La machine à film à bulles haute vitesse est largement utilisée dans l'industrie de l'emballage pour produire des films à bulles, essentiels à la protection et au calage de divers produits. Comprendre son fonctionnement est essentiel pour garantir une production efficace et de haute qualité. Cet article détaille le processus de fabrication de cette machine de manière claire et structurée, couvrant chaque étape, de la préparation des matières premières à la livraison du produit final.
I. Étape de préparation des matières premières
Approvisionnement et inspection des matières premières
Tout d'abord, les granulés de résine de polyéthylène (PE) appropriés, principale matière première pour la production de films à bulles, sont achetés en fonction des besoins de production. À leur arrivée en usine, des contrôles qualité rigoureux sont effectués pour vérifier des indicateurs clés tels que l'uniformité, la pureté et l'indice de fusion des granulés afin de garantir leur conformité aux exigences de production. Par exemple, un indice de fusion trop élevé peut rendre le film à bulles trop mou et difficile à former pendant la production ; un indice trop bas augmente la difficulté de traitement, affectant ainsi l'efficacité de la production. Ces contrôles garantissent la stabilité de la qualité des matières premières, constituant ainsi une base fiable pour la production ultérieure.
Traitement de séchage des matières premières
Si la matière première contient trop d'humidité, des défauts tels que des bulles et des trous apparaîtront lors du traitement, affectant la qualité et les performances du film à bulles. Par conséquent, les granulés de résine PE achetés sont généralement placés dans un séchoir pour un traitement de séchage afin de réduire la teneur en humidité à un niveau donné. La température et la durée de séchage doivent être contrôlées avec précision en fonction des caractéristiques de la matière première. Généralement, la température de séchage se situe entre 60 °C et 80 °C, et la durée de séchage est de 2 à 4 heures afin de garantir un séchage complet de la matière première sans dégradation thermique.
II. Étape de moulage par extrusion
Préchauffage et démarrage de l'extrudeuse
La matière première séchée est introduite dans la trémie de l'extrudeuse de la machine à film à bulles à grande vitesse. Avant le démarrage de l'extrudeuse, le cylindre, la vis, la tête de filière et les autres pièces connexes doivent être préchauffés. La température de préchauffage augmente généralement progressivement de la trémie à la tête de filière, généralement entre 150 °C et 220 °C, et est ajustée en fonction de la formule de la matière première et des spécifications du produit. Le préchauffage a pour but de permettre à la matière première de fondre rapidement et de former une masse fondue uniforme après son passage dans la vis, facilitant ainsi les opérations d'extrusion ultérieures. Lorsque la température de chaque pièce atteint la valeur de consigne et se stabilise, le moteur de l'extrudeuse démarre et la vis commence à tourner à basse vitesse, propulsant progressivement la matière première vers l'avant.
Extrusion à vis et plastification
Lors de la rotation de la vis, la matière première est soumise à un cisaillement, une extrusion et une friction intenses dans le fourreau, fondant et se plastifiant progressivement. La conception de la structure de la vis est cruciale pour l'effet de plastification de la matière première. Une vis à changement progressif est généralement adoptée, la profondeur de la rainure diminuant progressivement de la section d'alimentation à la section de dosage, ce qui permet de comprimer, mélanger et plastifier efficacement la matière première, uniformisant ainsi la température, la pression et la viscosité de la masse fondue. Pendant le processus d'extrusion, une attention particulière doit être portée aux variations de paramètres tels que la pression, la température et le courant de l'extrudeuse afin d'en assurer la stabilité. Une pression trop élevée peut indiquer un colmatage de la tête de filière ou du filtre, nécessitant un arrêt rapide de la machine à film à bulles pour un nettoyage. Une température trop élevée peut entraîner la décomposition de la matière première, affectant la qualité du produit. La vitesse de la vis ou la température de chauffage doivent alors être réduites en conséquence.
Moulage par extrusion de têtes de filière
La matière fondue plastifiée est poussée par la vis vers la tête de filière. La tête de filière est un élément clé du moulage de films à bulles, dont la conception interne détermine la forme et la taille. À l'intérieur de la tête de filière, la matière fondue traverse des canaux d'écoulement et des matrices spécifiques pour former un film d'une largeur et d'une épaisseur spécifiques. Parallèlement, la tête de filière est équipée d'un dispositif de soufflage qui injecte de l'air uniformément dans le film pour former des bulles. La pression et le débit de soufflage doivent être contrôlés avec précision en fonction des exigences de taille et de densité des bulles. Généralement, la pression de soufflage est comprise entre 0,1 MPa et 0,3 MPa, et le débit entre 100 L/min et 300 L/min. En ajustant la température, la pression et les paramètres de soufflage de la tête de filière, il est possible de produire des films à bulles aux spécifications et performances variées.
III. Étape de refroidissement et de mise en forme
Sélection de la méthode de refroidissement
Le film à bulles extrudé par la tête de filière présente une température relativement élevée et doit être refroidi et mis en forme pour stabiliser sa forme et ses performances. Il existe deux méthodes de refroidissement courantes : le refroidissement par air et le refroidissement par eau. Le refroidissement par air utilise l'air froid généré par une soufflerie pour refroidir le film à bulles. Cette méthode est simple à utiliser et peu coûteuse, mais sa vitesse de refroidissement est relativement lente et convient à la production de films à bulles plus fins. Le refroidissement par eau refroidit directement le film à bulles par circulation d'eau, ce qui permet un refroidissement rapide et une amélioration significative de l'efficacité de la production. Cependant, un système de circulation d'eau et un dispositif de séchage adaptés doivent être installés pour éviter que l'eau résiduelle à la surface du film à bulles n'affecte la qualité du produit. En production réelle, la méthode de refroidissement appropriée peut être choisie en fonction de facteurs tels que l'épaisseur, la vitesse de production et les conditions de l'équipement du produit.
Contrôle du processus de refroidissement
Quelle que soit la méthode de refroidissement utilisée, le processus de refroidissement doit être contrôlé avec précision afin de garantir un refroidissement uniforme du film à bulles, évitant ainsi les problèmes tels que le rétrécissement de la surface du film, la déformation ou la concentration de contraintes causés par un refroidissement irrégulier. Pour le refroidissement par air, la vitesse et la direction du ventilateur doivent être ajustées de manière raisonnable afin que l'air froid recouvre uniformément la surface du film à bulles ; pour le refroidissement par eau, la température, le débit et la pression de l'eau en circulation doivent être contrôlés afin d'assurer la stabilité du refroidissement. Parallèlement, il convient de veiller à la tension de traction du film à bulles pendant le refroidissement afin d'éviter sa rupture due à une tension excessive ou son relâchement dû à une tension insuffisante. Généralement, la tension de traction est comprise entre 5 N et 15 N et est ajustée en fonction de l'épaisseur et de la largeur du film à bulles.
IV. Étape de traction et d'enroulement
Fonction du dispositif de traction
Après refroidissement et mise en forme, le film à bulles doit être transporté vers l'avant par le dispositif de traction. Le rôle de ce dispositif est non seulement de fournir une force de traction pour une production continue et stable du film à bulles, mais aussi de l'étirer afin d'ajuster son orientation longitudinale et ses propriétés physiques. La vitesse de traction affecte directement l'épaisseur et le taux d'étirage du film à bulles. Généralement, la vitesse de traction est légèrement supérieure à la vitesse d'extrusion afin de garantir un étirement modéré du film à bulles. Par exemple, une augmentation de la vitesse de traction de 10 à 20 % entraîne une diminution de l'épaisseur du film à bulles et une augmentation de la résistance à la traction, mais une légère diminution de la ténacité. Par conséquent, lors du processus de production, le rapport entre la vitesse de traction et la vitesse d'extrusion doit être ajusté de manière raisonnable en fonction des exigences de performance du produit.
Points clés de l'opération de bobinage
Le film à bulles étiré est enfin enroulé et emballé. La qualité de l'enroulement influence directement l'apparence et la facilité d'utilisation du produit. Lors de l'enroulement, il est essentiel de veiller à ce que le film soit enroulé proprement et fermement sur le mandrin, afin d'éviter tout problème de relâchement, de décentrage ou de froissement. C'est pourquoi le dispositif d'enroulement est généralement équipé d'un système de contrôle de la tension et d'un dispositif de correction des écarts. Ce système ajuste automatiquement la tension d'enroulement en fonction de paramètres tels que l'épaisseur, la largeur et le diamètre du film à bulles, afin d'assurer la stabilité de la tension pendant l'enroulement. Le dispositif de correction des écarts détecte la position des bords du film à bulles en temps réel et ajuste la position du rouleau d'enroulement pour maintenir le film centré pendant l'enroulement. Parallèlement, la vitesse d'enroulement doit être adaptée à la vitesse de traction afin d'éviter tout étirement ou compression excessif du film à bulles.
Le processus de fabrication de la machine à film à bulles haute vitesse est décrit ci-dessus. Chaque étape est étroitement liée, et tout problème rencontré à l'une d'elles peut affecter la qualité et l'efficacité de la production du produit final. Par conséquent, pendant la production, les opérateurs doivent suivre scrupuleusement les procédures d'exploitation, être attentifs à l'état de fonctionnement de l'équipement et aux variations des paramètres de processus, et détecter et résoudre les problèmes rapidement afin de garantir que la machine à film à bulles haute vitesse puisse produire des films à bulles de haute qualité de manière efficace et stable.
