FAQ & глоссарий

Частые вопросы о технологии плёнок.

Процессы, цепочка создания стоимости, измерительная техника и сотрудничество – кратко и понятно на основе 30 лет практики в индустрии полимерных плёнок. Выберите тему или откройте отдельные вопросы.

Процессы

Каландрование

При каландровании пластифицированная полимерная масса (как правило, ПВХ, но также ПЭТ, ПП или резина) раскатывается между обогреваемыми валками в плёнку. Каландры бывают с тремя–пятью валками I-, Z-, F- или L-образной компоновки. Типичные толщины плёнки составляют примерно от 50 до 800 мкм, рабочая ширина – более двух метров.

Для чего применяется каландрованная плёнка?

Для упаковочных плёнок (например, блистеров для фармацевтики и пищевых продуктов), строительных и технических плёнок (кровельные мембраны, напольные покрытия, мебельные плёнки), кредитных карт, плёнок для печати и рекламы. Процесс обеспечивает очень равномерную толщину при высокой производительности и является доминирующим для жёсткого и пластифицированного ПВХ.

Какие регулируемые параметры определяют распределение толщины?

Зазор между валками, температуры валков, частоты вращения и фрикция валков, прогиб валков (roll-bending – компенсация прогиба валков) и перекрещивание валков (roll-crossing). К этому добавляются реология и температура массы, размер запаса и вращающегося валика массы в зазоре. Наша модель рассчитывает на основе этих данных среднюю толщину плёнки, ширину откаландрованного полотна, производительность и оптимальные значения прогиба и перекрещивания валков для минимального допуска по толщине.

Как Kohlert Consulting помогает в работе с каландром?

Анализ технологического процесса на Вашей линии, оптимизация времени переналадки и профиля толщины, выбор и интеграция измерительной техники (толщина, глянец, цвет, поверхность, усадка), а также обучение операторов каландра – по желанию с VR-очками для технологии каландрования, не занимая работающее производственное оборудование.

Экструзия

При экструзии плоской плёнки (cast-film) полимер расплавляется в экструдере, выдавливается через плоскощелевую головку и охлаждается на охлаждающих валках (chill-roll). Широко применяется для ПЭТ, ПП, ПЭ, ПС и многослойных плёнок (соэкструзия).

В чём заключаются типичные проблемы процесса?

Колебания толщины в поперечном и продольном направлениях (губки головки, пульсация расплава, биение охлаждающих валков), образование гелей и включений, дефекты поверхности, отклонения цвета при дозировании жидкого красителя, а также усадка и коробление при дальнейшей переработке. Многие из этих причин можно с помощью инлайн-измерительных систем напрямую соотнести с оборудованием.

Что такое дозирование жидкого красителя в экструдере?

Вместо гранулята-суперконцентрата (мастербатча) жидкий краситель дозируется непосредственно в экструдер. Преимущества: быстрая смена цвета, меньшие складские запасы, более тонкая градация цвета. Мы разработали концепции дозирования и измерения, которые контролируют цветовые характеристики в режиме инлайн и поддерживают стабильность дозирования.

Можно ли использовать модель каландра и для экструзионных линий?

Основные уравнения (баланс массы, уравнение импульса, тепловой баланс, реологическое уравнение состояния) одни и те же. Для процесса охлаждения, усадки плёнки и термоформования существуют отдельные модели, которые мы адаптируем к Вашей линии.

Рукавная плёнка

При экструзии рукавной (выдувной) плёнки расплав формуется через кольцевую головку в рукав, раздувается воздухом, охлаждается, складывается и наматывается. Типично для полиэтиленовых упаковочных и сельскохозяйственных плёнок, термоусадочных и стретч-плёнок, а также многослойных барьерных плёнок.

Какие показатели качества являются решающими для рукавной плёнки?

Профиль толщины по окружности, усадка в продольном и поперечном направлениях, оптические свойства (мутность, глянец), прочность на разрыв, свариваемость и качество намотки. Распределение толщины особенно сложно измерять из-за вращения головки или тянущего устройства.

Как измеряется и оценивается усадка?

Офлайн – измерением усадки и усилия усадки на образцах-полосках при заданной температуре; инлайн – измерением натяжения полотна и ширины. Мы предлагаем оба подхода и связываем результаты с параметрами линии.

Консультируете ли Вы и по линиям рукавной плёнки?

Да. 30 лет отраслевого опыта охватывают каландрование, экструзию и рукавную плёнку – от анализа технологического процесса и измерительной техники до снижения числа рекламаций.

Цепочка создания стоимости

Производство

Производство плёнок включает подготовку сырья (компаундирование, дозирование), пластикацию, формование (каландр, плоскощелевая или кольцевая головка), охлаждение, регулирование толщины и намотку.

Как оценивается качество сырья?

С помощью лабораторных испытаний, таких как остаточная термостабильность (термическая стойкость полимера), реология, влажность и цветовые характеристики. Наше измерение остаточной термостабильности проверяет до пяти образцов одновременно в термошкафу и оценивает повреждение с помощью цветной камеры – идеально для оптимизации содержания стабилизаторов.

Что даёт измерение продольного профиля толщины?

Колебания толщины по направлению движения полотна выдают биение и зарождающиеся повреждения подшипников отдельных валков. С помощью Фурье-анализа мы соотносим колебания с частотой вращения и диаметром валков – основа для профилактического обслуживания вместо незапланированных простоев.

Переработка

Переработка плёнок означает резку, вырубку, термоформование (глубокую вытяжку), ламинирование, печать и конфекционирование – стадии, на которых дефекты производства проявляются впервые.

Почему рекламации часто возникают только у переработчика?

Потому что такие свойства, как усадка, остаточная термостабильность, допуск по толщине или поверхностное натяжение, становятся видимыми только под воздействием температуры, растяжения или давления. Сквозная связь данных производства и переработки (партия, параметры линии, измеренные значения) делает причины прослеживаемыми.

Можете ли Вы моделировать процессы термоформования?

Да. Наши модели процессов охлаждения и термоформования рассчитывают распределение толщины стенки и коробление на основе параметров плёнки и процесса – для проектирования форматов и оценки альтернативных материалов до изготовления оснастки.

Отделка

Отделка (облагораживание) придаёт плёнке дополнительные свойства: нанесение покрытий, тиснение, металлизация, печать, коронная или плазменная обработка, а также функциональные поверхности с применением нанотехнологий.

Что дают нанотехнологии на полимерных плёнках?

С помощью золь-гель технологии и напыления с ИК-сушкой создаются поверхности, которые являются антимикробными, электропроводящими, стойкими к царапанию или целенаправленно лучше либо хуже пригодными для печати – свойства, которыми сама плёнка не обладает. Разработано в сотрудничестве с Klöckner Pentaplast.

Как распознать подделки продукции?

С помощью системы защиты от подделок продукции, которая вносит в плёнку или упаковку однозначные, машиночитаемые признаки и считывает их. Разработано совместно с СПбГТИ(ТУ).

Как проверяются глянец и цвет?

Инлайн – измерением глянца и цветовых характеристик непосредственно на полотне, офлайн – в лаборатории на образцах. Оба значения связываются с параметрами процесса, чтобы соотнести отклонения с их причиной.

Измерительная техника & цифровизация

Встроенные (инлайн) измерительные системы

Измерение непосредственно в производственной линии во время движения плёнки: толщина, глянец, цветовые характеристики, дефекты поверхности, уровень запаса в зазоре, состояние подшипников и усадка. Измерительные данные помогают оператору линии в режиме реального времени.

Какие величины можно измерять инлайн?

Профиль толщины (поперечный и продольный), глянец, цветовые характеристики, контроль поверхности (гели, царапины, отверстия), оценка уровня запаса массы в зазоре, ширина полотна, усадка через натяжение полотна, а также мониторинг подшипников валков и приводов. Подробности на странице Инлайн-измерения.

Как измерительные данные интегрируются в систему управления?

Через стандартные интерфейсы (OPC UA, полевая шина, база данных/REST). Мы связываем измерительные данные с данными системы управления машиной, данными о качестве из лаборатории и данными заказов из ERP – см. Индустрия 4.0.

Окупаются ли инлайн-измерительные системы и на небольших линиях?

Как правило, да: уже одна измеряемая величина (например, продольная толщина или состояние подшипников) ощутимо снижает брак и число рекламаций. Прежде чем инвестировать, мы вместе с Вами определяем, какая величина даёт наибольший эффект.

Лабораторные (офлайн) измерительные системы

Лабораторная оценка вне линии – для сырья, профилей плёнки, форматов и готовой продукции. Идеально для последующего анализа и снижения числа рекламаций.

Какие испытания Вы предлагаете в лаборатории?

Оценка полимерного сырья, продольный профиль толщины, остаточная термостабильность, стойкость к царапанию, измерение размеров форматов, а также измерение усадки и усилия усадки. Подробности на странице Лабораторные измерения.

Как лабораторные результаты связываются с производством?

Каждый образец соотносится с партией, рулоном и состоянием линии. Так лабораторные результаты можно коррелировать с параметрами процесса и достоверно доказывать причины рекламаций.

Индустрия 4.0

Индустрия 4.0 в производстве плёнок означает: измерительные данные, система управления машиной, лаборатория и ERP взаимодействуют друг с другом. Только их объединение превращает измеренные значения в основу для принятия решений.

В чём конкретная польза для производителя плёнок?

Стабильные параметры процесса, меньше рекламаций, профилактическое обслуживание, прослеживаемое качество по каждому рулону и партии, а также более быстрые переналадки. Данные, как правило, уже есть – они просто не связаны между собой.

Нужно ли для этого полностью обновлять оборудование?

Нет. Мы опираемся на существующие системы управления и измерительные системы и поэтапно дополняем их интерфейсами и аналитикой. Начать можно с одной линии и одной измеряемой величины.

Как обстоят дела с безопасностью данных и суверенитетом над данными?

Данные остаются в Вашей сети. Такие решения, как WARDEN, работают в локальной сети и доступны через веб-браузер; доступ в интернет опционален.

Предиктивное обслуживание

Предиктивное (прогнозное) обслуживание распознаёт отказы оборудования до того, как они произойдут, – на основе данных о вибрации, толщине и параметрах процесса.

Что такое WARDEN?

Инструмент для прогнозирования отказов оборудования и выявления возможных причин: три уровня тревоги, связь между устройствами по Wi-Fi (WLAN), просмотр данных онлайн и из архива – на любом устройстве с веб-браузером.

Как своевременно распознать повреждения подшипников валков?

С помощью мониторинга подшипников (вибрация, температура) и по продольному профилю толщины плёнки: периодические колебания толщины, соответствующие частоте вращения и диаметру валка, указывают на биение валка или начинающиеся повреждения подшипников.

Моделирование & симуляция

Физические модели рассчитывают течение, давление, температуру и производительность в зазоре валков и в головке – для оптимизации процесса и обучения без занятия производственного оборудования.

Какие результаты даёт модель каландра?

Средняя толщина каландрованной плёнки, ширина откаландрованного полотна на каждом валке, ожидаемая производительность, усадка плёнки в продольном и поперечном направлениях, а также оптимальные значения прогиба валков (roll-bending) и перекрещивания валков при минимальном допуске по толщине.

Как проходит обучение с VR-очками?

Изображения собственной каландровой линии загружаются в VR-очки; данные вводятся непосредственно в VR-среде, модель показывает результат каландрования. Новые операторы каландра отрабатывают переналадки и оптимизации, не используя работающее производственное оборудование. Описание проекта в формате PDF.

Есть ли также 3D-симуляция?

Да, линия воспроизводится в виде 3D-модели – для визуализации точек измерения, хода плёнки и переналадок, а также как основа для VR-приложения.

Сотрудничество

Сотрудничество с Kohlert Consulting

От первой оценки до внедрения на Вашем производстве – с чётким планом действий и измеримыми результатами.

Как обычно проходит проект?

1. Краткая беседа о постановке задачи. 2. Анализ на месте на Вашей линии (параметры процесса, точки измерения, данные о качестве и рекламациях). 3. Концепция с рычагами воздействия, измерительной техникой и оценкой затрат. 4. Разработка, моделирование и испытания. 5. Внедрение, обучение операторов линии и закрепление в Ваших системах.

Для каких компаний Вы работаете?

Для производителей, переработчиков и предприятий по отделке полимерных плёнок, а также для производителей оборудования и измерительной техники – от среднего бизнеса до концернов, в немецкоязычных странах и на международном уровне (немецкий, английский, русский языки).

Кто Ваши партнёры?

Многолетнее исследовательское партнёрство с Санкт-Петербургским государственным технологическим институтом (техническим университетом) (проф. д-р Т. Б. Чистякова), промышленные проекты с Klöckner Pentaplast и MFS, специализированные книги в издательстве Hanser. Подробнее в разделах Референции и Публикации.

Как регулируется оплата?

По фактическим затратам (дневные ставки) или в виде фиксированной стоимости проекта с определёнными результатами. Основой служат наши Условия продажи, поставки и оплаты. Первая беседа ни к чему не обязывает.

Как связаться с Вами?

По телефону +49 170 9188587, по электронной почте info@kohlert-consulting.de или через контактную форму.

Не нашли свой вопрос?

Мы с удовольствием ответим на него лично – без обязательств и применительно к Вашей линии.

Связаться с нами