Automação de máquinas de extrusão: guia prático para produtores de painéis compostos

Uma linha de piso SPC de cinco camadas operando a cinco a seis metros por minuto pode perder metade da produção para algo tão pequeno quanto um desvio de espessura de 0,1 mm. O operador a vê no palete acabado, não na matriz, e a essa altura a extrusora já empurrou várias centenas de metros de prancha fora das especificações. O mesmo padrão aparece nas linhas de fita CFRT, linhas de revestimento de couro PVC e PU e linhas de laminação de compósitos metálicos. A máquina é capaz; o processo simplesmente não é corrigido com rapidez suficiente.

Esse é o verdadeiro caso da automação de máquinas de extrusão. Não se trata de substituir operadoras e não se trata de comprar o controlador mais caro do mercado. Trata-se de fechar os laços que decidem a espessura, a adesão e a qualidade da superfície, e fechá-los com rapidez suficiente para que ocorra uma correção antes que o material seja desperdiçado. Tudo abaixo segue dessa única ideia.

O que a automação de máquinas de extrusão realmente cobre

Em uma linha composta baseada em extrusão, a automação é uma pilha de circuitos de controle em vez de um recurso. Uma linha pode ser bem automatizada em um só lugar e totalmente manual dois metros a jusante, e é por isso que duas fábricas que operam equipamentos semelhantes acabam com rendimentos muito diferentes. Os loops que mais importam são:

• Alimentação e dosagem do fundido: alimentação gravimétrica ou volumétrica de resina, carga e aditivo, mantida em uma faixa estreita para que a rosca nunca precise compensar uma garganta faminta.
• Velocidade da rosca e pressão de fusão: a pressão na entrada da matriz é o número que revela o que está acontecendo dentro do cilindro e deve impulsionar a velocidade da rosca, e não o contrário.
• Temperatura do barril e da matriz: controle de zona com resolução suficiente para manter a viscosidade do fundido estável por um longo período, incluindo inicialização e mudanças de material.
• Controle de medidor: um medidor de espessura ou peso base que retorna o ajuste da borda da matriz, a folga do rolo ou a velocidade da linha, de forma que a correção seja automática e não iniciada pelo operador.
• Sincronização de velocidade e tensão: transporte, rolos de laminação, rolos de estampagem e bobinadores seguindo uma referência mestre, para que a teia não fique esticada nem frouxa.
• Enrolamento, corte e controle de bordas: enrolamento com tensão constante e corte automático de bordas que mantêm o rolo acabado vendável.

Esses loops situam-se em quatro níveis práticos. O controle manual depende de um operador lendo medidores e girando volantes. O controle de receita em malha aberta armazena configurações por produto, mas não reage ao desvio. O controle de circuito fechado com um manômetro ou sensor de pressão corrige sozinho. A supervisão completa da linha adiciona registro de dados, alarmes e rastreabilidade, que geralmente é a primeira coisa que uma auditoria do cliente pede para ver.

Onde a automação compensa primeiro

Os orçamentos de automação são limitados, portanto a ordem dos gastos é mais importante do que o total. Na maioria das plantas compostas, o controle de medição e o controle de tensão compensam seus custos mais rapidamente do que qualquer outra coisa, porque atacam a sucata e o rebaixamento, que são visíveis no balanço patrimonial todos os dias. O tempo de troca e o consumo de energia geralmente vêm em segundo lugar.

Uma maneira simples de dimensionar o gasto é medir a taxa de sucata e a taxa de rebaixamento durante um mês e, em seguida, estimar quanto de cada uma é causada pela variação de espessura, tensão ou temperatura. A automação que elimina metade dessa variação geralmente rende bem em dois anos em uma linha operando em dois ou três turnos.

Combinando o nível de automação com o produto que você fabrica

Diferentes produtos de extrusão e laminação priorizam diferentes loops. Um pacote de controle ideal para um material pode ser superdimensionado ou simplesmente direcionado para a variável errada para outro.

Linhas de CFRT e compósitos termoplásticos

Nas linhas termoplásticas reforçadas com fibra contínua à base de PET ou PP, a extrusora deve plastificar o polímero e impregnar a mecha de fibra em uma única passagem. A estabilidade da pressão de fusão e a temperatura de impregnação decidem se a fita está totalmente molhada, enquanto a tensão da mecha decide se a fibra permanece onde foi colocada. A automação aqui consiste principalmente em manter três variáveis ​​estáveis ​​ao mesmo tempo que a velocidade da linha aumenta e em registrá-las para que um cliente possa ver a janela do processo por trás de um rolo entregue.

Linha de produção de material compósito PET/PP CFRT Revise esta linha de produção OEM PET/PP CFRT para termoplástico reforçado com fibra contínua, onde a pressão de fusão estável, a temperatura de impregnação e a tensão da mecha suportam uma saída de fita consistente. Ver Produto →

Linhas de pisos SPC e laminados de PVC

A produção de pranchas SPC combina uma extrusora com uma calandra e uma seção de laminação. O controle de espessura começa na matriz, mas termina na folga do rolo, e os dois precisam ser ajustados juntos. A variação de densidade, a profundidade de gravação e a temperatura de laminação são as fontes habituais de reclamações dos compradores de pisos, portanto, a automação útil é do tipo que mantém a folga do rolo e a temperatura do laminador sob controle de circuito fechado, em vez de em um volante. Os compradores que planejam uma nova linha podem revisar a sequência básica do processo nesta visão geral de uma linha de produção de painéis laminados de PVC antes de chegar a um acordo sobre o escopo do controle.

Linha de produção de pisos OEM PVC/WPC/SPC Revise esta linha de piso OEM SPC para extrusão, calandragem, laminação e gravação integradas, com precisão de espessura de base de ±0,1 mm e controle PLC/HMI. Ver Produto →

Linhas de revestimento de couro PVC e PU

As linhas de revestimento e gravação em relevo dependem do peso do revestimento e da temperatura do rolo. Uma cabeça de revestimento que varia alguns gramas por metro quadrado produz diferenças de tonalidade visíveis após a gravação, e a liberação da tensão do papel que se desloca produz erro de registro. Peso do revestimento em circuito fechado, temperatura do rolo de estampagem e controle de tensão multizona são os três itens nos quais vale a pena insistir.

Linha de gravação e revestimento de couro OEM PVC/PU Revise esta linha de revestimento e gravação de couro OEM PVC/PU; o peso do revestimento, a temperatura do rolo de gravação e o controle de tensão multizona são essenciais para uma produção consistente. Ver Produto →

Linhas de painéis compostos de metal e linhas de revestimento de bobinas

Estas linhas laminam em vez de extrusar, mas a arquitetura de controle é a mesma: temperatura do rolo de laminação, tensão do filme adesivo, velocidade da linha e sincronização de retirada. Como o resultado geralmente é um painel resistente ao fogo, a rastreabilidade é tão importante quanto a tolerância. Um registro registrado de temperatura, velocidade e tensão por bobina é frequentemente a diferença entre ser aprovado ou reprovado em uma auditoria do cliente.

O que escrever em um contrato de compra

A maioria das disputas sobre automação vem de uma especificação que nomeia uma marca de controlador e nada mais. Vale a pena definir esses itens por escrito antes de fazer um pedido:

1. Variáveis controladas e sensores: quais loops são fechados, com qual tipo de sensor, alcance e precisão.
2. Tolerâncias de aceitação: a espessura, o peso do revestimento ou a faixa de tensão que a linha deve suportar durante uma corrida testemunhada, a uma velocidade e material determinados.
3. Material de demonstração e duração: quantos metros, durante quantas horas, com que sequência de arranque e mudança.
4. Gerenciamento de receitas: quantos produtos podem ser armazenados, quem pode editar parâmetros e se as alterações são registradas.
5. Saída de dados: o formato dos registros de produção e se eles podem ser exportados para auditoria do cliente.
6. Abertura do controlador: se o programa, as telas HMI e a lista de peças de reposição são entregues e se a integração de terceiros é permitida.
7. Acesso remoto e termos de serviço, incluindo tempos de resposta e peças de reposição fornecidas com a linha.

Erros de integração que custam meses

• Automatizando a extrusora, mas deixando o transporte manual, de modo que o circuito fechado combata uma seção descontrolada a jusante.
• Dimensionar o medidor para a faixa de inicialização em vez da faixa de operação, o que limita a resolução exatamente quando ela é necessária.
• Ignorando a condição mecânica: um parafuso desgastado ou uma corrente de transmissão frouxa não podem ser corrigidos por um software melhor.
• Escolher um controlador que a equipe de manutenção local não possa atender ou aceitar um programa bloqueado sem documentação.
• Comissionamento apenas em um tipo de produto e, em seguida, constatação de que o próximo tipo precisa de uma faixa de controle que os sensores não conseguem cobrir.

A automação não termina no gabinete de controle

Qualquer que seja o pacote de controle, uma linha só permanece produtiva se o lado mecânico, as peças sobressalentes e o conhecimento do processo permanecerem disponíveis, e é aí que a escolha do fornecedor é tão importante quanto o hardware. A JiangSu XieCheng Intelligent Equipment constrói linhas de compósitos e revestimentos a partir de sua base na Zona de Desenvolvimento Econômico de Jinhu, Huai'an, Jiangsu. Sua linha vai desde equipamentos de painéis compostos de metal A2 e B1 e linhas de revestimento de bobinas de metal até CFRT, pisos SPC e linhas de couro PVC/PU, além de equipamentos não padronizados para processos que máquinas padrão não podem cobrir. O grupo por trás dele opera um centro provincial de pesquisa de tecnologia de engenharia para painéis compostos de alumínio à prova de fogo de grau A2 e seus equipamentos de produção, e sua linha de produção de painéis compostos de alumínio A2 foi reconhecida como um primeiro conjunto de equipamentos importantes em nível provincial. A empresa também fornece bobinas com núcleo à prova de fogo A2, bobinas de alumínio revestido e filmes adesivos de polímero, o que é importante quando uma nova linha precisa de matérias-primas adequadas em vez de uma busca por tentativa e erro.

Após a entrega, o suporte é dividido entre diagnóstico remoto, serviço no local e fornecimento de peças de reposição. Antes de especificar uma linha, vale a pena enviar a especificação do produto, a velocidade alvo e a faixa de tolerância exigida ao fornecedor do equipamento e solicitar um escopo de controle que corresponda a eles, pois essa conversa costuma revelar mais do que qualquer folheto. Você pode iniciá-lo através de nossa página de contato.