Separator z nożem latającym (Flying Knife) powstał jako odpowiedź na ograniczenia klasycznych separatorów rozrywających (Burst). Dzięki zastosowaniu mechanicznego cięcia umożliwia automatyczne rozdzielanie arkuszy laminowanych foliami, których nie można skutecznie oddzielić metodą rozrywania. W artykule wyjaśniamy zasadę działania separatora Flying Knife, właściwości materiałów decydujące o wyborze metody separacji oraz sytuacje, w których najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu DUO.
Dlaczego potrzebny jest separator?
Po zalaminowaniu kolejnych arkuszy powstaje ciągła wstęga składająca się z ułożonych na zakładkę arkuszy połączonych folią laminacyjną. Aby otrzymać pojedyncze arkusze gotowe do dalszej obróbki, konieczne jest ich ponowne rozdzielenie.
Sposób wykonania tej operacji zależy przede wszystkim od rodzaju zastosowanej folii oraz konstrukcji laminatora.
Najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest separator rozrywający (Burst Separator). Jest to rozwiązanie stosunkowo proste i w wielu zastosowaniach optymalne.
Dlaczego separator Burst nie zawsze wystarcza?
Separator Burst wykorzystuje właściwości folii typu Burst (Easy Tear), umożliwiające kontrolowane rozerwanie folii pomiędzy kolejnymi arkuszami. Są to przede wszystkim folie OPP/BOPP, które podczas procesu produkcji poddawane są orientacji jedno- lub dwuosiowej. Dzięki temu ich struktura molekularna staje się uporządkowana, a materiał wykazuje kierunkową podatność na rozdzieranie. Odpowiednio przyłożona siła powoduje powstanie prostej, nieposzarpanej linii pęknięcia.
Rozwiązanie to jest bardzo szybkie i proste, jednak jego skuteczność ograniczona jest do materiałów posiadających odpowiednie właściwości.
Wraz z rozwojem rynku zaczęto coraz częściej stosować folie, których nie można w kontrolowany sposób rozdzielać przez rozrywanie.
Do tej grupy należą przede wszystkim:
- folie nylonowe,
- część folii PET,
- folie metalizowane,
- grubsze folie specjalistyczne,
- inne folie o wysokiej odporności na rozdarcie.
Dlaczego jedne folie można rozrywać, a inne wymagają cięcia?
Skuteczność separatora Burst nie zależy od samego laminatora, lecz przede wszystkim od właściwości mechanicznych folii.
Folie OPP/BOPP zostały zaprojektowane tak, aby podczas rozdzielania pękały w sposób kontrolowany. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie równej krawędzi separacji nawet przy bardzo dużych prędkościach pracy.
Folie nylonowe (OPA) charakteryzują się znacznie większą odpornością na rozciąganie i rozdarcie. Zamiast pękać w kontrolowany sposób, materiał ulega odkształceniu, dlatego zastosowanie separatora Burst często nie pozwala uzyskać prawidłowej separacji.
Folie PET zajmują pozycję pośrednią. Są sztywniejsze od folii OPP, ale jednocześnie bardziej odporne na rozdarcie. W zależności od grubości, orientacji materiału oraz konstrukcji konkretnej folii mogą być rozdzielane metodą Burst lub wymagać zastosowania separatora Flying Knife.
To właśnie różnice we właściwościach mechanicznych poszczególnych materiałów były główną przyczyną opracowania separatorów Flying Knife.
Na czym polega działanie separatora Flying Knife?
W przeciwieństwie do separatora Burst, Flying Knife nie rozrywa folii.
Arkusze są rozdzielane poprzez jej przecięcie.
W praktyce stosowane są różne konstrukcje separatorów Flying Knife. Mogą różnić się sposobem prowadzenia noża, geometrią ostrza oraz układem napędowym, jednak zasada działania pozostaje taka sama – zsynchronizowane z ruchem wstęgi przecięcie folii pomiędzy kolejnymi arkuszami. O wyborze konkretnego rozwiązania decydują przede wszystkim wymagania dotyczące maksymalnej prędkości pracy, szerokości roboczej oraz trwałości mechanizmu.
W produkowanych obecnie laminatorach ZFP stosowany jest układ z jednym nożem, synchronizowanym przez układ optoelektroniczny i napędzanym silnikiem serwo. Po wykryciu zakładki na przesuwającej się wstędze nóż zostaje uruchomiony w odpowiednim momencie, wsuwa się pomiędzy arkusze i przesuwając się dalej, rozcina folię w poprzek wstęgi. Ukośny tor ruchu ostrza oraz synchronizacja jego prędkości z prędkością przesuwu wstęgi pozwalają uzyskać linię cięcia prostopadłą do krawędzi arkusza.
Po zakończeniu cięcia nóż wraca do pozycji początkowej, przygotowując się do kolejnego cyklu pracy.
Takie rozwiązanie, oparte na prostej zasadzie i wykorzystujące nowoczesne układy sterowania, zapewnia wysoką precyzję oraz bardzo dobrą powtarzalność procesu separacji.
Separator z nożem latającym FK w Neptunie FK
Zalety technologii Flying Knife
Największą zaletą separatora Flying Knife jest możliwość automatycznego rozdzielania folii, których nie można skutecznie rozdzielić metodą Burst.
Dzięki temu użytkownik nie jest ograniczony wyłącznie do folii BOPP lub innych materiałów łatwo poddających się kontrolowanemu rozrywaniu.
Drugą istotną zaletą jest jakość samego procesu separacji. Mechaniczne przecięcie folii eliminuje zjawiska towarzyszące jej rozrywaniu, które w niektórych zastosowaniach mogą utrudniać kolejne etapy produkcji.
Ma to znaczenie zwłaszcza wtedy, gdy laminowany arkusz będzie poddawany dalszym procesom, takim jak kolejne drukowanie, lakierowanie lub ponowne foliowanie. Luźna, zbyt długa "falbanka" pozostająca po rozerwaniu folii może zwiększać ryzyko brudzenia, zahaczania lub sklejania arkuszy.
Ograniczenia technologii Flying Knife
Podobnie jak każda technologia, Flying Knife również ma swoje ograniczenia.
Najważniejszym z nich jest czas potrzebny na wykonanie pełnego cyklu pracy noża, zależny przede wszystkim od długości cięcia, czyli szerokości arkusza. Z kolei długość arkusza wyznacza czas dostępny na powrót noża do pozycji początkowej.
Ostatecznie maksymalną wydajność separatora wyznacza kombinacja prędkości przesuwu wstęgi oraz długości i szerokości arkusza.
Drugim ograniczeniem jest laminowanie dwustronne.
Klasyczny separator Flying Knife wykorzystuje zakładkę pomiędzy kolejnymi arkuszami, wsuwając ostrze pomiędzy wstęgę otwartą z jednej strony. Po zalaminowaniu wstęgi z obu stron dostęp do tej zakładki zostaje praktycznie zamknięty.
To właśnie z tych powodów firma ZFP stosuje separator Flying Knife przede wszystkim w laminatorach obsługujących mniejsze i średnie formaty, takich jak Europa oraz Neptune. W przypadku szybszych i szerszych maszyn, gdzie częstotliwość cięć mogłaby ograniczać wydajność produkcji, optymalnym rozwiązaniem jest system DUO.
Separator z nożem latającym czy separator rozrywający?
Obie technologie rozwiązują ten sam problem, ale zostały zaprojektowane z myślą o innych zastosowaniach.
Burst zapewnia najwyższą wydajność podczas pracy z foliami przeznaczonymi do kontrolowanego rozrywania.
Flying Knife rozszerza zakres materiałów, które mogą być automatycznie laminowane, umożliwiając pracę z foliami nierozrywalnymi i specjalistycznymi.
Nie są to technologie konkurencyjne, lecz wzajemnie się uzupełniają.
Dlaczego powstał system DUO?
W praktyce wielu użytkowników wykorzystuje zarówno folie Burst, jak i folie wymagające cięcia. Zakup oddzielnych maszyn przeznaczonych do każdego rodzaju materiału byłby rozwiązaniem kosztownym i niepraktycznym.
Z tego powodu ZFP opracowało system DUO, łączący separator Burst oraz Flying Knife w jednej maszynie.
Oba separatory znajdują się w jednej linii technologicznej, a wstęga przechodzi przez oba układy jednocześnie. Operator wybiera jedynie metodę separacji odpowiednią dla aktualnie wykonywanego zlecenia, bez konieczności zmiany przeplotu wstęgi lub przezbrajania maszyny.
Takie rozwiązanie pozwala wykorzystać wysoką wydajność separatora Burst podczas pracy z foliami rozrywalnymi oraz wszystkie zalety Flying Knife przy laminowaniu materiałów nierozrywalnych.
Schemat separatora DUO, czyli 2 separatory w jednej maszynie
Podsumowanie
Flying Knife i Burst nie są technologiami konkurencyjnymi – każda z nich została opracowana z myślą o innych materiałach i innych wymaganiach produkcyjnych. Zamiast próbować stworzyć rozwiązanie będące kompromisem pomiędzy obiema metodami, ZFP opracowało system DUO, integrujący dwa niezależne i w pełni funkcjonalne układy separacji w jednej maszynie. Dzięki temu użytkownik nie musi wybierać pomiędzy wydajnością a uniwersalnością – może korzystać z obu technologii wtedy, gdy są one rzeczywiście potrzebne.
Powiązane artykuły
- System DUO – połączenie dwóch technologii separacji
- Separator rozrywający (Burst Separator) – zasada działania i zastosowania
- Folie nylonowe do laminowania
- Jak dobrać folię do procesu laminowania