Cast-Film-Extrusionslinien meistern: Präzise Steuerung & überlegene Qualität erreichen

Stretchfolien sind in der Verpackungsindustrie unverzichtbar, da sie eine vielseitige und hochwertige Lösung für das sichere und wirtschaftliche Verpacken von Produkten bieten. Die Folie wird im Flachdüssextrusionsverfahren hergestellt, bei dem AC-Motoren und Frequenzumrichter die hohe Ausgabequalität maßgeblich sicherstellen. Der Prozess beginnt mit dem Extruder, einer Pumpe, die hochviskose Fluide schmilzt und fördert. Das Polymer gelangt über eine gravimetrische Dosierung in den Extruder. Das Material wird geschmolzen, gemischt und durch einen Extrusionskopf gepresst, um durch kombinierte Wärme und mechanische Spannung die gewünschte Form zu erhalten. Nach Verlassen des Extrusionskopfs gelangt das Material in eine Kühleinheit. Hier reduzieren wassergekühlte „Chill Rolls“ die Temperatur der Folie, bevor sie schließlich auf Wickeln aufgewickelt wird.

Cast-Film-Extrusionslinien: Extruder

Der Extruder besteht aus einem Hohlzylinder, der eine Einzel- oder Doppelschnecke antreibt, die von einem Elektromotor angetrieben wird; dieser ist meist über ein Getriebe mit der Plastifizierschnecke gekoppelt. Der Motor liefert das erforderliche Drehmoment und dreht mit der nötigen Drehzahl, um den erwarteten Schmelzedurchsatz zu erzielen. Jeder Ausfall in der präzisen Steuerung der Schneckendrehzahl kann Dickenschwankungen der Folie in Maschinenrichtung verursachen.

Seit 20 Jahren haben AC-Motoren in Cast-Film-Extrusionsanwendungen typischerweise DC-Motoren zur Steuerung der Extruderschnecke abgelöst. Sie brachten viele Vorteile in puncto Komfort, Zuverlässigkeit, geringer Wartung und Reduzierung der Gesamtabmessungen der Systemlösung. AC-Motoren werden von AC-Frequenzumrichtern gesteuert, die stabile Drehzahlen garantieren. Selbst bei sehr niedrigen Drehzahlen (über einen geschlossenen Regelkreis mit Inkrementalgebern) bieten sie Kurzschlussschutz (Unter- oder Überspannung) und integrieren EMV-Filter zur Beseitigung elektrischer Störungen.

In jüngeren Jahren werden neben AC-Motoren und -Antrieben auch Drehmomentmotoren in der Schneckenextrusionssteuerung eingesetzt. Diese bieten eine komplette Direktantriebslösung, die keine Montage verschiedener Elemente wie Getriebe, Riemen und Riemenscheiben erfordert. Drehmomentmotoren garantieren Gleichmäßigkeit der Bewegung, Linearität und Konstanz bei der Extrusion des Kunststoffmaterials.

Cast-Film-Extrusionslinien: Kühlsektion

Wie bereits erwähnt, wird das Material nach Verlassen des Extrusionskopfs auf Kühlwalzen geschmolzen, die die Kühlsektion der Cast-Film-Extrusionslinie bilden. Die Kühleinheit besteht aus einer primären Abstimmwalze, die die Folie auf einer Seite kühlt, und einer Sekundärwalze, die die gegenüberliegende Seite kühlt. Sie umfasst auch ein motorisiertes Walzenpositioniersystem für die korrekte vertikale und querlaufende Ausrichtung der Walzen und in vielen Fällen eine Vakuumbox oder ein Luftmesser.

Die Walzen müssen perfekt mit der Bahn ausgerichtet sein, um gleichmäßige Spannung zu gewährleisten und Dickenschwankungen über die Folienbreite zu minimieren. Zudem muss die Winkelgeschwindigkeit der Walzen gut geregelt sein, um Folien-Dickenschwankungen in Maschinenrichtung zu vermeiden.

Cast-Film-Extrusionslinien: Akkumulator- und Wickelsektion

In den Kühl- und Wickelsektionen befindet sich der Akkumulator, der das Spleißen der Bahn vom leeren auf den vollen Wickler bei Stillstand ermöglicht, ohne die Linie anzuhalten. Am Prozessende bringt ein weiterer Wickler das Extrudat auf Wickeln. Der Wickelprozess muss die Folieneigenschaften und -abmessungen bewahren, wenn die Rollen in nachgelagerten Prozessen abgewickelt werden. Es gibt verschiedene Wicklertypen. Ein „Turm“- oder „Zentralwickler“ wird typischerweise in Cast-Film-Anwendungen eingesetzt, wo die Bahnspannung mit zunehmendem Rollendurchmesser abnimmt. Alle Bewegungen in Kühl-, Akkumulator- und Wickelsektion werden von AC-Motoren und -Antrieben gesteuert, die Bahngeschwindigkeit und korrekte Bahnspannung regeln.

Cast-Film-Extrusionslinien: AC-Antriebe und -Motoren

AC-Antriebe mit High-End-Steuerung sind entscheidend für die Garantie hochwertiger Folie über den gesamten Prozess. Einfach zu konfigurierende Software für geschlossene Regelkreise und optimale Effizienz für viele verschiedene Materialtypen ist ein vitales Element eines Cast-Film-Liniensystems und -prozesses.

Parkers AC30-Serie mit Leistungsbereichen von 0,75 bis 450 kW, gekoppelt mit der Quicktool-Software des Unternehmens mit voller IEC61131-SPS-Funktionalität oder Parker DSE Lite Software, bietet alle Funktionen, um optimale Synchronisation zwischen allen Linienabschnitten zu erreichen. Sie ermöglicht Kunden, benutzerdefinierte Applikationen mit dedizierten Funktionsbausteinen wie Wickler, PID und Durchmesserrechner zu erstellen, zu parametrieren und zu konfigurieren. Die AC30-Serie bietet Zugriff auf eine umfangreiche Bibliothek von Applikationsmakros und ausgearbeiteten Beispielen.

Konnektivität via EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP und Modbus TCP/IP über einen Dual-Ethernet-Port ermöglicht die Kommunikation zwischen einzelnen Antrieben einfach und flexibel. Sie unterstützt intelligente Datenanalysen und Verbindungen zu externen Servern. Der Liniensollwert kann über einen Hochgeschwindigkeitskanal gesendet werden, der durch 1588 zeit-synchronisierte Peer-to-Peer-Kommunikation unterstützt wird. Jeder Maschinenteil hat seine Regelung – entweder innerhalb der Antriebe oder über Kommunikationsprotokoll durch die SPS. Diese Animation unserer Partner bei Parker zeigt, wie eine High-Performance-Antriebslösung die optimale Steuerung einer Cast-Film-Extrusionslinie unterstützt.

Kontaktieren Sie Sure Controls, um mehr über unsere Partner bei Parker oder Cast-Film-Extrusionslinien zu erfahren.

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