Phương pháp loại bỏ và tối ưu hóa quy trình cắt gờ trên máy xẻ ruy băng

Tóm tắt: Trong quá trình cắt ruy băng, bavia ở mép cắt là một vấn đề thường gặp ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và kết quả in ấn sau này. Bắt đầu từ nguyên nhân gây ra bavia, bài báo này phân tích một cách hệ thống các yếu tố ảnh hưởng như tình trạng dụng cụ, thông số cắt, đặc tính vật liệu và độ chính xác của thiết bị, đồng thời đề xuất các biện pháp loại bỏ và phương án tối ưu hóa quy trình tương ứng để cung cấp tài liệu tham khảo cho việc kiểm soát chất lượng của các nhà sản xuất ruy băng.

1. Giới thiệu

Ruy băng (ruy băng truyền nhiệt) được sử dụng rộng rãi trong in mã vạch, làm nhãn và các lĩnh vực khác. Cắt rãnh là một trong những quy trình quan trọng trong sản xuất ruy băng, và chất lượng cắt rãnh ảnh hưởng trực tiếp đến hình thức, độ ổn định và tuổi thọ đầu in của sản phẩm. Các gờ thừa khi cắt không chỉ gây ra các cạnh không đều và bong tróc lớp phủ, mà còn có thể làm xước đầu in trong quá trình sử dụng, gây ra các sự cố nghiêm trọng về chất lượng. Do đó, việc loại bỏ các gờ thừa trong quá trình cắt rãnh ruy băng có ý nghĩa kỹ thuật rất quan trọng.

2. Các nguyên nhân chính gây ra gờ

2.1 Các yếu tố công cụ

• Xử lý bề mặt dụng cụ:Sau thời gian dài sử dụng, lưỡi dao tròn hoặc dao dẹt sẽ bị mài mòn li ti, khiến việc cắt gọt trở nên khó khăn.

• Khe hở dụng cụ không phù hợpKhoảng hở giữa lưỡi dao trên và dưới không được điều chỉnh phù hợp với độ dày của vật liệu, dẫn đến hiện tượng rách thay vì cắt.

• Vật liệu dụng cụ không phù hợpĐối với các loại ruy băng có lớp phủ hoặc màng nền có độ bền cao, các dụng cụ HSS thông thường dễ bị tạo gờ bám dính.

2.2 Cài đặt thông số cắt không hợp lý

• Biến động kiểm soát căng thẳng: Lực căng khi cuộn hoặc tháo ruy băng quá lớn/quá nhỏ, khiến ruy băng bị giãn hoặc chùng xuống tại điểm cắt, ảnh hưởng đến độ gọn gàng của đường cắt.

• Tốc độ cắt quá nhanh:Ở tốc độ cao, vật liệu không có đủ thời gian để vỡ đều, và dễ tạo thành các gờ hoặc vón cục do nóng chảy (khi hiệu ứng nhiệt đáng kể).

• Áp lực không đều lên con lăn: gây ra hiện tượng trượt ngang của dải ruy băng ở mép lưỡi cắt.

2.3 Tính chất vật liệu

• Lớp nền dạng dải (mylar) mỏng (thường dày 4,5–6μm) và có độ bền cao, đòi hỏi khả năng chịu lực cắt tức thời nghiêm ngặt.

• Sự khác biệt về độ bám dính giữa lớp phủ mực và lớp phủ nền có thể khiến các mảnh vụn lớp phủ bám vào các cạnh trong quá trình cắt.

2.4 Độ chính xác của thiết bị không đủ

• Các yếu tố cơ học như độ lệch tâm trục dao, mài mòn ổ bi và độ cứng không đủ của giá đỡ dụng cụ khiến quỹ đạo cắt không trùng khớp.

• Sự tích tụ tĩnh điện thu hút bụi và sợi vải, tạo thành "gờ giả".

3. Các biện pháp cụ thể để loại bỏ gờ

3.1 Lựa chọn và bảo trì dụng cụ

• Chọn dụng cụ làm từ vật liệu siêu cứngVí dụ như dao tròn làm bằng cacbua hoặc gốm, có khả năng chống mài mòn tốt hơn so với thép tốc độ cao thông thường.

• Mài dao thường xuyên:Nên mài trực tuyến hoặc ngoại tuyến sau mỗi 100.000 mét cắt hoặc khi chất lượng đường cắt giảm sút để giữ cho lưỡi dao sắc bén (bán kính cạnh ≤ 5 μm).

• Tối ưu hóa khoảng trống giữa dụng cụ và bề mặt:

◦ Cắt rãnh bằng dao trònPhần chồng lấp thường chiếm 10%–20% độ dày vật liệu, và khe hở ngang được kiểm soát ở mức 0,005–0,02mm.

◦ Cắt bằng dao cạoChọn lưỡi dao một mặt với góc độ phù hợp và giữ cho rãnh dao luôn sạch sẽ.

3.2 Tối ưu hóa các thông số của quá trình xẻ rãnh

3.3 Công nghệ hỗ trợ có nghĩa là gì

• Bộ khử tĩnh điện:Các thanh khử tĩnh điện AC hoặc xung được lắp đặt trước và sau lưỡi dao để ngăn ngừa sự bám dính của bụi bẩn.

• Thiết bị thổi/hút bụi: Một luồng khí nén sạch với áp suất 0,3–0,5 MPa được thổi về phía lưỡi dao, và vòi phun áp suất âm sẽ thu gom bụi mịn và các mảnh vụn.

• Phát hiện gờ trực tuyếnHệ thống kiểm tra bằng laser hoặc hình ảnh được sử dụng để cung cấp phản hồi kịp thời nhằm điều chỉnh các thông số hoặc cảnh báo về sự thay đổi công cụ.

3.4 Bảo trì độ chính xác của thiết bị

• Thường xuyên kiểm tra độ lệch tâm hướng tâm của trục dụng cụ (phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,01mm) và độ phẳng của giá đỡ dụng cụ.

• Hệ thống servo được sử dụng để dẫn động trục dụng cụ trên và dưới một cách độc lập nhằm tránh hiện tượng lệch pha do khe hở bánh răng gây ra.

• Đối với máy xẻ rãnh khổ rộng, nên cấu hình hệ thống cài đặt dụng cụ tự động để giảm thiểu sai sót do điều chỉnh dụng cụ thủ công.

4. Các trường hợp và tác động của quy trình

Một nhà sản xuất ruy băng đã cải tiến máy cắt ban đầu và thực hiện các biện pháp sau để giải quyết vấn đề gờ mép của ruy băng sáp có độ dày 4,5μm:

1. Thay thế dao tròn thép tốc độ cao thông thường ban đầu bằng dao tròn cacbua phủ (lớp phủ TiAlN);

2. Giảm tốc độ cắt từ 400 m/phút xuống 220 m/phút;

3. Thêm thanh ion hóa và thiết bị hút chân không dạng lưỡi dao;

4. Thực hiện kiểm tra độ lệch tâm hướng tâm của dụng cụ hàng tuần.

Kết quả cho thấy chiều dài gờ giảm từ mức trung bình ban đầu là 0,15–0,3mm xuống còn dưới 0,05mm, tỷ lệ khiếu nại của khách hàng giảm 76%, và tuổi thọ của dụng cụ cắt tăng khoảng 40%.

5. Kết luận

Loại bỏ các gờ sắc nhọn ở mép cắt trong máy cắt ruy băng đòi hỏi sự tối ưu hóa đồng bộ từ bốn khía cạnh: dụng cụ, quy trình, thiết bị và hệ thống phụ trợ. Chìa khóa là giữ cho dụng cụ luôn sắc bén, đảm bảo khe hở và lực căng phù hợp, kiểm soát tĩnh điện và bụi, và thường xuyên bảo trì độ chính xác của máy móc. Đối với các sản phẩm ruy băng cao cấp (ví dụ: ruy băng gốc nhựa, ruy băng hỗn hợp), cần xem xét các công nghệ không tiếp xúc như cắt bằng laser hoặc cắt bằng sóng siêu âm để loại bỏ hoàn toàn nguy cơ gờ sắc nhọn vốn có trong quá trình cắt cơ học.

Tài liệu tham khảo

[1] Zhang Lifeng, Wang Jianguo. Nghiên cứu về kiểm soát chất lượng cạnh trong quá trình cắt xẻ vật liệu màng mỏng[J]. Kỹ thuật đóng gói, 2020, 41(11): 178-183.

[2] Chen Hong, Li Weidong. Quy trình sản xuất và phân tích khuyết tật thường gặp của ruy băng truyền nhiệt[J]. Công nghệ in ấn, 2019(8): 45-48.

[3] Zhao Mingyuan. Ảnh hưởng của các thông số của bộ máy cắt rãnh chính xác đến chất lượng cắt cạnh[D]. Đại học Công nghệ Tây An, 2018: 32-45.

[4] Li Zhiqiang, Liu Wei. Ứng dụng công nghệ khử tĩnh điện trong xẻ cuộn dây[J]. Công nghệ tĩnh điện, 2021, 35(2): 22-26.

[5] Zhang Hua. Nghiên cứu về tối ưu hóa và triệt tiêu gờ của hệ thống điều khiển lực căng của máy xẻ tốc độ cao[J]. Thiết kế và chế tạo cơ khí, 2022(5): 112-116.

[6] ISO 18947:2014, Vật liệu hình ảnh – Ruy băng truyền nhiệt – Xác định độ sờn và mảnh vụn ở mép[S].