캐스트 필름 압출 라인 마스터하기: 정밀 제어와 우수한 품질 달성

스트레치 필름은 제품을 안전하고 경제적으로 포장하기 위한 다재다능하고 고품질의 솔루션을 제공하므로 포장 산업에서 필수적입니다. 이 필름은 평면 다이 압출 공정으로 생산되며, AC 모터와 가변 속도 드라이브가 고품질 출력을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 공정은 압출기에서 시작되는데, 이는 고점도 유체를 녹여 이송하는 펌프입니다. 폴리머는 중량식 피드(gravimetric feed)를 통해 압출기로 들어갑니다. 소재는 열과 기계적 응력의 결합으로 압출 헤드를 통해 원하는 형상으로 녹여지고, 혼합되고, 밀어내집니다. 압출 헤드를 나온 후 소재는 냉각 장치로 들어갑니다. 여기서 수냉식 '칠 롤(chill rolls)'이 필름이 최종적으로 롤에 감기기 전에 필름 온도를 낮춥니다.

캐스트 필름 압출 라인: 압출기

압출기는 전동 모터로 구동되는 단일 또는 이중 스크류를 회전시키는 중공 실린더로 구성되며, 이는 보통 기어박스를 통해 플라스티자이징 스크류에 결합됩니다. 모터는 필요한 토크를 제공하고 예상 용융 유속을 얻기 위해 필요한 속도로 회전합니다. 스크류 속도의 정밀 제어에 어떤 실패라도 발생하면 기계 방향의 필름 두께 변화를 일으킬 수 있습니다.

지난 20년간 캐스트 필름 압출 라인 애플리케이션에서 압출기 스크류 제어를 위해 AC 모터가 일반적으로 DC 모터를 대체해 왔습니다. 이들은 편의성, 신뢰성, 낮은 유지보수, 전체 시스템 솔루션 크기 축소 측면에서 많은 이점을 제공했습니다. AC 모터는 안정적인 회전을 보장하는 AC 가변 속도 드라이브로 제어됩니다. 매우 낮은 속도에서도(증분 인코더를 통한 폐루프 회로로) 단락 보호(저전압 또는 고전압)를 제공하고 전기적 노이즈와 간섭을 제거하기 위해 EMC 필터를 통합합니다.

최근 몇 년간 AC 모터와 드라이브와 함께 토크 모터도 스크류 압출 제어에 활용되었습니다. 이들은 기어박스, 벨트, 풀리와 같은 다양한 요소의 조립이 필요 없는 완전한 다이렉트 드라이브 솔루션을 제공합니다. 토크 모터는 운동의 균일성, 선형성, 플라스틱 소재 압출의 일관성을 보장합니다.

캐스트 필름 압출 라인: 냉각 섹션

앞서 언급했듯이, 소재가 압출 헤드를 떠나면 칠 롤에서 녹아 캐스트 필름 압출 생산 라인의 냉각 섹션을 형성합니다. 냉각 장치는 필름 한 면을 냉각하는 1차 퀀칭 롤(primary quenching roll)과 반대 면을 냉각하는 2차 롤로 구성됩니다. 또한 롤의 정확한 수직 및 크로스 머신 방향 정렬을 위한 모터 구동 롤 포지셔닝 시스템과, 많은 경우 진공 박스 또는 에어 나이프가 포함됩니다.

롤은 웹과 완벽하게 정렬되어야 필름 폭 전체에 걸쳐 균일한 장력을 보장하고 두께 변화를 최소화할 수 있습니다. 또한 롤의 각속도는 기계 방향의 필름 두께 변동을 방지하기 위해 잘 제어되어야 합니다.

캐스트 필름 압출 라인: 어큐뮬레이터 및 와인딩 섹션

냉각 및 와인딩 섹션 내에서 우리는 어큐뮬레이터(accumulator)를 찾는데, 이는 빈 와인더에서 가득 찬 와인더로 제로 속도에서 웹을 스플라이싱(splicing)하여 라인을 멈추지 않고 공급할 수 있게 합니다. 공정 마지막에 추가 와인더가 압출 소재를 롤에 감습니다. 와인딩 공정은 롤이 다른 다운스트림 공정에서 풀릴 때 필름의 특성과 치수를 보존해야 합니다. 여러 유형의 와인더가 있습니다. '터렛(turret)' 또는 '센터(center)' 와인더가 일반적으로 캐스트 필름 압출 애플리케이션에 사용되며, 여기서 웹 장력은 롤 직경이 증가함에 따라 감소합니다. 냉각, 어큐뮬레이터, 와인더 섹션의 모든 움직임은 웹 속도와 올바른 웹 장력을 제어하는 AC 모터와 드라이브에 의해 구동됩니다.

캐스트 필름 압출 라인: AC 드라이브와 모터

하이엔드 제어 기능을 가진 AC 드라이브는 공정 전반에 걸쳐 고품질 필름을 보장하는 데 매우 중요합니다. 다양한 소재 유형에 대한 폐루프 제어용 구성하기 쉬운 소프트웨어와 최적 효율은 캐스트 필름 라인 시스템과 공정의 필수 요소입니다.

파커(Parker)의 AC30 시리즈는 0.75~450kW의 전력 범위와 함께 회사의 퀵툴(Quicktool) 소프트웨어(완전한 IEC61131 PLC 기능) 또는 파커 DSE 라이트 소프트웨어를 제공하여 모든 라인 섹션 간의 최적 동기화를 달성하는 데 필요한 모든 기능을 제공합니다. 고객이 와인더, PID, 직경 계산기와 같은 전용 함수 블록을 사용하여 사용자 정의 애플리케이션을 생성, 파라미터화, 구성할 수 있게 합니다. AC30 시리즈는 광범위한 애플리케이션 매크로 라이브러리와 작업 예제에 대한 액세스를 제공합니다.

듀얼 이더넷 포트를 통한 EtherCAT, Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP IP 연결은 개별 드라이브 간의 통신을 간단하고 유연하게 만듭니다. 지능형 데이터 분석과 외부 서버 연결을 지원합니다. 라인 설정값은 1588 시간 동기화된 P2P 통신으로 지원되는 고속 채널을 통해 전송될 수 있습니다. 기계의 각 부분은 드라이브 내 또는 PLC에 의한 통신 프로토콜을 통해 자체 제어를 가집니다. 우리 파트너 파커의 이 애니메이션은 고성능 드라이브 솔루션이 캐스트 필름 압출 라인의 최적 제어를 어떻게 지원하는지 보여줍니다.

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