Πώς να καθορίσετε μια πλάκα θέρμανσης για μια γραμμή υψηλής-συνεχούς κύλισης-έως-με ρολό ζεστού ανάγλυφου;

Μια γραμμή αποτύπωσης σε ρολό-σε-ρολό ζεστού ανάγλυφου μετατρέπει συνεχώς μια λεία, χωρίς χαρακτηριστικά φιλμ πολυμερούς σε ένα μικρο-οπτικό φύλλο ακριβείας, π.χ. ένα φιλμ-βελτίωσης φωτεινότητας για οθόνη LCD, με ταχύτητες μέτρων ανά λεπτό. Ο πυρήνας αυτού του μηχανήματος είναι το κύριο θερμαινόμενο τύμπανο ανάγλυφης εκτύπωσης, ένας μεγάλος κύλινδρος ακρίβειας περιστροφής-που σφραγίζει το νανοσκοπικό σχέδιο στο ρέον πλαστικό. Αυτό το τύμπανο είναι βασικά μια καμπύλη, περιστρεφόμενη θερμαντική πλάκα και οι προδιαγραφές της είναι κύριας κατηγορίας υψηλής-ταχύτητας, εξαιρετικά{10}}ενιαίας θερμικής και μηχανολογίας.

Περιστρεφόμενη θερμαντική πλάκα ως ακριβές θερμικό μηχάνημα
Η προδιαγραφή της θερμής ανάγλυφης εκτύπωσης με θερμαινόμενο ρολό πλάκας για έλαση σε μια διαδικασία ρολού υψηλής-ταχύτητας-σε-ρολού πρέπει να καλύπτει τρεις αλληλοεξαρτώμενους τομείς, δηλαδή τη θερμική ομοιομορφία, την ανθεκτικότητα της επιφάνειας και τη μηχανική ακρίβεια. Δεν είναι ένα στατικό μπλοκ αλλά μάλλον ένας κύλινδρος από χάλυβα μεγάλης διαμέτρου (συνήθως διαμέτρου 300-600 mm και μήκους 1-2 m) που περιστρέφεται συνεχώς διατηρώντας μια ακριβή θερμοκρασία στην επιφάνεια. Το πολυμερές φιλμ πιέζεται πάνω στο τύμπανο, μαλακώνει και παίρνει το μικροσκοπικό σχέδιο που είναι αποτυπωμένο στην επιφάνεια του τυμπάνου. Οποιαδήποτε αλλαγή στη θερμοκρασία από πλευρά σε πλευρά ή κατά μήκος της περιμέτρου παράγει ακανόνιστο βάθος ανάγλυφης εκτύπωσης, απόρριψη προϊόντος και χαμηλότερη ταχύτητα γραμμής.

Θερμική Προδιαγραφή: Πολλαπλές Ζώνες, Σούπερ Ομοιομορφία
Το μεγάλο χαλύβδινο τύμπανο πρέπει να θερμανθεί εσωτερικά για να επιτευχθεί ομοιομορφία ±1 βαθμού στη θερμοκρασία της επιφάνειας σε όλο το πλάτος λειτουργίας και την περιφέρεια του τυμπάνου. Δεν μπορείτε να έχετε αυτό το επίπεδο ομοιομορφίας με μία μόνο ανεξέλεγκτη πηγή θερμότητας.
 

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι θέρμανσης, που χρησιμοποιούνται είτε μόνοι είτε μαζί:

Ζώνες θέρμανσης ενσωματωμένων φυσιγγίων: Αρκετοί θερμαντήρες φυσιγγίων, ο καθένας λειτουργεί χωριστά, είναι ενσωματωμένοι σε αξονικές οπές που έχουν τρυπηθεί κοντά στην εσωτερική επιφάνεια του τυμπάνου. Το τύμπανο χωρίζεται σε ένα πλήθος ζωνών θέρμανσης (π.χ. αριστερά, κέντρο, δεξιά ή λεπτότερα τμήματα 10-20 ζωνών). Κάθε ζώνη είναι εξοπλισμένη με τον δικό της αισθητήρα θερμοκρασίας (είτε θερμοστοιχείο είτε RTD) και ελεγκτή PID κλειστού βρόχου. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στο θερμικό προφίλ να ρυθμιστεί με ακρίβεια κατά μήκος του τυμπάνου για να αντισταθμίσει τις απώλειες θερμότητας στα άκρα του τυμπάνου.

Κυκλοφοριακό σύστημα ζεστού λαδιού . Ένα ρευστό μεταφοράς θερμότητας (έλαιο) κυκλοφορεί μέσω ενός ελικοειδούς ή πολυ{1}}καναλιού μέσα στο τύμπανο. Το λάδι θερμαίνεται εξωτερικά και τροφοδοτείται στο τύμπανο μέσω μιας περιστρεφόμενης ένωσης. Τα συστήματα ζεστού λαδιού έχουν πολύ καλή ομοιομορφία, καθώς το κινούμενο ρευστό εκφράζει φυσικά τον μέσο όρο των θερμών περιοχών. Όμως, έχουν πιο αργό χρόνο θερμικής αντίδρασης από τους ηλεκτρικούς θερμαντήρες φυσιγγίων.

Για τις πιο ακριβείς εφαρμογές, χρησιμοποιείται ένα υβριδικό σύστημα. Οι θερμαντήρες φυσιγγίων επιτρέπουν γρήγορο, τοπικό έλεγχο, ενώ ο βρόχος κυκλοφορίας λαδιού παρέχει γενική σταθερότητα θερμοκρασίας. Σε κάθε περίπτωση, η θερμική διαστολή του τυμπάνου (ο χάλυβας διαστέλλεται περίπου 11-13 μm/m· βαθμός) πρέπει να ληφθεί υπόψη για το σχεδιασμό του μοτίβου ανάγλυφου. Εάν το σχέδιο κοπεί σε κρύο τύμπανο, θα αλλάξει το βήμα όταν ανέβει σε θερμοκρασία κατά τη λειτουργία. Έτσι, το τύμπανο είτε κατεργάζεται σε θερμοκρασία λειτουργίας είτε το σχέδιο διορθώνεται για θερμική διαστολή στον υπολογιστικό σχεδιασμό.

Προδιαγραφές επιφάνειας: Μακροχρόνια μη κολλητική επίστρωση-
Η εξωτερική επιφάνεια του τυμπάνου θέρμανσης είναι το εργαλείο εργασίας. Θα πρέπει να λειανθεί μέχρι να τελειώσει με καθρέφτη (Ra < 0,1 μm) και να επικαλυφθεί με ένα λεπτό, σκληρό και ανθεκτικό στρώμα απελευθέρωσης. Η επίστρωση πρέπει να αντέχει τη συνεχή τριβή του κινούμενου πολυμερούς φιλμ, να αντιστέκεται σε οποιαδήποτε χημική επίθεση από πρόσθετα στο φιλμ και να επιτρέπει την απλή απελευθέρωση του ανάγλυφου πλαστικού χωρίς να κολλάει.

Οι δύο επιστρώσεις που ζητούνται περισσότερο είναι:

Diamond-Like Carbon (DLC) Σκληρή, άμορφη επίστρωση άνθρακα με πάχος 1-3 μm. Το DLC έχει πολύ χαμηλή τριβή (συντελεστής τριβής<0.1), good wear resistance and great heat conductivity. It is perfect for high speed, high pressure embossing lines.

Νιτρίδιο του χρωμίου (CrN): Κεραμική επίστρωση, που εναποτίθεται με φυσική εναπόθεση ατμών (PVD). Το CrN προσφέρει μεγάλη σκληρότητα (έως 2000 HV), καλή αντοχή στην οξείδωση έως 700 μοίρες και αντικολλητική επιφάνεια. Είναι γενικά παχύτερο από το DLC (5–15 μm) και είναι κατάλληλο για πιο επιθετικές διαδικασίες προσθήκης φιλμ.

Η επίστρωση θα εφαρμόζεται με συνέπεια σε όλο τον κύκλο και το μήκος του τυμπάνου. Οποιαδήποτε ανωμαλία στο πάχος της επίστρωσης ή στην προσκόλληση θα οδηγήσει σε τοπικό κόλλημα ή πρόωρη φθορά. Η προδιαγραφή πρέπει να προσδιορίζει το υλικό επίστρωσης, την ελάχιστη σκληρότητα (π.χ. > 1500 HV), την ανοχή πάχους (π.χ. ± 10%) και την τεχνική δοκιμής πρόσφυσης (π.χ. δοκιμή γρατσουνιάς ή δοκιμή αποφλοίωσης ταινίας).

Μηχανική Προδιαγραφή: Rotary Union, Balance και Runout
Ένα τύμπανο που περιστρέφεται με τρομερή ταχύτητα. Εκατοντάδες επαναστάσεις το λεπτό ίσως. Να είναι σωστά ισορροπημένο. Οποιαδήποτε ανισορροπία προκαλεί δόνηση που μεταδίδεται στο ανάγλυφο φιλμ δημιουργώντας μια ορατή παραμόρφωση του σχεδίου (ή μηχανική φλυαρία). Η προδιαγραφή καθορίζει έναν βαθμό δυναμικής εξισορρόπησης, συνήθως G2.5 ή μεγαλύτερο του ISO 1940-1.

Η ανοχή της καταρροής είναι εξίσου σημαντική. Για μικρο{1}}οπτική ανάγλυφη υψηλής ακρίβειας, η συνολική υποδεικνυόμενη διαρροή (TIR) ​​της εξωτερικής επιφάνειας του τυμπάνου σε σχέση με τον άξονα περιστροφής του τυμπάνου πρέπει να είναι μικρότερη από 5 μm. Αυτό σημαίνει ότι ο χώρος μεταξύ του τυμπάνου και του κυλίνδρου αντίθετης πίεσης είναι πάντα συνεπής και επομένως το βάθος του ανάγλυφου είναι πάντα το ίδιο σε όλο το πλάτος του φιλμ.

Το μεγάλο τύμπανο πυρακτώσεως είναι ένα κυρτό, περιστρεφόμενο αμόνι, ένας τέλεια καυτός, τέλεια λείος κύλινδρος που τυπώνει ένα εκατομμύριο μικροσκοπικά σχέδια το λεπτό. Αλλά όλη η θερμική και μηχανική τελειότητα δεν ωφελεί εάν οι εσωτερικοί θερμαντήρες ή οι αισθητήρες δεν μπορούν να συνδεθούν σωστά. Η περιστροφική ένωση (ή που ονομάζεται περιστρεφόμενη άρθρωση) πρέπει:

Χειριστείτε ηλεκτρικά κυκλώματα υψηλής θερμοκρασίας (θερμαντήρες φυσιγγίων) ή καυτό λάδι υπό πίεση (συστήματα κυκλοφορίας) χωρίς διαρροή.

Τρέξτε σε πλήρεις στροφές, με λιγότερη τριβή και φθορά.

Υποστηρίξτε τον έλεγχο θέρμανσης πολλών-ζωνών σε πολλά ανεξάρτητα κανάλια.

Συμπεριλάβετε ενσωματωμένους δακτυλίους ολίσθησης για σήματα θερμοστοιχείου ή RTD.

Για ηλεκτρικά θερμαινόμενα τύμπανα παρέχονται-επίχρυσες επαφές ή βούρτσες υγρού-μετάλλου σε περιστροφικές ενώσεις πολλαπλών-καναλιών για να διασφαλιστεί χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση και μεγάλη διάρκεια ζωής. Για τα θερμαινόμενα τύμπανα λαδιού-χρησιμοποιείται μια περιστροφική ένωση διπλής- ροής, με μηχανικά στεγανοποιητικά (π.χ. άνθρακας-γραφίτης έναντι καρβιδίου), με ονομαστική τιμή για τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας (συνήθως έως 250 βαθμούς για συνθετικά λάδια) και πίεση (10–20 bar).

Λίστα ελέγχου πλήρους προδιαγραφής πλάκας θέρμανσης-σε-Ρολό
Ολόκληρο το έγγραφο προδιαγραφών για ένα τύμπανο θερμής ανάγλυφης εκτύπωσης περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

Κατηγορία Παράμετρος SpecificationSpec / Τυπική τιμή
Διάμετρος σχήματος × μήκος 400 mm × 1500 mm (παράδειγμα) Πάχος τοιχώματος κελύφους 25-50 mm (δομική ακαμψία)
Θερμική θερμοκρασία επιφάνειας 100-Εύρος 250 μοιρών Ομοιομορφία θερμοκρασίας ±1 βαθμός ολόκληρος χώροςΘέρμανσης6–24 ζώνες αυτοδιαχείρισης Μέθοδος θέρμανσης Θερμαντήρες φυσιγγίων ή καυτό λάδι Αισθητήρες θερμοκρασίας Τύπος επιφάνειας Θερμοζεύγη τύπου K ή PT100 RTDs Φινίρισμα επιφάνειας (Ra)<0.1 μm (Mirror finish)Coating DLC or CrNCoating hardness >1500HV±10% Πάχος επίστρωσης 2-10 μm
Μηχανική δυναμική ζυγοστάθμιση ποιότητας ποιότητας ISO 1940-1 G2.5Total runout (TIR)<5 micronsMax. rotation speed 50-300 r/min (depends on procedure)
Αριθμός περιστροφικής ένωσης ηλεκτρικών κυκλωμάτων 6-24 (για θερμαντήρες φυσιγγίων) Ονομασία κυκλώματος 10 έως 30 Amps Υλικό στεγανοποίησης υψηλής θερμοκρασίας PTFE ή γραφίτης Ρυθμός διαρροής (λάδι)<1 drop per hour at rated pressure.
Συμπέρασμα: The Pinnacle of Platen Design
Η τελευταία λέξη στη μηχανική πλάκας είναι η προδιαγραφή ενός θερμαινόμενου τυμπάνου ανάγλυφης εκτύπωσης για ένα μηχάνημα αποτύπωσης σε ρολό υψηλής ταχύτητας-προς-κυλίσματος θερμού ανάγλυφου. Είναι μια γρήγορη, εξαιρετικά{4}}ακριβής περιστρεφόμενη θερμική και μηχανική συσκευή που παράγει μαζικά-τα αόρατα μοτίβα της σύγχρονης οπτικής-από φιλμ ενίσχυσης φωτεινότητας-για οθόνες έως ελαφριές-πλάκες καθοδήγησης για οπίσθιους φωτισμούς. Όλες οι παράμετροι όπως ±1 βαθμός θερμικής ομοιομορφίας,<5 μm runout tolerance and durable DLC coating must be defined, validated and recorded. The most advanced production equipment are constructed on the most completely engineered spinning hot cylinders. A well-designed heated platen does more than just emboss plastic, it provides a profitable, high-yield, continuous production line. Compromises in the specification immediately result in rejected film, down time and lost income.