O que é uma máquina de corte longitudinal?
Uma máquina de corte longitudinal (também chamada de cortadora-rebobinadora ou simplesmente cortadora) corta um rolo largo de material em rolos mais estreitos. Provavelmente já manuseou o produto final desta máquina centenas de vezes hoje. Pense no rolo de recibos da caixa registadora, no película aderente na gaveta da cozinha, na fita adesiva de uma encomenda, no rolo de guardanapos do dispensador de um restaurante. Todos eles começaram por ser um rolo-mãe largo e foram cortados à medida por uma máquina de corte longitudinal.
Há uma coisa que é preciso esclarecer logo de início: se pesquisou por «máquina de corte longitudinal» ao pesquisar sobre a indústria siderúrgica, encontrou uma máquina diferente. A máquina de corte de bobinas metálicas corta bobinas de aço, cobre ou alumínio em tiras estreitas utilizando matrizes rotativas ranhuradas; a sua composição é constituída por um desenrolador, uma máquina de corte longitudinal e um rebobinador. A máquina de corte longitudinal abordada neste artigo é a máquina de corte e rebobinagem de banda utilizada na indústria de transformação, e a sua estrutura é diferente: desenrolador, secção de corte longitudinal e rebobinador. Se o seu material for película, papel, folha metálica, não tecido ou fita em rolo, continue a ler.
No interior da máquina, o rolo está montado no relaxar, onde um eixo com travão ou motorizado mantém a tensão na banda à medida que esta é desenrolada. A banda passa pela secção de corte longitudinal, onde as facas cortam o material longitudinalmente em várias tiras com larguras definidas, e cada tira é enrolada no seu próprio núcleo no rebobinar. A tensão é controlada desde o primeiro milímetro do desenrolamento até à última volta do rebobinagem. Se houver algum erro, a qualidade de todo o rolo fica comprometida, como poderá ver mais adiante.
A banda avança rapidamente. Uma máquina de corte e rebobinagem funciona a velocidades que variam entre cerca de 10 m/min, no caso de bandas metálicas delicadas, e 1 000 m/min na transformação de papel a alta velocidade, dependendo do setor (Wikipédia, «Corte de bobinas»). Dois termos que irá ouvir: corte longitudinal significa cortar longitudinalmente ao longo da banda; corte ou «transversal» significa cortar na horizontal. Uma máquina de corte e rebobinagem só realiza a primeira operação.
Por que é que a indústria se dá a esse trabalho? Porque a impressão e a laminação são feitas em rolos largos por uma questão de eficiência, mas as máquinas de embalagem, os transformadores e os utilizadores finais precisam de rolos estreitos. O corte longitudinal é a última etapa de uma linha de transformação: imprime-se em largura, corta-se em estreito.
Relaxe
Rolo principal, tensionado
Secção de corte longitudinal
Facas para cortar no sentido do comprimento
Rebobinar
Rolos estreitos em tubos
As quatro formas como uma máquina de corte longitudinal corta
Todas as máquinas de corte longitudinal existentes no mercado utilizam um de quatro mecanismos de corte, e é o método — e não a marca — que determina o aspeto das arestas e o custo das lâminas. Os nomes descrevem a forma como o corte é efetivamente realizado.
Corte com lâmina é o método mais comum para películas finas. Uma lâmina de barbear fixa corta a banda em movimento contra um rolo ranhurado. A configuração é a mais rápida dos quatro métodos e as lâminas são baratas. No entanto, ficam cegas rapidamente, pelo que é necessário substituí-las com frequência para manter os bordos afiados (Wikipédia, «Corte de bobinas»).
Corte por tesoura rotativa utiliza um par de lâminas circulares, uma lâmina superior «macho» e uma lâmina inferior «fêmea», que funcionam como uma tesoura, movendo-se uma contra a outra. Esta é a máquina mais utilizada para cortar papel, folha metálica e película a alta velocidade. As lâminas são mais caras e demoram mais tempo a ser posicionadas. Mantêm-se afiadas durante muito mais tempo do que as lâminas de barbear, o que reduz o custo de corte por metro em tiragens longas (Wikipédia, «Corte de bobinas»).
Corte por esmagamento (pontuação) pressiona uma lâmina contra um rolo de bigorna endurecido, cortando o material. Lida bem com não-tecidos, espumas, fitas e outros materiais maleáveis; o próprio rolo de bigorna sofre desgaste com o tempo.
Corte com faca quente utiliza uma lâmina aquecida que corta e sela a borda numa única passagem. Destina-se a materiais fibrosos e revestidos que se desfariam ou desfiariam com um corte a frio.
Quatro métodos de corte em resumo
| Método | Como funciona o corte | Materiais típicos | Personalidade resumida numa frase |
|---|---|---|---|
| Razor | Lâmina fixa num rolo ranhurado | Filmes finos, fitas | Barato e rápido de instalar, as lâminas desgastam-se rapidamente |
| Cisalha rotativa | As lâminas macho e fêmea encaixam-se como uma tesoura | Papel, folha metálica, película, alta velocidade | A melhor qualidade de fio; as facas duram mais, mas demoram a afiar-se |
| Esmagar/marcar | Faca pressionada contra o rolo da bigorna | Tecidos não tecidos, espumas, fitas | Simples e robusta, a bigorna sofre desgaste |
| Faca quente | A lâmina aquecida sela à medida que corta | Materiais fibrosos e propensos a desfiar-se | Evita que se desfaça, é mais lento e mais quente |
Qual é o método de corte mais adequado para o seu material?
Começa por definir o nível do teu material
A escolha do método começa antes mesmo de a máquina entrar em funcionamento: com o material. Os transformadores dividem a sua banda em algumas grandes categorias. Filmes finos (BOPP, PE, CPP, PET e similares) encontram-se numa das extremidades; são macios, sensíveis à tensão e tolerantes a cortes com lâmina. Papel e película grossa ficam no meio; precisam de um movimento de tesoura a sério. Folhas de alumínio É necessário um corte limpo com deformação mínima das arestas. Tecidos não tecidos e espumas são compressíveis, pelo que um corte por esmagamento funciona onde uma lâmina arrastaria e rasgaria. Laminados e fitas são multicamadas, o que significa que a lâmina tem de lidar com o facto de as diferentes camadas falharem de forma diferente na mesma linha de corte.
A matriz método × material
Assim que souber o nível do seu material, o método escolhe-se praticamente por si só:
| Método | Funciona melhor em | Qualidade das arestas | Quando deixa de funcionar | Perfil de custos |
|---|---|---|---|---|
| Razor | Filmes finos, fitas, laminados | Limpe enquanto a lâmina estiver afiada; quando ficar cega, fica irregular | Película espessa, papel: rasgos ou arranhões | Lâminas baratas, substituídas com frequência |
| Cisalha rotativa | Papel, folha metálica, película espessa, alta velocidade | O melhor: corte em tesoura autêntico | Uma película fina e muito macia pode enrugar; as lâminas mal alinhadas resultam num corte irregular | As facas são caras, demoram a afiar-se, mas duram muito tempo |
| Aprovação / pontuação | Tecidos não tecidos, espumas, fitas | Adequado para materiais macios | As películas rígidas não se partem de forma limpa: deformação das bordas | O desgaste dos rolos da bigorna constitui um custo de exploração |
| Faca quente | Tecidos fibrosos, bandas revestidas | Borda selada, sem desfiados | Filmes lisos: bordas derretidas ou deformadas | Energia de aquecimento + desgaste das lâminas |
O padrão por trás da tabela: Os materiais macios requerem um esmagador ou uma lâmina; os materiais rígidos requerem uma tesoura; os materiais fibrosos requerem uma faca quente. Escolha o método adequado ao material mais rígido da sua linha de produção. Uma unidade de transformação que trabalhe principalmente com película, com trabalhos ocasionais em papel, deve dimensionar a máquina em função do papel, e não da película.
Regra geral: macio → lâmina ou esmagamento; rígido → cisalhamento; fibroso → faca quente. Escolha o tamanho com base no material mais rígido que tiver, e não no mais comum.
Quando é que cada método deixa de funcionar
Todo método tem um limite que não pode ultrapassar, e é melhor conhecer esse limite do que descobri-lo durante uma fase de produção:
- Razor não funciona bem com tiras grossas ou rígidas. Em vez de cortar, a lâmina arrasta, o que provoca rasgos e pó na linha de corte. Verifique a gama de espessuras do material antes de avançar.
- Cisalha rotativa não funciona com películas muito macias e finas, que não conseguem manter a sua posição entre as lâminas; estas ficam enrugadas e o corte fica irregular. Se a sua mistura for composta principalmente por películas de 12 a 25 µm, o corte por cisalhamento não é a opção predefinida.
- Esmagar/marcar não funciona em películas duras e frágeis. A lâmina deforma a borda em vez de a cortar, e as máquinas a jusante rejeitam o rolo.
- Faca quente não funciona em películas simples. O calor derrete uma saliência na borda de corte, que se acumula na bigorna.
Se o seu fornecedor não lhe souber dizer exatamente qual o método que a sua máquina utiliza para o seu material, ou pior ainda, afirmar que uma máquina «faz tudo» sem perguntar qual é a sua mistura, a decisão fica, por defeito, a cargo seu.
Quando o corte transversal corre mal
Três problemas estão na origem da maioria das reclamações relativas às máquinas de corte em faixas nas unidades de transformação, e todos eles têm uma causa comum: a tensão e a posição da lâmina, e não «uma máquina defeituosa».
Telescópico: o rolo acabado desloca-se lateralmente como uma pilha de cartas de jogar. A causa é uma tensão irregular ao longo da banda durante o rebobinagem, normalmente um problema de bobinagem diferencial e não o desgaste da máquina.
Cabelo encaracolado nas pontas e pontas onduladas: a borda cortada ondula ou enrola-se. A causa é a profundidade da lâmina ou um desequilíbrio de tensão no ponto de corte, e este fenómeno torna-se mais evidente em velocidade (Montalvo, «Guia de resolução de problemas relacionados com defeitos no enrolamento de bobinas»).
Enrolamentos soltos e rugas nas lâminas: o rolo é mais mole do que o rolo principal, ou a banda fica enrugada ao passar pela lâmina. O rebobinagem mal ajustada é o erro mais comum no corte longitudinal, segundo os fabricantes de equipamento de transformação.
O facto útil que se esconde nos três: A qualidade do rolo depende do controlo da tensão e da posição da lâmina. Cada uma destas avarias corresponde a um ponto de regulação ou a uma lâmina, não a uma reparação. É por isso que as máquinas que satisfazem os transformadores são aquelas cujo sistema de tensão e ajuste das lâminas resultam de uma engenharia séria, e não de argumentos de marketing.
Telescópico → verifique primeiro a tensão de rebobinagem e os eixos diferenciais. Enrolamento das bordas → verifique a profundidade da lâmina e o seu afiamento. Rolos soltos → verifique a tensão de rebobinagem em relação ao travão de desenrolamento. Substitua a lâmina antes de reajustar a faca: o aço cego pode ser confundido com um problema de tensão.
O que verificar antes de comprar
As especificações que determinam a qualidade dos rolos
Quando se reunir com um fornecedor de cortadoras, a apresentação de vendas começará por abordar a velocidade. Aqui está a lista de verificação que permite realmente prever se a máquina irá produzir bobinas de boa qualidade em o teu planta:
- Intervalo de largura da teia: o mínimo é tão importante quanto o máximo. Se o seu trabalho mais pequeno tiver 300 mm e a máquina não conseguir cortar em larguras inferiores a 100 mm, estará a pagar por uma capacidade que não pode utilizar em encomendas mais estreitas. As cortadoras comerciais têm normalmente uma largura que varia entre 1 100 mm e 2 600 mm.
- Diâmetro de rebobinagem: os rolos acabados têm de ser compatíveis com as máquinas a jusante. Uma máquina de fabrico de saquetas que utiliza rolos de Φ450 mm não pode utilizar rolos de Φ800 mm na saída.
- Velocidade: mecânica vs. produção. «600 m/min mecânicos» não significa «600 m/min de produção na sua película». Pergunte qual é a velocidade de produção em o teu material.
- Controlo da tensão: tensão de travagem em circuito aberto ou em circuito fechado com células de carga? Esta única resposta determina em grande parte a qualidade futura dos seus rolos.
- Sistema de rebobinagem: enrolamento central, na superfície central ou na superfície; simplex, duplex ou torre. Os eixos diferenciais no rebobinador são o que mantêm a tensão uniforme em todos os rolos ao mesmo tempo.
- Ajuste da lâmina: posicionamento manual ou automático. Se os tamanhos dos seus lotes forem pequenos, cada movimento da faca traduz-se em minutos de preparação.
Lista de verificação do comprador
Tensão e enrolamento: onde se ganham ou se perdem os rolos
Eis a frase a reter de todo este artigo: A qualidade do rolo depende do controlo da tensão e da posição da lâmina. Efeito telescópico, ondulação nas bordas, bobinas soltas: cada um dos modos de falha referidos na secção anterior é um sintoma relacionado com a tensão ou com a lâmina. O equipamento que resolve o problema é um sistema de tensão de circuito fechado: células de carga que alimentam um variador vetorial que se ajusta em tempo real. O rebobinador mantém a tensão uniforme ao longo de toda a largura, que é exatamente o que fazem os eixos de bobinagem diferenciais (Wikipédia, «Corte de bobinas»). Uma máquina com controlo de tensão em circuito aberto produzirá um rolo de boa qualidade enquanto nada mudar e um rolo de má qualidade assim que o diâmetro do rolo, a rigidez do material ou a velocidade da linha se alterarem.
A tendência de automatização que está a chegar às máquinas de corte do segmento médio
A antiga distinção era: as máquinas de corte europeias são automatizadas, todas as outras são manuais. Essa distinção está a desaparecer. Os servocontróis, o posicionamento automático das lâminas e a tensão em circuito fechado tornaram-se mais acessíveis em termos de preço. As fábricas estão a automatizar máquinas antigas precisamente porque a configuração em circuito aberto da era manual não consegue manter a qualidade à velocidade exigida. Pergunte a qualquer engenheiro de controlo a quem tenham sido atribuídas máquinas de corte da década de 1970 para modernizar: esse trabalho existe em todo o lado. A consequência prática para os compradores: o posicionamento automático da lâmina e a tensão controlada por PLC já não são exclusivos dos modelos topo de gama, e devem constar da sua lista de comparação mesmo com orçamentos de gama média. Nas máquinas de rebobinagem com torre, os tempos de troca que antes consumiam uma tarde são agora contados em minutos. São relatados tempos de ciclo tão baixos quanto 15 segundos com o sistema automático de torre.
A qualidade do rolo depende do controlo da tensão e da posição da lâmina.
Encontrar um parceiro para máquinas de corte longitudinal
Uma máquina de corte e rebobinagem nunca é adquirida isoladamente. Ela integra-se numa linha de transformação (impressão, depois laminação, depois corte e, por fim, produção de saquetas, sacos ou embalagens), e todas as máquinas a montante e a jusante têm uma largura, uma velocidade e um diâmetro de rolo específicos. A máquina de corte e rebobinagem tem de corresponder a estes três parâmetros; caso contrário, a linha transforma-se numa série de gargalos dispendiosos.
É por isso que os transformadores adquirem cada vez mais a máquina de corte longitudinal como parte da linha de produção, e não como uma compra isolada. Quando um único fornecedor fabrica a impressora, a laminadora e a máquina de corte longitudinal, as questões relativas à largura e ao diâmetro do rolo são resolvidas na fase de conceção, em vez de serem negociadas entre duas fábricas. A KETE fabrica a sequência completa (impressão flexográfica e rotogravura, laminação, corte longitudinal e fabrico de saquetas e sacos). Uma cortadora-rebobinadora KTSM chega, portanto, com as especificações já compatíveis com as máquinas que a rodeiam. As nossas cortadoras estão disponíveis nas configurações de enrolamento central (simplex, duplex ou torre), central-superficial e superficial. Tanto o corte com lâmina como o corte rotativo são opções na mesma máquina, com lâminas redondas ou retas. Os acionamentos são controlados por PLC, com tensão por célula de carga, carregamento por eixo pneumático e controlo da posição da borda (EPC) de série, tudo construído com componentes da Yaskawa, Schneider e Panasonic (Página do produto «Máquina de corte KETE»).
100 – 600 m/min
velocidade mecânica máxima
2 600 mm
largura máxima do material
5 mm
largura mínima da fenda
±0,1 mm
precisão do corte por servo-acionamento
Seja qual for o caminho que escolher, utilize a lista de verificação da secção anterior. Faça as mesmas perguntas a todos os fornecedores: método, sistema de tensão, tempo de troca da lâmina, velocidade de produção com o seu filme. São as respostas que distinguem uma máquina de uma simples ferramenta.
O verdadeiro custo do corte longitudinal
O preço da máquina não corresponde ao custo do corte longitudinal. O custo total é composto por quatro valores: preço da máquina, consumo de lâminas, tempo de inatividade devido à troca de peças e resíduos. O consumo de lâminas e o tempo de inatividade são os dois aspetos que toda a gente esquece e, para uma empresa de transformação que executa muitos trabalhos de pequena dimensão, são normalmente as rubricas de maior peso de todas.
| Fator de custo | Percurso do Razor | Rota de cisalhamento |
|---|---|---|
| Preço da máquina | Parte inferior: secção de corte mais simples | Higher: pares de facas de precisão |
| Custo da lâmina | Baixo custo por lâmina, substituídas com frequência | Preço elevado por faca, mas dura muito mais tempo |
| Transição | Movimentos rápidos da lâmina: adequado para pequenos lotes | Posicionamento mais lento da faca: economia a longo prazo |
| Risco de resíduos | A qualidade do fio diminui à medida que as lâminas ficam cegas | As lâminas mal alinhadas cortam de forma irregular: é preciso disciplina |
| Melhor ajuste | Mistura de película fina, pequenos lotes | Papel/folha metálica/grande volume, poucas mudanças de trabalho |
Os guias de compra publicados estimam que uma máquina de corte de etiquetas de banda estreita de 600 mm custe, aproximadamente, entre $5.000 e 8.000, como preço inicial (Guia de preços das máquinas de corte KETE). As máquinas com larguras entre 1 000 e 1 300 mm, a faixa ideal para películas de embalagem flexível como o BOPP e o PET, constituem a configuração de gama média mais comum. Os orçamentos reais variam consoante a largura, o sistema de rebobinagem, o pacote de tensão e o nível de automatização; por isso, considere qualquer valor apresentado sem esses critérios como um ponto de partida e não como um preço definitivo.
$5,000 – 8,000
Máquina de corte de etiquetas de banda estreita de 600 mm, preço inicial
1 000 – 1 300 mm
a escolha ideal para máquinas de corte de películas BOPP e PET
A forma mais honesta de comprar é através de um teste, e não com base na ficha técnica: teste o seu próprio material na máquina em si antes de pagar. Um fornecedor que ofereça um teste com o seu filme e que pergunte qual é a composição do seu material e o tamanho dos lotes antes de apresentar um orçamento está a agir como um parceiro. Um fornecedor que apresente um orçamento com base num folheto, sem fazer essas duas perguntas, está a vender-lhe um produto com o qual terá de aprender a conviver.
Para os transformadores cujo processo de corte longitudinal faz parte de uma linha completa, é precisamente assim que trabalhamos. Construímos uma linha de saquetas verticais para um transformador russo, que integra a impressão por rotogravura, a laminação, o corte longitudinal e a confeção das saquetas num único conjunto integrado. Todas as máquinas de corte longitudinal que fornecemos são submetidas a testes de funcionamento com os próprios materiais do cliente antes de saírem da fábrica. Consulte o nosso estudos de caso sobre linhas de conversão para o registo do projeto.
Escolha uma máquina de corte adequada ao seu conjunto de materiais
Envie-nos as especificações do seu filme, papel ou folha metálica, bem como os tamanhos dos lotes. Iremos recomendar o método e a configuração da máquina e realizaremos um teste de funcionamento da cortadora com os seus próprios materiais antes do envio.
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