합니다. 이 범위 아래에서는 시트가 처지고 가장자리 웨이브가 발생합니다. 그 이상에서는 시트가 영구적으로 늘어나거나 목이 아래로 늘어져 두께가 줄어들고 폭이 줄어듭니다.
세 가지 장력 제어 전략이 일반적으로 사용됩니다.
그리기 제어 는 가장 간단한 접근 방식입니다. 홀오프는 캘린더 출력 속도보다 약간 높은 고정 속도로 실행되어 속도 차이를 통해 장력을 생성하는 일정한 연신 비율을 생성합니다. 이는 작은 장력 변화가 치수 품질에 최소한의 영향을 미치는 두껍고 단단한 시트에 적합합니다. 한계는 장력이 시트 온도, 두께 및 폴리머 점도에 따라 변한다는 점입니다. 연신 제어 방법은 이들 중 어느 것도 적극적으로 측정하거나 보상하지 않습니다.
로드 셀 피드백 제어는 캘린더와 홀오프 닙 사이의 시트 경로에 장력 감지 롤을 배치합니다. 로드 셀은 롤에 가해지는 총 하향 힘을 측정하며, 컨트롤러는 이를 시트 접촉 길이로 나누어 장력(단위 폭당 힘)으로 변환합니다. 그런 다음 컨트롤러는 장력 설정점을 유지하기 위해 운반 속도를 조절합니다. 이 폐쇄 루프 접근 방식은 점진적인 온도 드리프트 및 사소한 두께 변화를 포함하여 개방 루프 드로우 제어가 할 수 없는 공정 변화를 처리합니다.
댄서 롤 제어는 장력 변화를 흡수하기 위해 수직으로 움직이는 가중 또는 공압식 아이들러 롤을 사용합니다. 장력이 증가하면 댄서 롤이 올라갑니다. 장력이 감소하면 떨어집니다. 댄서의 위치 센서는 PID 루프를 통해 운반 속도를 구동합니다. 댄서 시스템은 가속 및 감속 시 탁월한 장력 안정성을 제공하므로 자주 출발하고 정지하는 라인에 널리 사용됩니다.
캘린더 및 와인더와의 속도 동기화
운반 장치는 캘린더, 운반 및 와인더의 3단계 속도 체인 내에서 작동합니다. 각 섹션은 하류 경로 전체에서 균일한 장력을 유지하기 위해 정밀하게 조정된 속도로 실행되어야 합니다.
정상 상태 작동 중에 홀오프는 일반적으로 시트 장력을 설정하기 위해 캘린더보다 0.5-2.0% 더 빠르게 실행됩니다. 그런 다음 와인더는 홀오프 속도에서 홀오프와 와인더 사이에 필요한 작은 장력 차이를 뺀 속도로 작동합니다. 이러한 속도 관계는 스레딩 속도(2-5m/min)부터 전체 생산 속도(라인 구성에 따라 50-150m/min)까지 전체 생산 속도 범위에서 유지되어야 합니다.
라인 속도가 변경되는 동안 속도 동기화가 중요해집니다. 운반이 캘린더보다 빠르게 가속되면 시트 장력이 급상승하고 웹이 파손될 수 있습니다. 속도가 느려지면 시트가 느슨해지고 주름이 생깁니다. 최신 시스템은 전자 기어 또는 ELS(전자 라인 샤프트) 제어를 사용합니다. 여기서 모든 다운스트림 드라이브는 개별적으로 조정 가능한 비율 설정점을 사용하여 단일 마스터 속도 기준을 따릅니다. 이를 통해 속도 전환이 모든 섹션에서 동시에 발생하여 가속 및 감속 램프 전체에서 장력 안정성이 유지됩니다.
일반적인 운반 구성
다양한 시트 압출 응용 분야에는 다양한 운반 장치가 필요합니다. 가장 일반적인 구성은 다음과 같습니다.
단일 닙 홀오프 —한 쌍의 전동 롤. 장력 정밀도 요구 사항이 보통 수준인 일반 시트 라인에 사용되는 가장 간단하고 비용 효율적인 배열입니다. 시트 자체의 강성이 웹 안정성을 유지하는 데 도움이 되는 두꺼운 시트(1mm 이상)에 적합합니다.
이중 닙 홀오프 - 짧은 자유 간격으로 분리된 두 개의 연속 닙 쌍. 첫 번째 닙은 주요 운반력을 제공하고, 두 번째 닙은 장력 격리 지점 역할을 하며 더 높은 라인 속도에서 일관된 그립을 보장합니다. 이중 닙 구성은 단일 닙 장치보다 얇은 게이지 시트(0.5mm 미만)를 더 안정적으로 처리합니다. 두 번째 닙이 첫 번째 닙에서 발생할 수 있는 미끄러짐이 하류로 전파되는 것을 방지하기 때문입니다.
수평 대 수직 방향 - 수직 운반(시트가 캘린더에서 위쪽으로 이동)은 바닥 공간을 절약하고 시트 경로를 짧게 유지하여 온도에 민감한 재료의 열 손실을 줄입니다. 수평 운반(시트가 수평으로 이동)은 시동 시 나사를 끼우기가 더 쉽고 유지 관리에 더 나은 접근을 제공합니다.
운반물이 다운스트림 장비로 어떻게 공급되는지 이해하는 것이 필수적입니다. 센터 와인더, 표면 와인더 및 표면 와인더는 모두 일관된 장력과 속도의 리시빙 시트에 의존합니다. 홀오프 단계에서 발생한 결함은 텔레스코핑, 주름 또는 압착 손상으로 감긴 롤에 직접 전파됩니다.
운반 문제 해결
대부분의 운반 문제는 기계적 마모나 제어 시스템 드리프트로 인해 발생합니다. 고무 롤 커버는 시간이 지나면서 UV에 노출되면 단단해지며 그립 특성이 사라집니다. 이전에 안정된 라인에서 닙 미끄러짐이 발생하기 시작하면 롤 커버 상태를 가장 먼저 의심해야 합니다. 대부분의 고무 커버는 작동 온도와 폴리머 유형에 따라 12~24개월마다 교체해야 합니다.
와인더 장력 문제 시트는 증상이 와인더에 나타나더라도 종종 운반 섹션의 상류에서 발생합니다. 장력 스파이크, 진동 또는 운반 시 점진적인 드리프트는 롤이 고객의 열성형 시설에서 풀릴 때까지 눈에 띄지 않을 수 있는 권선 결함으로 직접 변환됩니다.
홀오프 장치는 캘린더 스택과 와인딩 스테이션 사이의 임계 속도 및 인장 브리지 역할을 하며, 이는 시트 평탄도, 치수 안정성 및 최종 롤 품질에 직접적인 영향을 미치는 역할입니다. JWELL의 운반 장치는 폐쇄 루프 장력 피드백을 갖춘 서보 구동 고무 롤 닙을 특징으로 하며 5~100m/분의 라인 속도에서 시트 장력을 ±0.5N 이내로 유지합니다. 이는 동기화되지 않은 시스템에서 흔히 발생하는 가장자리 웨이브 및 중앙 배깅 결함을 방지하는 일관성 수준입니다.
FAQ
운반 시 압출 시트에 가장자리 파도가 발생하는 원인은 무엇입니까?
가장자리 파동은 일반적으로 시트 폭 전체에 걸쳐 불충분하거나 불균일한 장력으로 인해 발생합니다. 홀오프 닙 압력이 너무 낮으면 시트가 중앙을 잡는 동안 가장자리에서 미끄러질 수 있으며, 이는 중앙을 가장자리보다 더 단단하게 당기는 차등 장력을 생성합니다. 롤 커버 마모, 닙 압력 불균형 또는 시트 너비와 더 이상 일치하지 않는 크라운 롤이 모두 원인이 될 수 있습니다. 일반적으로 닙 압력을 균일하게 높이고 롤 커버 상태를 확인하면 문제가 해결됩니다.
운반 속도는 캘린더와 어떻게 동기화됩니까?
최신 시스템은 모든 드라이브가 단일 마스터 속도 기준을 따르는 전자 라인 샤프트(ELS) 제어를 사용합니다. 운반용 드라이브는 비율 설정점(일반적으로 1.005-1.020x 캘린더 속도)을 곱한 마스터 속도 신호를 수신합니다. 가속 및 감속 중에 모든 드라이브는 일정한 장력을 유지하기 위해 조정된 속도로 동시에 증가합니다. 이전 라인은 수동 비율 조정과 함께 아날로그 속도 참조를 사용할 수 있습니다.
운반용 롤 커버에 가장 적합한 고무 소재는 무엇입니까?
니트릴(NBR) 커버는 대부분의 범용 시트 압출을 처리하고 우수한 내마모성을 제공합니다. 고온 응용 분야의 경우 네오프렌(CR) 또는 EPDM 커버가 더 나은 내열성을 제공합니다. 실리콘 커버는 광학 등급 시트와 같이 자국이 남지 않는 접촉이 중요한 곳에 사용됩니다. 경도계 선택(60-90 Shore A)은 시트 강성과 일치해야 합니다. 얇고 유연한 시트의 경우 더 부드러운 커버, 두껍고 단단한 시트의 경우 더 단단한 커버입니다.
단일 운반으로 여러 시트 너비를 처리할 수 있습니까?
예, 고무 롤 너비가 최대 시트 너비를 초과하는 경우 가능합니다. 일부 운반용 장치는 다양한 시트 폭에 대해 닙 맞물림을 최적화하기 위해 조정 가능한 측면 위치 조정 기능을 갖추고 있습니다. 폭이 넓은 라인에서 분할된 닙 로딩(고무 롤이 독립적으로 가압된 섹션으로 나누어짐)은 적절한 총 그립력을 유지하면서 좁은 시트에 과도한 가장자리 로딩을 방지합니다.
